1.本发明涉及地下工程的基坑施工技术领域，具体地，涉及一种基坑支护结构的施工方法。
背景技术：
2.随着全国各大城市地下工程项目的大量施工投入，地下工程的基坑施工在数量、开挖深度、平方尺寸以及使用领域等方面都得到高速的发展，大深基坑已非常普遍，传统的采用少量钢板桩支护技术已经难以保证地下施工结构及建筑基坑周边环境的安全。
3.建筑基坑工程一般位于建筑密集、环境复杂的地区，一旦发生倒塌等事故后，将造成巨大的人员、财产损失，同时支护措施作为临时性支护结构，基坑工程的支护设计又不得不考虑经济因素，因此在基坑支护工程的设计和施工过程中，因地制宜、合理选型，达到安全、经济的和谐统一是设计、施工人员要着重考虑的问题。
4.建筑基坑的支护施工还要充分考虑地下交通的安全性，基坑工程的设计施工往往碰到一系列的问题与困难，比如空间狭小、无法进行有效支护措施等问题。基于复杂的工程地质情况和周边环境，常规基坑支护方式已无法满足安全可行的需要。
技术实现要素：
5.为了解决现有技术中的缺陷，本发明提供了一种基坑支护结构的施工方法。本发明的支护结构安全稳定，施工方法可以保证结构的整体性价比及安全系数，并大大提高工程进度和经济性。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种基坑支护结构的施工方法，该支护结构包括冠梁、混凝土支撑结构以及钢支撑结构，该施工方法包括以下步骤：
7.(1)冠梁施工，依次包括
8.a.测量放样；
9.b.凿除内导墙和地下连续墙顶部混凝土；
10.c.钢筋绑扎；
11.d.模板支立；
12.e.混凝土浇筑；
13.f.拆模和养护；
14.(2)混凝土支撑结构施工，依次包括
15.a.测量放样；
16.b.钢筋绑扎接；
17.c.模板支立；
18.d.混凝土浇筑；
19.e.拆模和养护；
20.f.施工缝划分；
21.(3)钢支撑结构施工，依次包括
22.a.测量定位；
23.b.预埋钢板混凝土凿除；
24.c.三角支座、托架、钢系梁安装；
25.d.钢支撑结构拼装；
26.e.钢支撑结构架设；
27.f.施加预应力；
28.g.固定钢支撑结构；
29.h.钢支撑结构拆除。
30.优选的，在所述步骤(1)中，a.定出冠梁中心线、边线及冠梁顶面标高；b.凿除至冠梁梁底标高，表面凿毛并用高压水冲洗干净；c.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；d.冠梁模板的加固采用钢管斜撑；e.采用c35混凝土，并用汽车输送泵浇筑；f.浇筑完毕后的8-10h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天。
31.在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(2)中，a.土体开挖至混凝土支撑结构的底部后，将中心线引入坑内，以控制底模及模板施工；b.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；c.采用对拉杆形式支护，底模支立前对基底进行夯实处理，施做碎石垫层或c20混凝土垫层；d.采用c30混凝土，并用汽车输送泵浇筑；e.浇筑完毕后的8-10h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天；f.施工缝位置设置在冠梁与混凝土支撑结构净距的1/3～1/4处，避开地连墙接头位置。
32.在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，a.土体开挖至钢支撑结构的设计标高，在地下连续墙及格构柱上的相应位置标记钢支撑结构的位置高程及位置，同时在地下连续墙上标记出钢支撑结构的中心线及高程；e.包括直撑端头安装、扩大端直撑和斜撑端头安装、钢支撑吊装；f.预应力分级施加，施加顺序为：0
