一种利用支护墙和水平梁作为基坑内支撑的支护设计方法与流程

：本发明属于建筑地下室施工时的基坑支护体系，具体的说，它涉及一种利用支护墙和水平梁联合作为基坑内支撑体系的支护设计方法。

背景技术

0、背景技术：

1、目前深基坑支护方案在场地不允许向周边施工锚索而不能采用排桩+锚索联合支护的情况下，便只能采用排桩+水平梁内支撑的形式，一般根据基坑的深度大小需要设计一道或多道钢筋混凝土水平梁内支撑，它包括水平对撑梁、水平角撑梁。靠水平支撑梁提供给排桩的水平力来限制排桩的水平位移，达到保持基坑稳定的目的。这种内支撑结构造成施工空间狭小、不便于土方的挖运，对地下室主体施工时材料吊运、支模板、绑扎钢筋都会带来不便，从而导致工期延长。而拆除水平梁支撑则产生了大量的建筑垃圾，还有在切割或爆破产生的噪声与扬尘等都会对周围环境造成污染。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、针对现有的基坑内支撑存在的问题和不足，本发明提出了一个新的解决方案即利用支护墙加水平梁支撑的方法取代现有的钢筋混凝土水平対撑梁，做法是在地下室垂直于基坑边线的柱网轴线上于各轴线的两端边跨内设置钢筋混凝土支护墙，并设置水平斜撑梁和水平直撑梁，这些梁的一端落在支护墙上，以支护墙作为受力点，另一端置于基坑的排桩冠梁和腰梁的侧面起到支撑支护桩排桩的作用。从排桩支护桩上传来的外力通过水平支撑梁传给支护墙。地下室的主要功能一般是用作停车场，而支护墙位于柱网轴线上，它们并不影响停车，因此这些墙体不必拆除，只有位于设备房或其他功能房内确需拆除时才去拆除它，因这只是个别现象，通过合理的设计优化，一般这部分工程量比较小。保留这一道道支护墙还大幅提高了地下室主体结构的抗地震能力，相当于在地下室内部设置了一道道剪力墙，抵抗地震时所产生的巨大水平力。这些墙体只需要在后面装修时做简单的抹灰粉刷即可。从经济性方面做个比较：现有的基坑対撑梁内支撑体系需要在梁下按一定的间距设置立柱桩，立柱桩一般由底板以下的钢筋混凝土灌注桩和底板以上的钢结构格构柱组成，基坑跨度越大则立柱桩的数量越多，经过测算立柱桩的工程量比设置支护墙的工程量还要多，而且还有水平対撑梁的安拆工程量，采用支护墙则减少了此部分的工程量，支护墙与冠梁、腰梁之间的水平支撑梁可以采用钢筋混凝土梁或钢管梁，优先采用钢管梁，在基坑使用期满后可以拆下回收再利用，又节省了一部分费用，所以采用支护墙和水平支撑梁的支护方案完全可以降低工程造价。基坑的面积越大则节省的费用会更多，即性价比更高。支护墙的纵向中心线应与柱网轴线相重合，位置选择布置在边跨两端柱下承台之间，要给承台施工留出必要的空间；该项目的业主方则需要协调主体设计单位优先提供地下室的结构布置图和桩基施工图给基坑支护设计单位，便于支护设计师合理布置支护墙的位置。当支护墙的布置存在特殊情况比如根据支护的受力要求做不到让该墙位于地下室边跨轴线上时，可以适当调整到合适的位置设置，今后将它拆除便是了。采用支护墙+水平支撑梁作基坑内支撑的支护方案，凸显三大技术优势：一是低碳环保，有效代替钢筋混凝土水平対撑梁，大幅度减少钢筋混凝土的安拆工程量；二是节省工期，敞开式开挖土方，施工进度较快，敞开式施工地下室主体结构其施工速度也要加快；三是节省工程造价，基坑面积越大节省额越多。

2、钢筋混凝土支护墙的设计：

3、1)墙的间距应是轴距的整数倍，比如可以隔跨布置一道，假设轴距为8m则墙间距＝8*2＝16m；

4、2)墙厚：在b＝200～600mm之间选取；

5、3)墙长：l＝2.0～6.0m之间选取，要给两端柱下的桩基和桩承台留出足够的空间为原则，避免互相冲突；

6、4)墙的深度：由该支护墙所承受的水平推力、抗倾覆力矩、基坑底下土层地质条件和承载力大小经理论计算结合实际经验确定之；

7、5)墙顶应设置导墙：成槽施工前，应沿支护墙两侧设置导墙，导墙宜采用钢筋混凝土结构，且混凝土强度等级不宜低于c20。导墙的强度和稳定性应满足成槽设备施工的要求。

