增大地下室逆作法土方开挖空间的方法和支护结构.pdf

本发明公开了一种增大地下室逆作法土方开挖空间的方法。该方法是应用于施工形成有包括地下室四周围护结构、中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构和负一层楼板结构的支护体系的地下室基坑；先施工负二层沿地下室周边的一跨楼板，再用钢管从该一跨楼板边的钢管柱向上斜撑顶至负一层往里边一跨的钢管柱，形成能将地下室四周围护结构传来的侧压力先通过负二层先施工的楼板、再通过该斜撑钢管传到负一层楼板的互相对顶支撑结构，从而形成足够一次开挖两层土方的空间。本发明还公开了一种支护结构。通过实施本发明，在无须全部施工负二层楼板结构的情况下，仍能保证足够的水平支撑刚度使地下室负二层和负三层土方可以实现采用大型反铲挖掘机一次开挖，从而大大加快了地下室土方开挖进度，取得了显著的经济效益和社会效益。

1、  增大地下室逆作法土方开挖空间的方法，是应用于施工形成有包括地下室四周围护结构、中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构和负一层楼板结构的支护体系的地下室基坑，其特征在于：先施工负二层沿地下室周边的一跨楼板，再用钢管从该一跨楼板边的钢管柱向上斜撑顶至负一层往里边一跨的钢管柱，形成能将地下室四周围护结构传来的侧压力先通过负二层先施工的楼板、再通过该斜撑钢管传到负一层楼板的互相对顶支撑结构，从而形成足够一次开挖两层土方的空间。

2、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述斜撑钢管于水平面的正投影垂直于其连接侧的围护结构。

3、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述斜撑钢管为建筑物上部结构钢管柱用的钢管。

4、  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述地下室四周围护结构为地下连续墙。

5、  一种支护结构，包括地下室四周围护结构、建筑物内部的中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构和负一层楼板结构，其特征在于：还包括沿负二层地下室周边施工的一跨楼板，及若干斜撑钢管，斜撑钢管的一端支撑于负二层周边的一跨楼板边与钢管柱形成的节点处，另一端支撑于负一层往里边一跨楼板与钢管柱形成的节点处。

