本發(fā)明涉及一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：

隨著城市土地資源的緊缺和技術(shù)創(chuàng)新，地下空間開發(fā)越來(lái)越得到廣泛關(guān)注和發(fā)展，不斷涌現(xiàn)出一大批超深地下空間結(jié)構(gòu)，深基坑工程應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)，因?yàn)楦鞯厮牡刭|(zhì)條件差異較大，當(dāng)出現(xiàn)砂土地層、淤泥質(zhì)地層、填海區(qū)等較差地質(zhì)條件時(shí)，一般都會(huì)采用內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，以保證基坑安全；但內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，涉及的工序較多、工期長(zhǎng)、換撐難度大等一系列技術(shù)難題；通常情況是，在地下室結(jié)構(gòu)施工一層，對(duì)稱進(jìn)行肥槽回填，對(duì)稱施工傳力帶后，方可拆除對(duì)應(yīng)的內(nèi)支撐，該工況下，地下室結(jié)構(gòu)施工間斷時(shí)間較長(zhǎng)，無(wú)法連續(xù)作業(yè)，對(duì)工程施工組織和工期影響較大。那么，如何通過設(shè)計(jì)來(lái)改變既有工序和施工流程，提前拆除內(nèi)支撐，縮短地下室結(jié)構(gòu)間斷時(shí)間，對(duì)于工程建設(shè)者具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換方法，以解決同組內(nèi)支撐對(duì)稱受力工況下單個(gè)內(nèi)支撐提前拆除，提前插入地下室結(jié)構(gòu)施工，縮短間斷時(shí)間，加快工程整體進(jìn)度等技術(shù)難題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明公開了一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)包括豎向環(huán)繞基坑布置的多根支護(hù)樁、水平支撐于基坑角部的多組內(nèi)支撐角撐及豎向支撐所述內(nèi)支撐角撐的內(nèi)支撐立柱樁；所述支護(hù)樁上設(shè)有腰梁并通過所述腰梁與所述內(nèi)支撐角撐相連，每組所述內(nèi)支撐角撐包括分別支撐于基坑中相鄰的兩個(gè)角部且對(duì)稱受力的第一角撐和第二角撐；

基坑內(nèi)設(shè)有主體結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述主體結(jié)構(gòu)與所述支護(hù)樁之間的傳力帶，所述傳力帶的第一側(cè)與所述支護(hù)樁之間通過第一剪力鍵相連，所述傳力帶的第二側(cè)與所述主體結(jié)構(gòu)之間通過第二剪力鍵相連；

所述第一剪力鍵與所述第二剪力鍵在對(duì)應(yīng)位置的所述第一角撐或所述第二角撐拆除時(shí)形成剪力以平衡作用于所述支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力，使同組所述內(nèi)支撐角撐的同步對(duì)稱受力轉(zhuǎn)換為所述第一角撐或所述第二角撐的獨(dú)立傳力。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述支護(hù)樁為咬合樁，表面具有云線狀輪廓，所述第一剪力鍵為所述傳力帶的第一側(cè)與所述咬合樁的結(jié)合處形成的凹凸咬合結(jié)構(gòu)。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述第二剪力鍵包括連續(xù)設(shè)置于所述傳力帶的第二側(cè)與所述主體結(jié)構(gòu)的結(jié)合處的凸形鍵齒及設(shè)于所述凸形鍵齒內(nèi)的抗剪筋，所述抗剪筋的一端錨入所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述凸形鍵齒呈矩形，所述抗剪筋為U型筋，所述U型筋的開口端錨入所述主體結(jié)構(gòu)內(nèi)。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，多組所述內(nèi)支撐角撐沿基坑高度方向相間布置。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述第一角撐和所述第二角撐分別包括相間布置的多道角支撐梁及連接于相鄰兩道所述角支撐梁之間的連系梁，多道角支撐梁支撐于基坑角部的同一水平高度。

本發(fā)明還公開了一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換方法，包括步驟：

施工基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括布置豎向環(huán)繞基坑的多根支護(hù)樁、設(shè)置水平支撐于基坑角部的多組內(nèi)支撐角撐及設(shè)置豎向支撐所述內(nèi)支撐角撐的內(nèi)支撐立柱樁；所述支護(hù)樁上設(shè)有腰梁并通過所述腰梁與所述內(nèi)支撐角撐相連，每組所述內(nèi)支撐角撐包括分別支設(shè)于基坑中相鄰的兩個(gè)角部且對(duì)稱受力的第一角撐和第二角撐；

