【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系及其施工方法，属于基坑支护，适用于建筑工程、市政工程、隧道工程及其他建(构)筑物设计施工。
技术介绍
1、在建筑工程、市政工程、隧道工程及其他建(构)筑物的设计施工中，基坑支护往往需要设置内支撑体系，基坑内支撑体系在基坑开挖深度较深的情况下，通常需增加内支撑，以保证支护体系的结构稳定。但是，在大面积基坑中，增加对撑会产生大量临时性结构材料废弃，必然会提高工程成本；同时，增加内撑有也会在一定程度上阻挡开挖工作面，影响基坑开挖工作的效率。
技术实现思路
1、为了克服相关技术的上述不足，本专利技术提供一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系及其施工方法，能够既有效控制基坑变形，又避免在基坑内使用大量内支撑杆件，保证基坑中具有较大的挖土空间，还具有整体可拆卸、可复用的优点。
2、本专利技术解决其技术问题采用的一种技术方案是：
3、一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，包括：
4、基坑围护结构件，所述基坑围护结构件的顶部和腰部分别设有冠梁及围檩梁，其基坑外侧设有装配式预应力锚固件；
5、倾斜支撑件，所述倾斜支撑件设置在所述围护结构的基坑内侧，所述倾斜支撑件与所述围护结构呈夹角布置且顶部相连；
6、所述倾斜支撑件与装配式预应力锚固件正对布置，所述冠梁及围檩梁上在相邻倾斜支撑件之间的位置均分别设有张弦梁结构件。
7、作为本技术方案的进一步可选设计，所述基坑围护结构件包括支护
8、作为本技术方案的进一步可选设计，所述装配式预应力锚固件包括多个沿所述基坑长度方向和深度方向同时均布排列的可回收预应力拉杆，所述可拆卸预应力锚杆的一端通过锚固钢管固定于岩土体中，其另一端通过锚头锁定在所述围檩梁上。
9、作为本技术方案的进一步可选设计，所述锚固钢管包括钢管主体及设置在所述钢管主体上的开槽和拆卸锁止键，所述可回收预应力拉杆的端部转动设有卡接板，所述卡接板穿过所述开槽并于所述钢管主体内部通过所述拆卸锁止键约束相对位移。
10、作为本技术方案的进一步可选设计，所述开槽平行于所述钢管主体的长度方向延伸，所述可接板的长度小于所述开槽的长度，所述拆卸锁止键固定在所述钢管主体的内壁上且垂直于其长度方向延伸，两个所述拆卸锁止键沿所述开槽长度方向间隔布置并在宽度方向上交错排列，同时两个所述拆卸锁止键均与横置后的所述卡接板部分重叠。
11、作为本技术方案的进一步可选设计，所述钢管主体还包括设置在所述钢管主体内部的若干个加劲板，所述加劲板固定连接在设有所述开槽的钢管主体内壁上，并且沿所述开槽的长度方向两侧对称分布。
12、作为本技术方案的进一步可选设计，所述倾斜支撑件包括多个沿所述基坑长度方向均布排列的倾斜桩，所述倾斜桩采用钢筋混凝土预制结构或钢结构。
13、作为本技术方案的进一步可选设计，所述倾斜支撑件与所述围护结构之间采用预埋连接件+浇混凝土的组合方式固定连接，或者通过焊接方式/螺栓连接方式固定在一起；所述倾斜支撑件与所述倾斜支撑件之间通过抵接件相连。
14、作为本技术方案的进一步可选设计，所述张弦梁结构件包括弦拉杆、型钢腹杆和弦拉杆轴力调节装置，所述型钢腹杆的后端铰接在所述冠梁或围檩梁上，所述弦拉杆轴力调节装置固定连接在所述型钢腹杆的前端，所述弦拉杆与所述弦拉杆轴力调节装置的前端相连且其两端分别铰接在位于所述型钢腹杆两侧的所述冠梁或围檩梁上。
15、借助上述技术方案，本专利技术的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，能够至少实现以下的技术优势：
16、本专利技术的装配式支护体系，通过设置张弦梁结构件实现了减少设置力学支座的目的，再利用倾斜支撑件将冠梁、围檩梁水平力传至基坑底部，并设置可回收预应力拉杆和锚固钢管进一步锁定围护结构变形。该方案避免了在基坑内部设置内支撑，保证了较为开阔的开挖作业面，又减小了围护结构变形，保证了基坑的安全性，还具有整体可拆卸、可复用的效果，节约临时设施材料消耗。
17、本专利技术解决其技术问题采用的另一种技术方案是：