→
20％
→
60％；g.钢系梁上部采用u型φ22钢筋与钢系梁连接，一起圈住钢支撑结构。
33.在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(1)和(2)中，钢筋绑扎时单面搭接焊的焊缝长度不小于10d，同一断面接头不超过50％；每段钢筋为下段相应结构施工时预留出搭接长度或焊接长度，接头距离错开不小于35d。
34.在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，预埋钢板混凝土凿除时若出现钢板错位，进行错位钢板补焊：将错位处进行标明，并进行错位凿除，凿除至地下连续墙的水平筋处，将附着在钢筋上的混凝土清理干净并用水冲洗；依据错位钢板的尺寸进行钢板下料，同时将膨胀螺丝预先打入墙体，每块错位钢板处共打入四根，分布于钢板四个角处，将切割好的钢板焊接至地下连续墙的钢筋上，钢板与地下连续墙的空隙处采用预配水泥砂浆进行修补及整平。
35.在上述任一方案中优选的是，在所述步骤(3)中，三角支座采用2块150mm*300mm*20mm的钢板与地下连续墙的主筋焊接，焊缝长度为10d，每层土方开挖至钢支撑结构的位置后，根据钢支撑结构的中心线及三角支座的顶面标高安装三角支座；
36.钢支撑结构的底部设置钢系梁托架来固定支撑，钢系梁水平与格构柱相连，钢系梁的接头位置布置在弯矩较小的1/4跨或1/3跨处。
37.本发明的有益效果为：
38.1.本发明的支护结构安全稳定，施工方法可以保证结构的整体性价比及安全系数，并大大提高工程进度和经济性。
39.2.本发明的方法具有施工速度快、操作简单、施工安全、对既有线影响小等优点。
40.3.本发明的支护结构通过冠梁、混凝土支撑结构和钢支撑结构的组合，大大提高了对基坑的支护效果，进一步保证了施工安全。依据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(gb50202-2018)以及《建筑基坑支护技术规程》jgj120-2012进行支护效果检测，本发明的施工方法形成的支护结构的支护效果较现有技术中的普通支护结构提高20％以上。
41.4.本发明的施工方法不仅保证了工程自身的施工安全,而且为同类工程的施工提供借鉴作用。
具体实施方式
42.下面将结合本技术的具体实施方式对本技术的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本发明，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
43.实施例1
44.一种基坑支护结构的施工方法，该支护结构包括冠梁、混凝土支撑结构以及钢支撑结构，该施工方法包括以下步骤：
45.(1)冠梁施工，依次包括
46.a.测量放样；
47.b.凿除内导墙和地下连续墙顶部混凝土；
48.c.钢筋绑扎；
49.d.模板支立；
50.e.混凝土浇筑；
51.f.拆模和养护；
52.(2)混凝土支撑结构施工，依次包括
53.a.测量放样；
54.b.钢筋绑扎接；
55.c.模板支立；
56.d.混凝土浇筑；
57.e.拆模和养护；
58.f.施工缝划分；
59.(3)钢支撑结构施工，依次包括
60.a.测量定位；
61.b.预埋钢板混凝土凿除；
62.c.三角支座、托架、钢系梁安装；
63.d.钢支撑结构拼装；
64.e.钢支撑结构架设；
65.f.施加预应力；
66.g.固定钢支撑结构；
67.h.钢支撑结构拆除。
68.在所述步骤(1)中，a.定出冠梁中心线、边线及冠梁顶面标高；b.凿除至冠梁梁底标高，表面凿毛并用高压水冲洗干净；c.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；d.冠梁模板的加固采用钢管斜撑；e.采用c35混凝土，并用汽车输送泵浇筑；f.浇筑完毕后的8h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天。