對(duì)應(yīng)于所述第一角撐或所述第二角撐的位置，于基坑內(nèi)施工部分主體結(jié)構(gòu)；

于部分施工的所述主體結(jié)構(gòu)與所述支護(hù)樁之間施工傳力帶，于所述傳力帶的第一側(cè)與所述支護(hù)樁之間設(shè)置第一剪力鍵并相連，于所述傳力帶的第二側(cè)與部分施工的所述主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置第二剪力鍵并相連；

待所述傳力帶施工完成后，拆除對(duì)應(yīng)位置的所述第一角撐或所述第二角撐；利用所述第一剪力鍵與所述第二剪力鍵形成剪力以平衡作用于所述支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力，使同組所述內(nèi)支撐角撐的同步對(duì)稱受力轉(zhuǎn)換為所述第一角撐或所述第二角撐的獨(dú)立傳力；

繼續(xù)施工主體結(jié)構(gòu)。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述傳力帶在肥槽回填完成后施工，所述肥槽回填包括于所述主體結(jié)構(gòu)與基坑邊之間回填土體，回填高度對(duì)應(yīng)于所述第二剪力鍵的標(biāo)高。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，在所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后，于基坑內(nèi)由外至內(nèi)逐段施工位于所述第一角撐下方的主體結(jié)構(gòu)；

于施工的第一段主體結(jié)構(gòu)與所述支護(hù)樁之間施工所述傳力帶、所述第一剪力鍵及所述第二剪力鍵；

待所述傳力帶施工完成后，拆除所述第一角撐，利用所述第一剪力鍵與所述第二剪力鍵形成剪力以平衡作用于所述支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力，使同組所述內(nèi)支撐角撐的同步對(duì)稱受力轉(zhuǎn)換為所述第一角撐的獨(dú)立傳力；

繼續(xù)施工所述第一角撐下方的所述主體結(jié)構(gòu)。

所述基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換方法進(jìn)一步的改進(jìn)在于，所述第一剪力鍵咬合于所述傳力帶的第一側(cè)與所述支護(hù)樁之間而形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)，所述第二剪力鍵咬合于所述傳力帶的第二側(cè)與所述主體結(jié)構(gòu)之間而形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)；所述凹凸咬合結(jié)構(gòu)在所述支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力的作用下形成剪力，并將剪力傳遞至所述支護(hù)樁的內(nèi)側(cè)。

本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果：

當(dāng)需要提前拆除同組內(nèi)支撐角撐的其中一個(gè)角撐時(shí)，通過依附于傳力帶上設(shè)置的剪力鍵的咬合作用形成剪力，來(lái)平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力，該工況下可提前拆除對(duì)應(yīng)部位角撐，即同組內(nèi)支撐角撐的其中之一可提前拆除；

剪力鍵依附于傳力帶兩側(cè)設(shè)置，支護(hù)樁采用咬合樁，在咬合樁一側(cè)的剪力鍵，利用咬合樁自然形成的云線狀輪廓，在傳力帶施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)以傳遞剪力；主體結(jié)構(gòu)采用地下室結(jié)構(gòu)，地下室結(jié)構(gòu)一側(cè)隨結(jié)構(gòu)設(shè)置多個(gè)凸形鍵齒并內(nèi)設(shè)抗剪筋，在傳力帶施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)以傳遞剪力；

傳力帶因設(shè)有剪力鍵，使其既能傳遞垂直于支護(hù)樁方向的支反力，又傳遞平行于支護(hù)樁方向的剪力，從而很好地平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力；

采用本發(fā)明施工時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的整體工期有所加快，地下室結(jié)構(gòu)施工間斷時(shí)間大大縮減，解決了基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)制約地下室施工技術(shù)難題。

附圖說(shuō)明

圖1為原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的平面示意圖。

圖2是原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

圖3是原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力體系示意圖。

圖4是原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)中地下室結(jié)構(gòu)、傳力帶、支護(hù)樁的平面示意圖。

圖5是原始拆撐工況的剖面示意圖。

圖6是原始拆撐工況的受力體系示意圖。

圖7是本發(fā)明一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中設(shè)置剪力鍵轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)的拆撐工況的剖面示意圖。

圖8是本發(fā)明一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中設(shè)置剪力鍵轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)的拆撐受力體系示意圖。