6、  根据权利要求5所述的支护结构，其特征在于：所述斜撑钢管于水平面的正投影垂直于其连接侧的围护结构。

7、  根据权利要求5所述的支护结构，其特征在于：所述斜撑钢管为建筑物上部结构钢管柱用的钢管。

8、  根据权利要求5所述的支护结构，其特征在于：所述地下室四周围护结构为地下连续墙。

增大地下室逆作法土方开挖空间的方法和支护结构
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种增大地下室逆作法土方开挖空间的方法和支护结构。
背景技术
逆作法是近十几年发展起来的新兴深基坑施工技术，其原理是：先沿建筑物地下室四周外墙施工地下连续墙或做密排围护桩等围护结构，同时在建筑物地下室柱的中心和纵横框架梁与剪力墙相交处等位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑；然后施工地面一层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度最大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构(每一层留出下层的出土口和下料口)，直至底板封底；同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上楼层结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。由于逆作法具有提高地下工程的安全性、大大节约工程造价、缩短施工工期、防止周围地基出现下沉、有效减低深基坑支护倒塌事故发生率等特点，因此具有非常好的发展前途和推广价值。
然而，在多层地下室基坑逆作法土方开挖施工中，一般设计要求每次向下开挖一层结构高度土方，就要施工一层地下室楼板，当该层楼板施工完毕并达到一定强度后将其作为对基坑周边地下连续墙的支撑结构，然后才能开挖下一层的土方。这样地下室最底层楼层的土方开挖净空高度就无法满足采用大、中型反铲挖掘机进行挖土施工，而只能采用人工或微型挖掘机挖土，施工进度将会非常缓慢。
发明内容
本发明的第一个目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种增大逆作法开挖地下室施工空间的方法，为顺利采用大、中型反铲挖掘机一次性开挖两层土方创造大空间施工条件。
本发明的第二个目的旨在提供一种深基坑支护结构，以形成适用于大、中型反铲挖掘机一次性开挖两层土方的大空间。
为达到第一个目的，本发明采用如下技术方案：增大地下室逆作法土方开挖空间的方法，是应用于施工形成有包括地下室四周围护结构、中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构和负一层楼板结构的支护体系的地下室基坑；先施工负二层沿地下室周边的一跨楼板，再用钢管从该一跨楼板边的钢管柱向上斜撑顶至负一层往里边一跨的钢管柱，形成能将地下室四周围护结构传来的侧压力先通过负二层先施工的楼板、再通过该斜撑钢管传到负一层楼板的互相对顶支撑结构，从而形成足够一次开挖两层土方的空间。
作为优选，上述斜撑钢管于水平面的正投影垂直于其连接侧的围护结构。
上述斜撑钢管为建筑物上部结构钢管柱用的钢管。在地下室施工完成后，拆除该些斜撑钢管并稍作加工，即可作为钢管柱用于建筑物上部结构中。
作为优选，上述建筑物地下室四周围护结构为地下连续墙。
为达到第二个目的，本发明采用如下技术方案：一种支护结构，包括地下室四周围护结构、建筑物内部的中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构和负一层楼板结构；还包括沿负二层地下室周边施工的一跨楼板，及若干斜撑钢管，斜撑钢管的一端支撑于负二层周边的一跨楼板边与钢管柱形成的节点处，另一端支撑于负一层往里边一跨楼板与钢管柱形成的节点处。
进一步，上述斜撑钢管于水平面的正投影垂直于其连接侧的围护结构。
作为优选，上述所述斜撑钢管为建筑物上部结构钢管柱用的钢管。在地下室施工完成后，拆除该些斜撑钢管并稍作加工，即可作为钢管柱用于建筑物上部结构中。
作为优选，所述地下室四周围护结构为地下连续墙。
本发明通过采用上述方法和支护结构，在无须全部施工负二层楼板结构的情况下，仍能保证足够的水平支撑刚度使地下室负二层和负三层土方可以实现采用大型反铲挖掘机一次开挖，从而大大加快了地下室土方开挖进度，取得了显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明所述支护结构的平面布置结构示意图；
图2是图1的A-A向结构剖视图。
图中：
1—地下连续墙；2—负二层地下室周边的一跨楼板；3—建筑物内部的中间支承钢管柱；4—斜撑钢管；5—人工挖孔桩；6—±0.000层楼板结构；7—负一层楼板结构；8—-2.700m标高；9—负一层楼板下2.40m位置；10—负二层楼板下2.40m位置；11—地下室底板；12—第一次土方开挖范围；13—第二次土方开挖范围；14—第三、第四次土方合并开挖范围；15—后挖土方；A—负二层地下室周边的一跨楼板边与钢管柱之间的节点；B—负一层往里边一跨楼板与钢管柱形成的节点处。
现结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
具体实施方式
如图1和图2所示，本实施例是应用于采用逆作法施工的三层地下室。在实施本发明前，建筑物地下室的逆作法施工顺序为：
1、先沿建筑物地下室的周围施工地下连续墙1，同时在建筑物地下室柱的中心和纵横框架梁和剪力墙相交处等位置布置人工挖孔桩5和建筑物内部中间支承钢管柱3；
2、将土方12开挖至-2.700m标高8，施工±0.000层楼板结构6；
3、将土方13开挖至负一层楼板下2.40m位置9，施工负一层楼板结构7。
由于现有逆作法施工系利用已施工的一层楼板结构来解决下一层土方开挖时地下连续墙的水平支撑问题，因此负二层和负三层的土方开挖亦将按上述步骤3进行。如此，当需进行负三层土方开挖时，就因负二层楼板结构的存在而使土方开挖的净空高度无法满足采用大、中型反铲挖掘机进行挖土施工，而只能采用人工或微型挖掘机挖土，这将导致施工进度变得非常缓慢。为此，在施工完负一层楼板结构7后，采用本发明来增大逆作法土方开挖空间，具体施工步骤为：
1)在施工完负一层楼板结构7后，将土方14开挖至负二层楼板下2.40m位置10，然后只施工负二层沿地下室周边的一跨楼板2；
2)在该一跨楼板2边与钢管柱3之间的节点A和负一层往里边一跨楼板与钢管柱3形成的节点B之间设置斜撑钢管4；斜撑钢管4设置过程中可采用大型反铲挖掘机进行一次性开挖负二层和负三层中间位置的土方14，但需预留负三层连续墙周边的土方15不开挖；
3)当上述斜撑钢管4施工完成后，采用大型反铲挖掘机继续开挖负二层和负三层的土方14，包括预留的土方15。开挖过程中，来自地下连续墙的侧压力将先通过负二层先施工的一跨楼板2，再通过斜撑钢管4传递到负一层楼板结构7，从而形成互相对顶支撑结构，该互相对顶支撑结构能代替负二层楼板结构来解决从负一层到地下室底板底之间地下连续墙的水平支撑问题，从而实现一次性开挖两层土方，大大加快地下室土方开挖进度；
4)土方14、15开挖完成后，先对地下室底板11进行封底施工，再进行负二层剩余部分楼板结构施工，最后才拆除斜撑钢管4。
在上述的互相对顶支撑结构中，每一斜撑钢管4于水平面的正投影垂直于其连接侧的地下连续墙。而且，斜撑钢管4应使用建筑物上部结构钢管柱用的钢管。在地下室施工完成后，拆除该些斜撑钢管并稍作加工，即可作为钢管柱用于建筑物上部结构中。
结合以上描述，本发明所述的支护结构，主要是由地下连续墙、建筑物内部的中间支承钢管柱、±0.000层楼板结构、负一层楼板结构、沿负二层地下室周边先施工的一跨楼板和若干斜撑钢管组成。该支护结构应用到地下室深基坑中，能有效解决地下室深基坑的水平和垂直支撑问题，并能为采用大型反铲挖掘机一次性开挖负二层和负三层土方提供足够大的施工空间。