本發明涉及建筑施工中基坑支護領域，特指一種超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構及其施工方法。

背景技術：

在基坑支護體系中，大型深基坑型鋼-混凝土組合支撐體系具有能適應復雜的基坑形狀、適用于大尺寸平面基坑的支護、支護剛度高、支撐材料可復用、施工工期短、產生的建筑垃圾少等優勢。現有的型鋼支撐結構中的鋼支撐與格構柱或者立柱的連接節點通常采用焊接或螺栓方式連接在一起，該連接方式導致型鋼支撐系統的事故較多，原因是由于基坑外周的土體會對型鋼支撐結構產生土壓力，即對基坑內的鋼支撐產生軸向方向的土壓力，鋼支撐在土壓力的作用下產生軸向位移，進而對立柱或格構柱造成過大的附加位移，使得立柱或格構柱被破壞，從而引發安全隱患。此外，型鋼支撐結構中，格構柱的支撐體系發生了變化，使其軸壓承載力顯著降低，特別是運行重載車輛的施工棧橋下的格構柱的加固結構需要重點關注。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構及其施工方法，解決由于鋼支撐與格構柱采用焊接或螺栓連接方式不能釋放鋼支撐在土壓力作用下的軸向位移而導致的對格構柱造成過大的附加位移，進而破壞格構柱引發安全隱患的問題。

實現上述目的的技術方案是：

本發明提供了一種超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法，包括如下步驟：

施工基坑及基坑的支撐體系，所示支撐體系包括支設于基坑內的混凝土支撐和鋼支撐；

于所述基坑內施工支撐于所述混凝土支撐底部的第一格構柱；

于所述基坑內施工靠近所述鋼支撐的第二格構柱；

于所述第二格構柱的兩側固定連接承托所述鋼支撐的第一支撐梁；以及

提供滑動支座，利用所述滑動支座夾緊固定所述第一支撐梁和所述鋼支撐，且所述鋼支撐可于所述滑動支座上沿所述鋼支撐的支設方向滑動。

基坑的支撐體系用于控制基坑的變形，本發明提供的加固結構用于加固支撐體系，提高基坑的穩定性。設置第一格構柱和第二格構柱傳遞支撐體系的豎向荷載，為支撐體系提供有力的支撐。利用第一支撐梁承托鋼支撐，且通過滑動支座夾緊鋼支撐和第一支撐梁，限制了鋼支撐的豎向位移，且鋼支撐可沿支設方向滑動，能夠釋放鋼支撐因受到基坑側向土壓力而產生的軸向位移，避免了軸向位移對第二格構柱產生側向作用力及位移，確保第二格構柱的豎向承載穩定性，有效保護了第二格構柱的結構安全穩定。鋼支撐的豎向荷載通過其下部的支撐梁傳遞到第二格構柱，形成了受力穩定、牢固可靠的連接結構。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法的進一步改進在于，還包括：

將所述第一支撐梁與其設置方向上的其他的第二格構柱固定連接；

提供第二支撐梁，將所述第二支撐梁固定連接于所述第二格構柱上相對于連接所述第一支撐梁的兩側的另外的兩側，將所述第二支撐梁與其設置方向上的其他的第二格構柱固定連接。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法的進一步改進在于，還包括：

提供牛腿，將所述牛腿裝設于所述第一支撐梁和所述第二格構柱的連接處和所述第二支撐梁和所述第二格構柱的連接處。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法的進一步改進在于，所述滑動支座包括夾持組件、第一滑移層以及第二滑移層；利用所述滑動支座夾緊固定所述第一支撐梁和所述鋼支撐包括：

將所述夾持組件夾持于所述鋼支撐的頂部和所述第一支撐梁的底部，通過所述夾持組件夾緊所述鋼支撐和所述第一支撐梁；

將所述第一滑移層墊設在所述夾持組件和所述鋼支撐的頂部之間；

將所述第二滑移層墊設在所述鋼支撐的底部和所述第一支撐梁的頂部之間。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法的進一步改進在于，所述滑動支座還包括限位件；

將所述限位件固設于所述第一支撐梁上且位于所述鋼支撐的兩側，從而通過所述限位件限位所述鋼支撐的側向位移。

本發明還提供了一種超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構，基坑支撐體系包括支設于基坑內的混凝土支撐和鋼支撐，所述加固結構包括：