8、6)根据基坑深度设计了几层水平支撑梁则相应地在该支护墙上需承担相同数量的水平外力作为计算模型。该支护墙相当于矩形截面支护桩，其正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》gb50010的有关规定进行计算，但其弯矩设计值和剪力设计值应按《建筑基坑技术规程》jgj120-2012的第3.1.7条确定。配筋设计遵照现行国家结构设计有关规范的要求执行。

9、7)钢筋混凝土支护墙的施工按照目前国家施工规范中地下连续墙施工章节的要求执行即可。

10、水平支撑梁的设计：

11、1)平面布置参见平面布置图1，墙1的两侧对称各布置一条斜向水平梁2，在墙的靠近基坑边一端布置一条水平直梁3，斜向水平梁与墙面的夹角在30°～60°之间选取，一般选45°比较好。

12、2)水平梁的层数根据基坑的深度合理选择，一般2～3层地下室设计1～2层，4～5层地下室设计3～4层。

13、3)水平梁的材质可以选钢管或钢筋混凝土，考虑拆除方便还能回收再利用则优选钢管。钢管梁则在支护墙与梁的交接处预埋钢板4，安装时钢管直接焊在钢板上，选择钢筋混凝土梁时则要在支护墙上预埋pvc管或钢管留出穿钢筋(锚固筋)的若干预留孔，在梁的钢筋绑扎前先通过该预留孔预埋锚固筋，然后将梁的主筋跟锚固筋搭接焊焊牢，且应满足相关规范的要求。梁的另一端与冠梁或腰梁的连接做法与支护墙上的方法相对应，即钢管支撑梁为在冠梁腰梁侧面预埋钢板，混凝土支撑梁是在冠梁、腰梁侧面预埋锚固筋。

14、4)梁的截面大小根据它所承担的压力大小经计算确定。

技术特征：

1.一种利用支护墙和水平梁作为基坑内支撑的支护设计方法，其特征是利用支护墙加水平梁支撑的方法取代现有的水平梁対撑，做法是在地下室垂直于基坑边线的柱网轴线上于各轴线的两端边跨内设置钢筋混凝土支护墙(1)，支护墙的纵向中心线应与柱网轴线相重合，位置选择布置在边跨两端柱下承台之间，要给承台施工留出必要的空间；并设置水平斜撑梁(2)和水平直撑梁(3)，这些梁的一端落在支护墙上，以支护墙作为受力点，另一端置于基坑的排桩冠梁(8)和腰梁(10)的侧面起到支撑支护桩排桩的作用；从排桩支护桩(7)上传来的外力通过水平支撑梁传给支护墙，当支护墙的布置存在特殊情况比如根据支护的受力要求做不到让该墙位于地下室边跨轴线上时，可以适当调整到合适的位置设置，今后将它拆除便是了。

2.根据权利要求1所述一种利用支护墙和水平梁作为基坑内支撑的支护设计方法其特征是支护墙与冠梁、腰梁之间的水平支撑梁可以采用钢筋混凝土梁或钢管梁，优先采用钢管梁，在基坑使用期满后可以拆下回收再利用。

技术总结现有基坑内支撑支护中靠水平支撑梁提供给排桩的水平力来限制排桩的水平位移，达到保持基坑稳定的目的。这种内支撑结构造成施工空间狭小、不便于土方的挖运，对地下室主体施工时材料吊运、支模板、绑扎钢筋都会带来不便，从而导致工期延长。而拆除钢筋混凝土水平梁支撑则产生了大量的建筑垃圾，还有在切割或爆破产生的噪声与扬尘等都会对周围环境造成污染。本发明可以取代传统内支撑中的水平对撑，通过在各轴线的两端边跨内设计若干道垂直于基坑边线的钢筋混凝土支护墙，以该墙为支点由水平斜向支撑梁和水平正向支撑梁与冠梁或腰梁对接，给它们提供支撑力，维持基坑的稳定。这些水平支撑梁采用钢管制作与安装，基坑使用期满后还可以拆卸回收再利用，节能环保又经济。根据基坑深度经计算确定水平支撑梁的层数和支护墙入土深度。地下室敞开式施工不仅节约工期，而且还节约了支护成本和主体施工成本。技术研发人员：刘东轩,方敏华受保护的技术使用者：刘东轩技术研发日：技术公布日：2024/6/13