圖9是本發(fā)明一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中剪力鍵的平面示意圖。

圖10是本發(fā)明的剪力鍵局部構(gòu)造示意圖。

圖11是本發(fā)明的剪力鍵節(jié)點(diǎn)剖面示意圖。

圖12是本發(fā)明的設(shè)置剪力鍵轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)的提前拆撐工況及受力體系示意圖。

具體實(shí)施方式

以下通過特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。

本發(fā)明提供了一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換方法，常規(guī)基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)由咬合樁或地下連續(xù)墻、內(nèi)支撐、立柱樁共同組成，內(nèi)支撐一般由角撐或?qū)谓M合，分組受力，在地下室結(jié)構(gòu)、肥槽回填和傳力帶均全部對(duì)稱完成后，利用地下室結(jié)構(gòu)替代內(nèi)支撐受力，保持基坑支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力與地下室結(jié)構(gòu)提供的支反力相平衡，再拆除對(duì)應(yīng)的內(nèi)支撐，繼續(xù)施工地下室結(jié)構(gòu)；該工況的局限在于，往往有同組內(nèi)支撐對(duì)稱受力工況時(shí)，其中一個(gè)內(nèi)支撐不能提前拆除，影響到地下室結(jié)構(gòu)提前穿插問題。本發(fā)明恰恰是通過一種轉(zhuǎn)換基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的剪力鍵結(jié)構(gòu)，使原有的同組內(nèi)支撐對(duì)稱傳力體系變?yōu)閱蝹€(gè)內(nèi)支撐獨(dú)立傳力體系，提前拆除單個(gè)內(nèi)支撐，提前插入地下室結(jié)構(gòu)施工，解決內(nèi)支撐制約施工進(jìn)度問題。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所涉及的基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的原始傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及原理作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見圖1～3所示，圖1為基于原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的平面示意圖，圖2為所涉及的原始基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，圖3為所涉及的原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力體系示意圖?；硬捎镁匦位樱瑘D1所示為該矩形基坑中相鄰兩角部的內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，由支護(hù)樁(1a和1b)、內(nèi)支撐角撐(2a和2b)、內(nèi)支撐立柱樁(8a和8b)、腰梁(9a和9b)共同組成基坑的擋土結(jié)構(gòu)，支擋支護(hù)樁外側(cè)土體(10a和10b)。其中，支護(hù)樁1a和支護(hù)樁1b分別豎向環(huán)繞基坑中相鄰的兩角部布置，內(nèi)支撐角撐2a水平支撐于兩相鄰角部中的一個(gè)基坑角部(位于前方位置的基坑角部)，內(nèi)支撐角撐2b則水平支撐于兩相鄰角部中的另一個(gè)基坑角部(位于后方位置的基坑角部)，內(nèi)支撐角撐2a和內(nèi)支撐角撐2b構(gòu)成對(duì)稱受力體系。腰梁9a設(shè)于支護(hù)樁1a與內(nèi)支撐角撐2a之間，腰梁9a平行于支護(hù)樁1a的布置方向而布置并沿其布置方向連續(xù)延伸，將位于該基坑角部(位于前方位置的基坑角部)的多根支護(hù)樁1a連結(jié)成一體，內(nèi)支撐角撐2a通過腰梁9a與支護(hù)樁1a相連；同理，腰梁9b設(shè)于支護(hù)樁1b與內(nèi)支撐角撐2b之間，腰梁9b平行于支護(hù)樁1b的布置方向而布置并沿其布置方向連續(xù)延伸，將位于該基坑角部(位于后方位置的基坑角部)的多根支護(hù)樁1b連結(jié)成一體，內(nèi)支撐角撐2b通過腰梁9b與支護(hù)樁1b相連。

參見圖4所示，圖4為所涉及的原始內(nèi)支撐角撐拆除工況的平面示意圖。基坑中設(shè)置地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)，地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)分別位于基坑中相鄰的兩角部之間。地下室結(jié)構(gòu)3a位于支護(hù)樁1a的內(nèi)側(cè)，地下室結(jié)構(gòu)3b位于支護(hù)樁1b的內(nèi)側(cè)，在地下室結(jié)構(gòu)3a與支護(hù)樁1a之間通過設(shè)置混凝土傳力帶4a而使兩者相連，在地下室結(jié)構(gòu)3b與支護(hù)樁1b之間通過設(shè)置混凝土傳力帶4b而使兩者相連。

