[发明专利]一种用于地铁基坑的支撑体系及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑工程领域，特别是一种基坑支撑体系及其施工方法。

背景技术

目前，对于地铁基坑采用的主要支撑体系主要为钢筋混凝土和钢管对撑，特别是其中的钢管支撑，其水平设置间距往往不超过3m。基于地铁站房狭长、矩形的平面形状特点，地铁基坑土方开挖一般采用台阶式退挖接力的方法进行。由于水平支撑设置的间距过于紧密，施工作业面小，土方开挖机械往往采用斗容量较小挖掘设备，通过台阶接力的方式完成土方开挖，大大降低了土方开挖工作效率；另一方面，在钢管支撑逐根吊装时，因为较密的水平支撑间距，必须避免吊装时支撑的相互碰撞，吊装就位后尚需进行支撑端部焊接固定及支撑预应力施工，支撑安装困难、施工效率地下。

众所周知，基坑土方开挖必须遵循“先撑后挖”的原则进行，通过调研发现，即便采用工效较低斗容量较小的挖机进行土方开挖，支撑的安装工效也远远不能满足土方开挖要求，土方开挖和支撑安装两者无论在时间上和空间上均无法实现相互满足，导致水平支撑安装往往滞后于土方开挖，为基坑工程埋下巨大的安全隐患。

综上，对于目前狭长型规则的地铁基坑工程，采用现有的水平支撑体系及土方开挖方法，在工期及安全上均对工程建设造成了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于地铁基坑的支撑体系及其施工方法，要解决现有施工效率低、安全隐患大、作业空间有限的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于地铁基坑的支撑体系，包括水平支撑在基坑围护结构之间的水平支撑平台，所述水平支撑平台沿着基坑的长度和高度方向平行间隔均匀分布，还包括导轨、升降动力单元和传力机构；所述导轨沿基坑围护结构的长度方向平行间隔设置；所述升降动力单元连接在水平支撑平台与导轨之间；所述传力机构连接在水平支撑平台与导轨之间。

所述导轨单元通过可调支座组件与基坑围护结构连接，通过单元支架与升降动力单元连接。

所述导轨是由导轨单元沿基坑围护结构的高度方向竖向拼接而成的。

所述导轨单元为矩形柱筒，相邻的导轨单元通过连接销连接；导轨单元的一端设有穿过连接销的导轨连接孔、另一端对应设有连接连接销的连接耳板；导轨单元的筒身背面设有连接可调支座组件的导轨支座连接孔，侧面沿其长度方向设有一组连接单元支架的反力孔。

所述可调支座组件包括与导轨连接的导轨支座、与导轨支座连接的基坑支座以及连接基坑支座与基坑围护结构之间的锚板；所述导轨支座是由背板、底板和两侧板组成的盒状结构，其中背板上均匀开有X向调节孔、并通过紧固件与导轨连接，底板上开有Y向调节孔并通过紧固件与基坑支座连接；所述基坑支座是由背板、底板和两侧板组成的盒状结构，其中底板通过紧固件与导轨支座的底板连接、上开有穿过紧固件的通孔，背板上均匀开有Z向调节孔、并通过锚件与锚板连接；所述锚件的一端的螺纹头、依次穿过锚板和Z向调节孔并通过螺母固定，另一端为弯钩头、锚固在基坑围护结构的钢筋骨架上。

所述单元支架包括连接在水平支撑平台端部的三角支架、连接在三角支架端部的上插销支座以及平行设置在上插销支座下方的下插销支座；所述上插销支座和下插销支座分别通过上插销和下插销与导轨的反力孔可拆卸连接。

所述升降动力单元为液压油缸，包括缸筒和活塞杆，其中缸筒与上插销支座固定连接，活塞杆的一端穿过上插销支座与缸筒活动连接、另一端与下插销支座固定连接。

所述水平支撑平台包括上平面桁架支撑、下平面桁架支撑以及竖直连接在两者之间的连杆；所述上平面桁架支撑包括两根沿基坑宽度方向设置的对撑钢桁架、连接在对撑钢桁架两端之间的边桁架和连接在对撑钢桁架两端两侧面上的琵琶撑； 所述下平面桁架支撑和上平面桁架支撑结构相同、且平行间隔设置。

所述传力机构包括连接在水平支撑平台端部的千斤顶、连接在千斤顶前端的转动关节、铰接在转动关节上的滚轮支架和铰接在滚轮支架上的滚轮；所述滚轮支架为三角形板或者是弯折呈锐角的条状板，其顶角与转动关节铰接、两底角对称铰接有一个滚轮。

一种如所述的地铁基坑大跨度支撑体系的施工方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，完成基坑围护结构的施工，进行第一层土方开挖。

步骤二，开挖至支撑设计标高后，安装导轨单元以及对应的可调支座组件。

步骤三，连接第一层水平支撑平台以及对应的升降动力单元、单元支架和传力机构。

步骤四，整体吊装至第一层水平支撑设计标高位置，传力机构的千斤顶顶推受力。