18、一种基于大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，包括以下步骤：
19、(1)进行准备工作：冠梁以上部分土体放坡，坡面采用喷砼护面，分别施作倾斜桩、围护结构、锚固钢管，并对其进行组装及加固；
20、(2)开始土方开挖施工；
21、(3)当开挖至冠梁的预设标高位置时，在所述预设标高位置对应的基坑围护结构件上施作冠梁，并安装且预紧张弦梁结构件；
22、(4)当开挖至围檩梁的预设标高位置时，在所述预设标高位置对应的围护结构上施作围檩梁，并在相对应的围檩梁与倾斜桩之间安装抵接件，再次安装且预紧张弦梁结构件，然后朝锚固钢管定向打设可回收预应力拉杆，在两者连接牢固后施加预应力并将锚头锁紧至围檩梁上；
23、(5)继续开挖，直至达到基坑坑底设计标高，即完成土方开挖和支护作业；
24、(6)地下部分施工完成后，先后拆除并回收：可回收预应力拉杆、张弦梁结构件、围檩梁、冠梁、倾斜支撑件、基坑围护结构件、锚固钢管。
25、作为本技术方案的进一步可选设计，在所述步骤(3)和步骤(4)中，安装且预紧张弦梁结构件，具体包括：搭设安装弦拉杆、型钢腹杆、弦拉杆轴力调节装置，对弦拉杆按照设计拉力进行预紧；其中，弦拉杆的设计拉力按照以下公式确定：
26、
27、式中，f为弦拉杆拉力(单位为n)，l为该型钢腹杆有效作用长度(单位为m)，q为对应位置基坑围护结构支反力(单位为n/m)，β1和β2分别为腹杆与左右两侧弦拉杆夹角，k为安全系数。
28、作为本技术方案的进一步可选设计，所述弦拉杆的截面型号按照以下公式确定：
29、
30、式中，a1为弦拉杆截面面积(单位为㎡)，l为该型钢腹杆有效作用长度(单位为m)，q为对应位置基坑围护结构支反力(单位为n/m)，β1和β2分别为腹杆与左右两侧弦拉杆夹角，fq1为所用材料屈服强度(单位为pa)，k为安全系数。
31、作为本技术方案的进一步可选设计，所述型钢腹杆的截面型号按照以下公式确定：
32、
33、式中，a2为垂直型钢腹杆截面面积(单位为㎡)，l为该型钢腹杆有效作用长度(单位为m)，q为对应位置基坑围护结构支反力(单位为n/m)，fq2为所用材料屈服强度(单位pa)，k为安全系数。
34、相比相关技术，本专利技术的一种基于大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，首先是采用了大面积基坑中无内撑的装配式支护体系得以实施，因此必然具备了上述装配式支护体系的技术优势；其次，本专利技术的施工方法，将装配式支护体系的构建过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述基坑围护结构件包括支护墙体或支护桩体形式的围护结构，一个所述冠梁和若干个所述围檩梁与所述围护结构由上至下依次固定连接；所述支护墙体采用装配式地下连续墙，所述支护桩体采用钢板桩或预制混凝土桩。
3.根据权利要求2所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述装配式预应力锚固件包括多个沿所述基坑长度方向和深度方向同时均布排列的可回收预应力拉杆，所述可拆卸预应力锚杆的一端通过锚固钢管固定于岩土体中，其另一端通过锚头锁定在所述围檩梁上。
4.根据权利要求3所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述锚固钢管包括钢管主体及设置在所述钢管主体上的开槽和拆卸锁止键，所述可回收预应力拉杆的端部转动设有卡接板，所述卡接板穿过所述开槽并于所述钢管主体内部通过所述拆卸锁止键约束相对位移。
5.根据权利要求4所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述开槽平行于所
6.根据权利要求5所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述钢管主体还包括设置在所述钢管主体内部的若干个加劲板，所述加劲板固定连接在设有所述开槽的钢管主体内壁上，并且沿所述开槽的长度方向两侧对称分布。