支撐于所述混凝土支撐底部的第一格構柱，所述第一格構柱立設于所述基坑內；

立設于所述基坑內、且靠近所述鋼支撐設置的第二格構柱；

固定于所述第二格構柱的兩側、供承托所述鋼支撐的第一支撐梁；以及

夾緊固定所述第一支撐梁和所述鋼支撐的滑動支座，所述鋼支撐可于所述滑動支座上沿所述鋼支撐的支設方向滑動。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的進一步改進在于，還包括第二支撐梁，所述第二支撐梁固定連接于所述第二格構柱上相對于連接所述第一支撐梁的兩側的另外的兩側，所述第二支撐梁與其設置方向上的其他第二格構柱固定連接；所述第一支撐梁與其設置方向上的其他的第二格構柱固定連接。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的進一步改進在于，還包括牛腿，所述牛腿裝設于所述第一支撐梁和所述第二格構柱的連接處和所述第二支撐梁和所述第二格構柱的連接處。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的進一步改進在于，所述滑動支座包括夾持組件、第一滑移層以及第二滑移層；

所述夾持組件夾持于所述鋼支撐的頂部和所述第一支撐梁的底部，通過所述夾持組件夾緊所述鋼支撐和所述第一支撐梁；

所述第一滑移層墊設在所述夾持組件和所述鋼支撐的頂部之間；

所述第二滑移層墊設在所述鋼支撐的底部和所述第一支撐梁的頂部之間。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的進一步改進在于，所述滑動支座還包括限位件；所述限位件固設于所述第一支撐梁上且位于所述鋼支撐的兩側，從而通過所述限位件限位所述鋼支撐的側向位移。

附圖說明

圖1為本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的結構示意圖。

圖2為圖1中節點c的放大示意圖。

圖3為圖2中a-a的剖視圖。

圖4為圖1中節點d的放大示意圖。

圖5為圖4中b-b的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。

參閱圖1，本發明提供了一種超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構及其施工方法，用于鋼-混凝土組合支撐體系，既有混凝土支撐又有鋼支撐。在傳統的支撐體系中，用于傳遞支撐體系的豎向荷載的且豎向設置的格構柱，其與混凝土支撐采用澆筑成剛性節點，有效約束格構柱，提高其穩定承載力；而格構柱與鋼支撐之間采用焊接或螺栓方式連接時，不能釋放土壓力對鋼支撐產生的軸向位移，進而對格構柱造成過大的附加位移，使其破壞。本發明的加固結構采用第一支撐梁支撐鋼支撐，鋼支撐于格構柱間無固定連接，采用滑動支座為鋼支撐提供滑動功能，以釋放該鋼支撐受到基坑側向土壓力作用產生的軸向位移，避免對格構柱產生側向作用力及位移，不會降低格構柱的豎向承載穩定性，對基坑鋼支撐的受力安全穩定有很大的作用。采用第一支撐梁和第二支撐梁對格構柱形成抱柱結構，將相鄰的格構柱拉結成一體，約束格構柱的雙向變形，提高格構柱的穩定承載力，有效傳遞豎向荷載，能夠解決型鋼支撐結構中處于施工棧橋下的格構柱的加固方法的問題。下面結合附圖對本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構及其施工方法進行說明。

如圖1所示，本發明提供的超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構用于對支撐體系22進行加固，該基坑的支撐體系22包括支設于基坑11內的混凝土支撐221和鋼支撐222，結合圖4所示，本發明的加固結構包括第一格構柱31、第二格構柱32、第一支撐梁33、第二支撐梁34以及滑動支座35，第一格構柱31支撐于混凝土支撐221的底部，第一格構柱31立設在基坑11內，用于傳遞混凝土支撐221的豎向荷載，該第一格構柱31和混凝土支撐221的連接節點采用混凝土澆筑的剛性節點，兩個方向的混凝土支撐可有效約束第一格構柱，提高其穩定承載力；第二格構柱32立設于基坑11內且靠近鋼支撐222設置；結合圖2所示，第一支撐梁33固定于第二格構柱32的兩側用于承托鋼支撐222，第一支撐梁33與鋼支撐222相垂直設置，第二格構柱32具有四個側面，分別是第一側面321、第二側面322、第三側面323以及第四側面324，該第一支撐梁33設于第三側面323和第四側面324。滑動支座35夾緊固定第一支撐梁33和鋼支撐222，通過滑動支座35將第一支撐梁33和鋼支撐222夾緊固定，該鋼支撐222可在滑動支座35上沿鋼支撐222的支設方向滑動。通過該滑動功能使得鋼支撐222能夠釋放軸向位移，且鋼支撐222與第二格構柱32不連接，不會將軸向位移傳遞給第二格構柱32，避免對第二格構柱32穩定性的影響。通過第一支撐梁33支撐鋼支撐222，可以限制鋼支撐的豎向位移，不對第二格構柱產生側向作用力及位移，不降低第二格構柱的豎向承載穩定性。利用第一支撐梁與第二格構柱的固定連接將鋼支撐的豎向荷載通過其下部的第一支撐梁傳遞到第二格構柱，該滑動支座實現并形成了兩套獨立工作、互相協助的水平和豎向支撐體系，對基坑支撐體系的受力安全穩定有很大的作用。