參見圖5和圖6所示，圖5是原始拆撐工況的剖面示意圖，圖6是原始拆撐工況的受力體系示意圖。在當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)(3a和3b)對(duì)稱施工完成、對(duì)稱設(shè)置傳力帶(4a和4b)，利用傳力帶(4a和4b)的支反力(fa和fb)對(duì)稱替換內(nèi)支撐角撐(2a和2b)的支反力(Fa和Fb)，之后方可拆除對(duì)應(yīng)內(nèi)支撐角撐(2a和2b)。比如，當(dāng)?shù)叵率医Y(jié)構(gòu)(3a和3b)全部對(duì)稱施工完成后，施工混凝土傳力帶(4a和4b)，當(dāng)混凝土傳力帶(4a和4b)的混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％后，方可拆除對(duì)應(yīng)的第三道內(nèi)支撐角撐。但在該工況下，傳力帶(4a和4b)僅傳遞垂直于支護(hù)樁(1a和1b)方向的支反力(fa和fb)，內(nèi)支撐角撐(2a和2b)其中之一無(wú)法提前拆除。

綜上，原始基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的傳力結(jié)構(gòu)及原理在于，包括內(nèi)支撐角撐的支反力(Fa和Fb)、支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)、傳力帶支反力(fa和fb)；基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)(2a和2b)產(chǎn)生的支反力(Fa和Fb)，與支護(hù)樁(1a和1b)外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)形成對(duì)稱傳力體系；當(dāng)要拆除內(nèi)支撐角撐(3a和3b)時(shí)，需將地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)、傳力帶(4a和4b)等均全部對(duì)稱完成，替代內(nèi)支撐角撐(2a和2b)受力，即利用傳力帶(4a和4b)將支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)傳遞到地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)上，對(duì)稱替換內(nèi)支撐角撐(3a和3b)的支反力(Fa和Fb)，方可拆除對(duì)應(yīng)內(nèi)支撐角撐(3a和3b)；該工況下傳力帶(4a和4b)僅傳遞垂直于支護(hù)樁方向的支反力(fa和fb)，內(nèi)支撐角撐(2a和2b)無(wú)法提前拆除。

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見圖7和圖8所示，圖7為本發(fā)明一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中設(shè)置剪力鍵轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)時(shí)的拆撐工況的剖面示意圖，圖8為本發(fā)明的拆撐工況的拆撐受力體系示意圖。在本發(fā)明中，基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)同樣采用支護(hù)樁(1a和1b)、內(nèi)支撐角撐(2a和2b)、內(nèi)支撐立柱樁(8a和8b)、腰梁(9a和9b)共同組成基坑的擋土結(jié)構(gòu)，基坑仍以矩形基礎(chǔ)為例，基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)與圖1～3所示的原始基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)相似，具體為：

支護(hù)樁(1a和1b)豎向環(huán)繞基坑中相鄰的兩角部布置，多組內(nèi)支撐角撐水平支撐于兩相鄰的基坑角部角部。腰梁(9a和9b)設(shè)于支護(hù)樁(1a和1b)與內(nèi)支撐角撐之間，腰梁(9a和9b)平行于支護(hù)樁(1a和1b)的布置方向而布置并沿其布置方向連續(xù)延伸，將多根支護(hù)樁(1a和1b)連結(jié)成一體，內(nèi)支撐角撐通過腰梁(9a和9b)與支護(hù)樁(1a和1b)相連。內(nèi)支撐角撐為水平方向布置，通過內(nèi)支撐立柱樁(8a和8b)豎向支撐，每組內(nèi)支撐角撐包括分別支撐于基坑中相鄰的兩個(gè)角部且對(duì)稱受力的第一角撐2a和第二角撐2b，每組內(nèi)支撐角撐中的第一角撐2a和第二角撐2b組成對(duì)稱受力體系。多組內(nèi)支撐角撐沿基坑高度方向相間布置，第一角撐2a和第二角撐2b分別包括相間布置的多道角支撐梁及連接于相鄰兩道角支撐梁之間的連系梁，多道角支撐梁支撐于基坑角部的同一水平高度。