69.在所述步骤(2)中，a.土体开挖至混凝土支撑结构的底部后，将中心线引入坑内，以控制底模及模板施工；b.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；c.采用对拉杆形式支护，底模支立前对基底进行夯实处理，施做碎石垫层或c20混凝土垫层；d.采用c30混凝土，并用汽车输送泵浇筑；e.浇筑完毕后的10h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天；f.施工缝位置设置在冠梁与混凝土支撑结构净距的1/3处，避开地连墙接头位置。
70.在所述步骤(3)中，a.土体开挖至钢支撑结构的设计标高，在地下连续墙及格构柱上的相应位置标记钢支撑结构的位置高程及位置，同时在地下连续墙上标记出钢支撑结构的中心线及高程；e.包括直撑端头安装、扩大端直撑和斜撑端头安装、钢支撑吊装；f.预应力分级施加，施加顺序为：0
→
20％
→
60％；g.钢系梁上部采用u型φ22钢筋与钢系梁连接，一起圈住钢支撑结构。
71.在所述步骤(1)和(2)中，钢筋绑扎时单面搭接焊的焊缝长度为15d，同一断面接头为35％；每段钢筋为下段相应结构施工时预留出搭接长度或焊接长度，接头距离错开为42d。
72.在所述步骤(3)中，预埋钢板混凝土凿除时若出现钢板错位，进行错位钢板补焊：将错位处进行标明，并进行错位凿除，凿除至地下连续墙的水平筋处，将附着在钢筋上的混凝土清理干净并用水冲洗；依据错位钢板的尺寸进行钢板下料，同时将膨胀螺丝预先打入墙体，每块错位钢板处共打入四根，分布于钢板四个角处，将切割好的钢板焊接至地下连续墙的钢筋上，钢板与地下连续墙的空隙处采用预配水泥砂浆进行修补及整平。
73.在所述步骤(3)中，三角支座采用2块150mm*300mm*20mm的钢板与地下连续墙的主筋焊接，焊缝长度为10d，每层土方开挖至钢支撑结构的位置后，根据钢支撑结构的中心线及三角支座的顶面标高安装三角支座；
74.钢支撑结构的底部设置钢系梁托架来固定支撑，钢系梁水平与格构柱相连，钢系梁的接头位置布置在弯矩较小的1/3跨处。
75.实施例2
76.一种基坑支护结构的施工方法，该支护结构包括冠梁、混凝土支撑结构以及钢支撑结构，该施工方法包括以下步骤：
77.(1)冠梁施工，依次包括
78.a.测量放样；
79.b.凿除内导墙和地下连续墙顶部混凝土；
80.c.钢筋绑扎；
81.d.模板支立；
82.e.混凝土浇筑；
83.f.拆模和养护；
84.(2)混凝土支撑结构施工，依次包括
85.a.测量放样；
86.b.钢筋绑扎接；
87.c.模板支立；
88.d.混凝土浇筑；
89.e.拆模和养护；
90.f.施工缝划分；
91.(3)钢支撑结构施工，依次包括
92.a.测量定位；
93.b.预埋钢板混凝土凿除；
94.c.三角支座、托架、钢系梁安装；
95.d.钢支撑结构拼装；
96.e.钢支撑结构架设；
97.f.施加预应力；
98.g.固定钢支撑结构；
99.h.钢支撑结构拆除。
100.在所述步骤(1)中，a.定出冠梁中心线、边线及冠梁顶面标高；b.凿除至冠梁梁底标高，表面凿毛并用高压水冲洗干净；c.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；d.冠梁模板的加固采用钢管斜撑；e.采用c35混凝土，并用汽车输送泵浇筑；f.浇筑完毕后的10h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天。