如圖1和圖2所示，作為本發明的一較佳實施方式，該加固結構還包括第二支撐梁34，第二支撐梁34固定連接在第二格構柱32上相對于連接第一支撐梁33的兩側的另外的兩側，即第二支撐梁34固定連接在第二格構柱32的第一側面321和第二側面322。這樣第二支撐梁34和第一支撐梁33設于第二格構柱32的四個側面，于第二格構柱32上形成了由第二支撐梁34和第一支撐梁33組成的抱柱結構，這樣的抱柱結構能夠約束第二格構柱的雙向變形，提高其穩定承載力，有效傳遞支撐體系的豎向荷載。較佳地，第二支撐梁34與其設置方向上的其他第二格構柱32固定連接，即第二支撐梁34與位于其設置方向上的多個第二格構柱32固定連接，將多個第二格構柱32拉結固定連成一體，形成整體的受力體系，防止了第二格構柱的變形。第一支撐梁33與其設置方向上的其他的第二格構柱32固定該鏈接，即第一支撐梁33與位于其設置方向上的多個第二格構柱32固定該鏈接，將多個第二格構柱32拉結固定連成一體，形成整體的受力體系，防止了第二格構柱的變形。

如圖1至圖3所示，作為本發明的另一較佳實施方式，加固結構還包括牛腿36，牛腿36裝設在第一支撐梁33和第二格構柱32的連接處和第二支撐梁34和第二格構柱32的連接處，利用牛腿36來安裝第一支撐梁33和第二支撐梁34，牛腿36固定在第二格構柱32上為第一支撐梁33和第二支撐梁34提供安裝位置，且牛腿36設置在第一支撐梁33和第二支撐梁34上下兩側，夾設固定一支撐梁33和第二支撐梁34。

如圖1、圖4和圖5所示，作為本發明的又一較佳實施方式，滑動支座35包括夾持組件351、第一滑移層352以及第二滑移層353，夾持組件351夾持在鋼支撐222的頂部和第一支撐梁33的底部，通過夾持組件351夾緊鋼支撐222和第一支撐梁33；第一滑移層352墊設在夾持組件351和鋼支撐222的頂部之間；第二滑移層353墊設在鋼支撐222的底部和第一支撐梁33的頂部之間。通過設置第一滑移層352和第二滑移層353，可以為鋼支撐222提供沿其設置方向滑動的功能，以釋放鋼支撐222的軸向位移。

作為本發明的再一較佳實施方式，滑動支座35還包括有限位件354，該限位件354固設于第一支撐梁33上且位于鋼支撐222兩側，限位件354用于限制鋼支撐222的側向位移，即利用兩個固設在第一支撐梁33上的限位件354夾住鋼支撐222，將兩個限位件354布置在鋼支撐的下翼緣板的兩側，防止鋼支撐222的側向位移。較佳地，該限位件354為l型構件，包括相互垂直連接的第一限位板和第二限位板，該第一限位板固設在第一支撐梁33上，第二限位板抵靠于鋼支撐222的下翼緣板的一側。該限位件354優選采用角鋼。

如圖4和圖5所示，作為本發明的再另一較佳實施方式，夾持組件351包括置于鋼支撐222頂部的第一夾持件3511、置于第一支撐梁33底部的第二夾持件3512以及貫穿第一夾持件3511和第二夾持件3512的緊固連接桿3513，該緊固連接桿3513設于鋼支撐222的兩側，通過緊固連接桿3513緊固連接第一夾持件3511和第二夾持件3512，使得第一夾持件3511和第二夾持件3512夾緊鋼支撐222和第一支撐梁33，限制了鋼支撐222的豎向位移。作為本發明的再又一較佳實施方式，第一夾持件3511和第二夾持件3512呈傾斜狀設置，即與第一支撐梁33相交呈一夾角，緊固連接桿3513設于支撐梁213的兩側。第一夾持件3511和第二夾持件3512采用角鋼，緊固連接桿3513采用長螺栓。