其中，支護(hù)樁(1a和1b)為咬合樁形式，采用1200mm直徑的混凝土灌注樁施工形成，咬合重疊范圍為250mm，一暈一素布置；暈樁有配筋，采用混凝土標(biāo)號(hào)C45；素樁無(wú)配筋，采用C15超緩凝混凝土。內(nèi)支撐角撐共設(shè)三組(上、中、下分別為第一、二、三組)，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)支撐角撐水平方向布置，通過立柱樁(8a和8b)豎向支撐；每組內(nèi)支撐角撐由第一角撐2a和第二角撐2b兩個(gè)獨(dú)立角撐組成，位于相同標(biāo)高的第一角撐2a和第二角撐2b互為同組，對(duì)稱受力。第一角撐2a和第二角撐2b分別與支護(hù)樁(1a和1b)通過腰梁(9a和9b)連接。

本發(fā)明中的主體結(jié)構(gòu)采用地下室結(jié)構(gòu)，設(shè)置在基坑內(nèi)，該地下室結(jié)構(gòu)同樣包含對(duì)稱的兩部分3a和3b，此處的“對(duì)稱”僅表示地下室結(jié)構(gòu)3a和地下室結(jié)構(gòu)3b分別位于基坑中相鄰的兩角部，僅為位置上的相對(duì)對(duì)稱，而不是傳統(tǒng)意義上的結(jié)構(gòu)上的完全對(duì)稱；同理，本文中所說(shuō)的“對(duì)稱受力”也僅為受力方向上的相對(duì)或相反，而不是傳統(tǒng)意義上的力的方向和大小上的完全對(duì)稱，不應(yīng)以本文中的“對(duì)稱”限定本文中所提及的結(jié)構(gòu)或力為完全對(duì)稱。從圖1和圖2中也可以看出，本文中的矩形基坑并非規(guī)整的長(zhǎng)方形或正方形，該矩形基坑的相鄰兩角部的大小及形狀也并非完全相同。

地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)與支護(hù)樁(1a和1b)之間的傳力帶(4a和4b)，傳力帶(4a和4b)的第一側(cè)與支護(hù)樁(1a和1b)之間通過第一剪力鍵5相連，傳力帶(4a和4b)的第二側(cè)與地下室結(jié)構(gòu)(3a和3b)之間通過第二剪力鍵6相連，從而在傳力帶(4a和4b)的兩側(cè)形成剪力結(jié)構(gòu)。第一剪力鍵5與第二剪力鍵6在對(duì)應(yīng)位置的第一角撐2a或第二角撐2b拆除時(shí)形成剪力以平衡作用于支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)，使同組內(nèi)支撐角撐的同步對(duì)稱受力體系轉(zhuǎn)換為第一角撐2a或第二角撐2b的獨(dú)立傳力體系。當(dāng)涉及同組內(nèi)支撐角撐中的單個(gè)角撐(第一角撐2a或第二角撐2b)需要提前拆除時(shí)，可在對(duì)應(yīng)位置的傳力帶上設(shè)置剪力鍵結(jié)構(gòu)(第一剪力鍵5和第二剪力鍵6)，再通過地下室結(jié)構(gòu)和剪力鍵結(jié)構(gòu)，將作用于支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)，轉(zhuǎn)換至平行于支護(hù)樁布置方向的支護(hù)樁的內(nèi)側(cè)，來(lái)平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)，實(shí)現(xiàn)傳力體系的轉(zhuǎn)換，使同組內(nèi)支撐對(duì)稱受力體系轉(zhuǎn)化為單個(gè)內(nèi)支撐獨(dú)立傳力體系，解決提前拆除內(nèi)支撐、提前插入地下室施工的技術(shù)難題。

參見圖7所示，為本發(fā)明的傳力帶設(shè)置剪力鍵時(shí)的拆撐工況和該工況下，在該工況下，同組內(nèi)支撐角撐中的其中之一(第一角撐2a)可提前獨(dú)立拆除，相比原始工況下，拆撐時(shí)間有所提前，地下室結(jié)構(gòu)施工有所提前。參見圖8所示，為傳力帶設(shè)置剪力鍵結(jié)構(gòu)時(shí)的拆撐受力體系，F(xiàn)a作為第一道、第二道內(nèi)支撐角撐的支反力，fa作為第一剪力鍵5和第二剪力鍵6形成的支反力，F(xiàn)a、fa共同作用，平衡咬合樁外側(cè)主動(dòng)土壓力Qa，實(shí)現(xiàn)受力體系的轉(zhuǎn)換。