101.在所述步骤(2)中，a.土体开挖至混凝土支撑结构的底部后，将中心线引入坑内，以控制底模及模板施工；b.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；c.采用对拉杆形式支护，底模支立前对基底进行夯实处理，施做碎石垫层或c20混凝土垫层；d.采用c30混凝土，并用汽车输送泵浇筑；e.浇筑完毕后的8h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天；f.施工缝位置设置在冠梁与混凝土支撑结构净距的1/4处，避开地连墙接头位置。
102.在所述步骤(3)中，a.土体开挖至钢支撑结构的设计标高，在地下连续墙及格构柱上的相应位置标记钢支撑结构的位置高程及位置，同时在地下连续墙上标记出钢支撑结构的中心线及高程；e.包括直撑端头安装、扩大端直撑和斜撑端头安装、钢支撑吊装；f.预应力分级施加，施加顺序为：0
→
20％
→
60％；g.钢系梁上部采用u型φ22钢筋与钢系梁连接，一起圈住钢支撑结构。
103.在所述步骤(1)和(2)中，钢筋绑扎时单面搭接焊的焊缝长度为10d，同一断面接头为50％；每段钢筋为下段相应结构施工时预留出搭接长度或焊接长度，接头距离错开为35d。
104.在所述步骤(3)中，预埋钢板混凝土凿除时若出现钢板错位，进行错位钢板补焊：将错位处进行标明，并进行错位凿除，凿除至地下连续墙的水平筋处，将附着在钢筋上的混凝土清理干净并用水冲洗；依据错位钢板的尺寸进行钢板下料，同时将膨胀螺丝预先打入墙体，每块错位钢板处共打入四根，分布于钢板四个角处，将切割好的钢板焊接至地下连续墙的钢筋上，钢板与地下连续墙的空隙处采用预配水泥砂浆进行修补及整平。
105.在所述步骤(3)中，三角支座采用2块150mm*300mm*20mm的钢板与地下连续墙的主
筋焊接，焊缝长度为10d，每层土方开挖至钢支撑结构的位置后，根据钢支撑结构的中心线及三角支座的顶面标高安装三角支座；
106.钢支撑结构的底部设置钢系梁托架来固定支撑，钢系梁水平与格构柱相连，钢系梁的接头位置布置在弯矩较小的1/4跨处。
107.此外，为了进一步提高本发明的技术效果，该实施例中，在所述步骤(3)中，钢支撑结构拼装时，钢支撑由φ800mm、壁厚δ＝16mm的钢管加工而成，每根钢支撑的配置按照总长度的不同配用一端固定端，一端活动端，中间段采用标准管节进行配置，管节之间采用法兰盘高强螺栓连接。钢管支撑进场后，分节进行拼装，钢支撑配置时应考虑每根总长度(活动端缩进时)比实际净距小8～20cm。
108.钢支撑结构架设时，直撑端头安装是将其架设在三角支座上，焊好后的钢支撑结构应两直角边相互垂直，确保其有足够的稳定性。钢支撑结构架设前，先在地面进行预拼装，并检查平直度，拼接钢支撑结构两头中心线的偏心度控制在2cm之内。
109.扩大端直撑和斜撑端头安装：扩大端直撑安装前先架设钢围檩，钢围檩背后与地下连续墙缝隙用高一等级水泥浆填充，钢支撑结构两端的钢围檩保持同一水平位置，钢围檩拼接处用尺寸900*200*20的钢板焊接。其余安装方法与直撑相同。斜撑为φ800mm钢管支撑，斜撑与围护结构有一定的夹角，并施加预应力。斜撑端头采用三角钢箱钢支座，斜撑安装前先架设钢围檩将斜撑支座与地连墙预埋钢板满焊，焊缝高度10mm，焊缝等级为三级，将斜撑支座与钢围檩连成整体，然后进行支撑安装作业。
110.钢支撑结构吊装采用两点吊装，吊点一般在离端部0.2l～0.25l左右，吊装时注意平衡、稳定，不得过快。以免碰撞已架设的钢支撑造成钢支撑掉落发生安全事故。
111.钢支撑放落前，使钢支撑在稳定三角支座中心线正上方，然后缓慢下放，将钢支撑置放在三角支座上。将两端头的标高位置和水平位置调整好在误差允许范围内之后，开始预加轴力。
112.钢支撑结构拆除时，把由钢支撑结构所承受的侧向土压力转至永久支护结构或其它临时支护结构。钢支撑结构拆除前，先对上一层钢支撑结构进行一次预加轴力，达到设计要求以保证基坑安全。
113.实施例3
114.一种基坑支护结构的施工方法，该支护结构包括冠梁、混凝土支撑结构以及钢支撑结构，该施工方法包括以下步骤：