第一滑移層212和第二滑移層213較佳為薄膜狀。既能釋放鋼支撐的軸向位移，又不會影響鋼支撐的豎向夾緊連接。

本發明超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的有益效果為：

采用滑動支座連接基坑鋼支撐與格構柱，滑動支座由長螺栓、角鋼以及滑移薄膜組成，可釋放鋼支撐的軸向位移，并限制鋼支撐的豎向位移。鋼支撐擱置在下部的兩根支撐梁上，支撐梁與格構柱通過焊接方式連接。為了減小鋼支撐的側向計算長度，在鋼支撐的下翼緣兩側分別布置限位件，限制鋼支撐的側向位移。鋼支撐受到基坑側向土壓力作用產生軸向位移時，可通過本滑動支座釋放其軸向位移，而且對格構柱不產生側向作用力及位移，不降低格構柱的豎向承載穩定性，即通過該滑動支座，使得基坑鋼支撐體系形成兩套獨立工作、互相協助的水平和豎向支撐體系，對基坑鋼支撐體系的受力安全穩定有很大的作用。鋼支撐的豎向荷載通過其下部的支撐梁傳遞到格構柱。

采用第一支撐梁和第二支撐梁形成雙向雙拼桿件來約束格構柱，能夠約束格構柱的雙向變形，提高其承載力及穩定性，有效傳遞支撐體系的荷載，確保基坑支撐結構的穩定性，有效控制基坑變形。

下面對本發明提供的超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法進行說明。

本發明提供的超大深基坑混凝土-裝配式型鋼混合支撐體系的加固結構的施工方法，包括如下步驟：

如圖1所示，施工基坑11及基坑11的支撐體系22，支撐體系22包括支設于基坑11內的混凝土支撐221和鋼支撐222；

于基坑11內施工支撐于混凝土支撐221底部的第一格構柱31；

于基坑11內施工靠近鋼支撐222的第二格構柱32；

結合圖2所示，于第二格構柱32的兩側固定連接承托鋼支撐222的第一支撐梁33；以及

結合圖4所示，提供滑動支座35，利用滑動支座35夾緊固定第一支撐梁33和鋼支撐222，且鋼支撐222可于滑動支座35上沿鋼支撐222的支設方向滑動。

施工第一格構柱31時，將第一格構柱31立設在基坑11內，用于傳遞混凝土支撐221的豎向荷載，該第一格構柱31和混凝土支撐221的連接節點采用混凝土澆筑的剛性節點，兩個方向的混凝土支撐可有效約束第一格構柱，提高其穩定承載力。第二格構柱32立設于基坑11內且靠近鋼支撐222設置；結合圖2所示，第一支撐梁33固定于第二格構柱32的兩側用于承托鋼支撐222，第一支撐梁33與鋼支撐222相垂直設置，第二格構柱32具有四個側面，分別是第一側面321、第二側面322、第三側面323以及第四側面324，該第一支撐梁33設于第三側面323和第四側面324。

基坑的支撐體系用于控制基坑的變形，本發明提供的加固結構用于加固支撐體系，提高基坑的穩定性。設置第一格構柱和第二格構柱傳遞支撐體系的豎向荷載，為支撐體系提供有力的支撐。通過滑動支座所提供的滑動功能使得鋼支撐222能夠釋放軸向位移，且鋼支撐222與第二格構柱32不連接，不會將軸向位移傳遞給第二格構柱32，避免對第二格構柱32穩定性的影響。通過第一支撐梁33支撐鋼支撐222，可以限制鋼支撐的豎向位移，不對第二格構柱產生側向作用力及位移，不降低第二格構柱的豎向承載穩定性。利用第一支撐梁與第二格構柱的固定連接將鋼支撐的豎向荷載通過其下部的第一支撐梁傳遞到第二格構柱，該滑動支座實現并形成了兩套獨立工作、互相協助的水平和豎向支撐體系，對基坑支撐體系的受力安全穩定有很大的作用。