參見圖9～11所示，圖9為本發(fā)明中的傳力帶設(shè)置剪力鍵時(shí)的平面布置，圖9為剪力鍵局部構(gòu)造，圖11為剪力鍵節(jié)點(diǎn)剖面詳圖。傳力帶4a設(shè)置于支護(hù)樁1a與地下室結(jié)構(gòu)3a之間，采用C40素混凝土施工；其作用是將支護(hù)樁1a外側(cè)的主動(dòng)土壓力Qa傳遞到地下室結(jié)構(gòu)3a上，利用地下室結(jié)構(gòu)3a替換該部位第一角撐2a受力后，拆除該部位第一角撐2a，進(jìn)行剩余地下室結(jié)構(gòu)3a的施工。為解決同組內(nèi)支撐角撐中的某個(gè)角撐(第一角撐2a或第二角撐2b)提前拆除問題，下面以提前拆除第一角撐2a為例。在支護(hù)樁1a一側(cè)利用樁體自然形狀(樁體表面具有云線狀輪廓)形成弧形剪力鍵(該弧形剪力鍵即為第一剪力鍵5)，以傳遞剪力；在地下室結(jié)構(gòu)3a的外側(cè)連續(xù)設(shè)置多個(gè)凸形鍵齒，凸形鍵齒中內(nèi)置抗剪筋7，抗剪筋7的一端錨入地下室結(jié)構(gòu)3a中；在傳力帶4a施工后，該凸形鍵齒與該抗剪筋7構(gòu)成傳力帶4a的第二側(cè)與地下室結(jié)構(gòu)3a之間的第二剪力鍵6。在本實(shí)施例中，第二剪力鍵6為矩形剪力鍵，寬度為300mm、厚度400mm、長(zhǎng)度250mm，內(nèi)配U型6C16抗剪筋7，抗剪筋7的開口端錨入地下室結(jié)構(gòu)3a，錨入長(zhǎng)度約為35d(35倍抗剪筋直徑)。

傳力帶4a在肥槽回填土完成后施工，所述肥槽回填為于地下室結(jié)構(gòu)與基坑邊之間回填土體，回填高度對(duì)應(yīng)于第二剪力鍵6的標(biāo)高。待傳力帶4a的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求(約70％)時(shí)，便可拆除對(duì)應(yīng)的第一角撐2a，此時(shí)無(wú)需拆除同組的第二角撐2b。

參見圖12所示，圖12為本發(fā)明中內(nèi)支撐角撐的第一角撐2a提前拆除的工況示意圖。當(dāng)先施工地下室結(jié)構(gòu)3a時(shí)，在對(duì)應(yīng)該段的傳力帶4a的兩側(cè)分別設(shè)置第一剪力鍵和第二剪力鍵，待傳力帶4a的C40混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％，拆除第一角撐2a，之后繼續(xù)施工地下室結(jié)構(gòu)3a，實(shí)現(xiàn)分段提前插入，縮短間斷周期，加快工程整體施工進(jìn)度。同理，當(dāng)先施工地下室結(jié)構(gòu)3b時(shí)，在對(duì)應(yīng)該段的傳力帶4b的兩側(cè)分別設(shè)置第一剪力鍵和第二剪力鍵，待傳力帶4b的C40混凝土強(qiáng)度達(dá)到70％，拆除第二角撐2b，之后繼續(xù)施工地下室結(jié)構(gòu)3b，實(shí)現(xiàn)分段提前插入，縮短間斷周期，加快工程整體施工進(jìn)度。

綜上，本發(fā)明基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的傳力結(jié)構(gòu)及原理在于，包括內(nèi)支撐角撐的支反力(Fa和Fb)、支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)、傳力帶支反力(fa和fb)、剪力鍵剪力(Va和Vb)；基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)(2a和2b)產(chǎn)生的支反力(Fa和Fb)，與支護(hù)樁(1a和1b)外側(cè)主動(dòng)土壓力(Qa和Qb)形成對(duì)稱傳力體系；當(dāng)需要提前拆除同組內(nèi)支撐角撐中的一個(gè)內(nèi)支撐2a(或2b)時(shí)，通過依附于傳力帶4a(或4b)設(shè)置的第一剪力鍵5和第二剪力鍵6的咬合作用形成剪力Va(或Vb)，來(lái)平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力Qa(或Qb)，在該工況下，可提前拆除對(duì)應(yīng)的內(nèi)支撐2a(或2b)。