7.根据权利要求3至6任一项所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述倾斜支撑件包括多个沿所述基坑长度方向均布排列的倾斜桩，所述倾斜桩采用钢筋混凝土预制结构或钢结构。
8.根据权利要求7所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述倾斜支撑件与所述围护结构之间采用预埋连接件+浇混凝土的组合方式固定连接，或者通过焊接方式/螺栓连接方式固定在一起；所述倾斜支撑件与所述倾斜支撑件之间通过抵接件相连。
9.根据权利要求8所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述张弦梁结构件包括弦拉杆、型钢腹杆和弦拉杆轴力调节装置，所述型钢腹杆的后端铰接在所述冠梁或围檩梁上，所述弦拉杆轴力调节装置固定连接在所述型钢腹杆的前端，所述弦拉杆与所述弦拉杆轴力调节装置的前端相连且其两端分别铰接在位于所述型钢腹杆两侧的所述冠梁或围檩梁上。
10.一种基于权利要求1至9任一项所述大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的一种基于大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，其特征在于，在所述步骤(3)和步骤(4)中，安装且预紧张弦梁结构件，具体包括：搭设安装弦拉杆、型钢腹杆、弦拉杆轴力调节装置，对弦拉杆按照设计拉力进行预紧；其中，弦拉杆的设计拉力按照以下公式确定：
12.根据权利要求11所述的一种基于大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，其特征在于，所述弦拉杆的截面型号按照以下公式确定：
13.根据权利要求12所述的一种基于大面积基坑中无内撑的装配式支护体系的施工方法，其特征在于，所述型钢腹杆的截面型号按照以下公式确定：
...【技术特征摘要】
1.一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述基坑围护结构件包括支护墙体或支护桩体形式的围护结构，一个所述冠梁和若干个所述围檩梁与所述围护结构由上至下依次固定连接；所述支护墙体采用装配式地下连续墙，所述支护桩体采用钢板桩或预制混凝土桩。
3.根据权利要求2所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述装配式预应力锚固件包括多个沿所述基坑长度方向和深度方向同时均布排列的可回收预应力拉杆，所述可拆卸预应力锚杆的一端通过锚固钢管固定于岩土体中，其另一端通过锚头锁定在所述围檩梁上。
4.根据权利要求3所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述锚固钢管包括钢管主体及设置在所述钢管主体上的开槽和拆卸锁止键，所述可回收预应力拉杆的端部转动设有卡接板，所述卡接板穿过所述开槽并于所述钢管主体内部通过所述拆卸锁止键约束相对位移。
5.根据权利要求4所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述开槽平行于所述钢管主体的长度方向延伸，所述可接板的长度小于所述开槽的长度，所述拆卸锁止键固定在所述钢管主体的内壁上且垂直于其长度方向延伸，两个所述拆卸锁止键沿所述开槽长度方向间隔布置并在宽度方向上交错排列，同时两个所述拆卸锁止键均与横置后的所述卡接板部分重叠。
6.根据权利要求5所述的一种大面积基坑中无内撑的装配式支护体系，其特征在于，所述钢管主体还包括设置在所述钢管主体内部的若干个加劲板，所述加劲板固定连接在设有所述开槽的钢管主体内壁上，并且沿所述开槽的长度方向两侧对称分布。
7.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋卓华，任宝双，郁志伟，郑永飞，孙瑜，赵义鹏，毛五洲，
申请(专利权)人：中交建筑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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