作為本發明施工方法的一較佳實施方式，還包括：

如圖1和圖2所示，將第一支撐梁33與其設置方向上的其他的第二格構柱32固定連接；第一支撐梁33與位于其設置方向上的多個第二格構柱32固定該鏈接，將多個第二格構柱32拉結固定連成一體，形成整體的受力體系，防止了第二格構柱的變形。提供第二支撐梁34，將第二支撐梁34固定連接于第二格構柱32上相對于連接第一支撐梁33的兩側的另外的兩側，將第二支撐梁34與其設置方向上的其他的第二格構柱32固定連接。即第二支撐梁34固定連接在第二格構柱32的第一側面321和第二側面322。這樣第二支撐梁34和第一支撐梁33設于第二格構柱32的四個側面，于第二格構柱32上形成了由第二支撐梁34和第一支撐梁33組成的抱柱結構，這樣的抱柱結構能夠約束第二格構柱的雙向變形，提高其穩定承載力，有效傳遞支撐體系的豎向荷載。較佳地，第二支撐梁34與位于其設置方向上的多個第二格構柱32固定連接，將多個第二格構柱32拉結固定連成一體，形成整體的受力體系，防止了第二格構柱的變形。

作為本發明施工方法的另一較佳實施方式，如圖1和圖3所示，還包括：提供牛腿36，將牛腿36裝設于第一支撐梁33和第二格構柱32的連接處和第二支撐梁34和第二格構柱32的連接處。利用牛腿36來安裝第一支撐梁33和第二支撐梁34，牛腿36固定在第二格構柱32上為第一支撐梁33和第二支撐梁34提供安裝位置，且牛腿36設置在第一支撐梁33和第二支撐梁34上下兩側，夾設固定一支撐梁33和第二支撐梁34。

作為本發明施工方法的又一較佳實施方式，如圖4和圖5所示，滑動支座35包括夾持組件351、第一滑移層352以及第二滑移層353；利用滑動支座35夾緊固定第一支撐梁33和鋼支撐222包括：

將夾持組件351夾持于鋼支撐222的頂部和第一支撐梁33的底部，通過夾持組件351夾緊鋼支撐和第一支撐梁；將第一滑移層352墊設在夾持組件和鋼支撐的頂部之間；將第二滑移層353墊設在鋼支撐的底部和第一支撐梁的頂部之間。通過設置第一滑移層352和第二滑移層353，可以為鋼支撐222提供沿其設置方向滑動的功能，以釋放鋼支撐222的軸向位移。

作為本發明施工方法的再一較佳實施方式，滑動支座35還包括限位件354；將限位件固設于第一支撐梁上且位于鋼支撐的兩側，從而通過限位件限位鋼支撐的側向位移。限位件354用于限制鋼支撐222的側向位移，即利用兩個固設在第一支撐梁33上的限位件354夾住鋼支撐222，將兩個限位件354布置在鋼支撐的下翼緣板的兩側，防止鋼支撐222的側向位移。較佳地，該限位件354為l型構件，包括相互垂直連接的第一限位板和第二限位板，該第一限位板固設在第一支撐梁33上，第二限位板抵靠于鋼支撐222的下翼緣板的一側。該限位件354優選采用角鋼。

如圖4和圖5所示，作為本發明的再另一較佳實施方式，夾持組件351包括置于鋼支撐222頂部的第一夾持件3511、置于第一支撐梁33底部的第二夾持件3512以及貫穿第一夾持件3511和第二夾持件3512的緊固連接桿3513，該緊固連接桿3513設于鋼支撐222的兩側，通過緊固連接桿3513緊固連接第一夾持件3511和第二夾持件3512，使得第一夾持件3511和第二夾持件3512夾緊鋼支撐222和第一支撐梁33，限制了鋼支撐222的豎向位移。作為本發明的再又一較佳實施方式，第一夾持件3511和第二夾持件3512呈傾斜狀設置，即與第一支撐梁33相交呈一夾角，緊固連接桿3513設于支撐梁213的兩側。第一夾持件3511和第二夾持件3512采用角鋼，緊固連接桿3513采用長螺栓。第一滑移層212和第二滑移層213較佳為薄膜狀。既能釋放鋼支撐的軸向位移，又不會影響鋼支撐的豎向夾緊連接。

以上結合附圖實施例對本發明進行了詳細說明，本領域中普通技術人員可根據上述說明對本發明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節不應構成對本發明的限定，本發明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發明的保護范圍。