其中，剪力鍵結(jié)構(gòu)依附于傳力帶(4a和4b)兩側(cè)設(shè)置，包括設(shè)置在支護(hù)樁一側(cè)的第一剪力鍵5、設(shè)置在地下室結(jié)構(gòu)一側(cè)的第二剪力鍵6。利用咬合樁自然形成的云線狀輪廓，在傳力帶(4a和4b)施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)傳遞剪力；利用地下室結(jié)構(gòu)設(shè)置凸形鍵齒并內(nèi)設(shè)抗剪筋，在傳力帶(4a和4b)施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)傳遞剪力。當(dāng)傳力帶不設(shè)第一剪力鍵5和第二剪力鍵6時(shí)，僅傳遞垂直于支護(hù)樁的支反力(fa和fb)；而當(dāng)傳力帶設(shè)置第一剪力鍵5和第二剪力鍵6時(shí)，既能傳遞垂直于支護(hù)樁方向的支反力(fa和fb)，又同時(shí)傳遞平行于支護(hù)樁布置方向的剪力(Va和Vb)，使同組內(nèi)支撐角撐(2a和2b)由同步對(duì)稱傳力體系，轉(zhuǎn)換為其中一個(gè)內(nèi)支撐獨(dú)立傳力體系。

下面為采用本發(fā)明的一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進(jìn)行基坑內(nèi)支撐轉(zhuǎn)換施工的步驟，主要包括：

S001：施工基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括布置豎向環(huán)繞基坑的多根支護(hù)樁、設(shè)置水平支撐于基坑角部的多組內(nèi)支撐角撐及設(shè)置豎向支撐內(nèi)支撐角撐的內(nèi)支撐立柱樁；支護(hù)樁上設(shè)有腰梁并通過腰梁與內(nèi)支撐角撐相連，每組內(nèi)支撐角撐包括分別支設(shè)于基坑中相鄰的兩個(gè)角部且對(duì)稱受力的第一角撐和第二角撐；

S002：對(duì)應(yīng)于第一角撐或第二角撐的位置，于基坑內(nèi)施工部分主體結(jié)構(gòu)；

S003：于部分施工的主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)樁之間施工傳力帶，于傳力帶的第一側(cè)與支護(hù)樁之間設(shè)置第一剪力鍵并相連，于傳力帶的第二側(cè)與部分施工的主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置第二剪力鍵并相連；

S004：待傳力帶施工完成后，拆除對(duì)應(yīng)位置的第一角撐或第二角撐；利用第一剪力鍵與第二剪力鍵形成剪力以平衡作用于支護(hù)樁外側(cè)的主動(dòng)土壓力，使同組內(nèi)支撐角撐的同步對(duì)稱受力轉(zhuǎn)換為第一角撐或第二角撐的獨(dú)立傳力；

S005：繼續(xù)施工主體結(jié)構(gòu)。

采用本發(fā)明的一種基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)傳力途徑的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換方法，具有以下有益效果：

當(dāng)需要提前拆除同組內(nèi)支撐角撐的其中一個(gè)角撐時(shí)，通過依附于傳力帶上設(shè)置的剪力鍵的咬合作用形成剪力，來(lái)平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力，該工況下可提前拆除對(duì)應(yīng)部位角撐，即同組內(nèi)支撐角撐的其中之一可提前拆除；

剪力鍵依附于傳力帶兩側(cè)設(shè)置，支護(hù)樁采用咬合樁，在咬合樁一側(cè)的剪力鍵，利用咬合樁自然形成的云線狀輪廓，在傳力帶施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)以傳遞剪力；主體結(jié)構(gòu)采用地下室結(jié)構(gòu)，地下室結(jié)構(gòu)一側(cè)隨結(jié)構(gòu)設(shè)置多個(gè)凸形鍵齒并內(nèi)設(shè)抗剪筋，在傳力帶施工后，形成凹凸咬合結(jié)構(gòu)以傳遞剪力；

傳力帶因設(shè)有剪力鍵，使其既能傳遞垂直于支護(hù)樁方向的支反力，又傳遞平行于支護(hù)樁方向的剪力，從而很好地平衡支護(hù)樁外側(cè)主動(dòng)土壓力；

采用本發(fā)明施工時(shí)，地下室結(jié)構(gòu)的整體工期有所加快，地下室結(jié)構(gòu)施工間斷時(shí)間大大縮減，解決了基坑內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)制約地下室施工技術(shù)難題。

需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。