115.(1)冠梁施工，依次包括
116.a.测量放样；
117.b.凿除内导墙和地下连续墙顶部混凝土；
118.c.钢筋绑扎；
119.d.模板支立；
120.e.混凝土浇筑；
121.f.拆模和养护；
122.(2)混凝土支撑结构施工，依次包括
123.a.测量放样；
124.b.钢筋绑扎接；
125.c.模板支立；
126.d.混凝土浇筑；
127.e.拆模和养护；
128.f.施工缝划分；
129.(3)钢支撑结构施工，依次包括
130.a.测量定位；
131.b.预埋钢板混凝土凿除；
132.c.三角支座、托架、钢系梁安装；
133.d.钢支撑结构拼装；
134.e.钢支撑结构架设；
135.f.施加预应力；
136.g.固定钢支撑结构；
137.h.钢支撑结构拆除。
138.在所述步骤(1)中，a.定出冠梁中心线、边线及冠梁顶面标高；b.凿除至冠梁梁底标高，表面凿毛并用高压水冲洗干净；c.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；d.冠梁模板的加固采用钢管斜撑；e.采用c35混凝土，并用汽车输送泵浇筑；f.浇筑完毕后的9h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天。
139.在所述步骤(2)中，a.土体开挖至混凝土支撑结构的底部后，将中心线引入坑内，以控制底模及模板施工；b.主筋接长采用单面搭接焊连接或机械连接；c.采用对拉杆形式支护，底模支立前对基底进行夯实处理，施做碎石垫层或c20混凝土垫层；d.采用c30混凝土，并用汽车输送泵浇筑；e.浇筑完毕后的9h对混凝土加以土工布覆盖并保湿养护，养护时间为7天；f.施工缝位置设置在冠梁与混凝土支撑结构净距的7/24处，避开地连墙接头位置。
140.在所述步骤(3)中，a.土体开挖至钢支撑结构的设计标高，在地下连续墙及格构柱上的相应位置标记钢支撑结构的位置高程及位置，同时在地下连续墙上标记出钢支撑结构的中心线及高程；e.包括直撑端头安装、扩大端直撑和斜撑端头安装、钢支撑吊装；f.预应力分级施加，施加顺序为：0
→
20％
→
60％；g.钢系梁上部采用u型φ22钢筋与钢系梁连接，一起圈住钢支撑结构。
141.在所述步骤(1)和(2)中，钢筋绑扎时单面搭接焊的焊缝长度为12d，同一断面接头为45％；每段钢筋为下段相应结构施工时预留出搭接长度或焊接长度，接头距离错开不小于40d。
142.在所述步骤(3)中，预埋钢板混凝土凿除时若出现钢板错位，进行错位钢板补焊：将错位处进行标明，并进行错位凿除，凿除至地下连续墙的水平筋处，将附着在钢筋上的混凝土清理干净并用水冲洗；依据错位钢板的尺寸进行钢板下料，同时将膨胀螺丝预先打入墙体，每块错位钢板处共打入四根，分布于钢板四个角处，将切割好的钢板焊接至地下连续墙的钢筋上，钢板与地下连续墙的空隙处采用预配水泥砂浆进行修补及整平。
143.在所述步骤(3)中，三角支座采用2块150mm*300mm*20mm的钢板与地下连续墙的主筋焊接，焊缝长度为10d，每层土方开挖至钢支撑结构的位置后，根据钢支撑结构的中心线及三角支座的顶面标高安装三角支座；
144.钢支撑结构的底部设置钢系梁托架来固定支撑，钢系梁水平与格构柱相连，钢系梁的接头位置布置在弯矩较小的7/24跨处。
145.此外，为了进一步提高本发明的技术效果，该实施例中，钢支撑结构所用的钢材组成重量百分比为c:0.3-0.35％、si:0.9-1％、mn:1.3-1.8％、p:0.015-0.018％、s:0.002-0.0025％、al:0.5-1％、b:0.05-0.08％、nb:0.5-1％、ni:0.5-1％、cu:0.35-0.45％、ti:0.018-0.022％、v:0.15-0.2％，余量为fe和不可避免的杂质。
146.制备所述钢材的工艺步骤包括：
147.(1)冶炼：通过真空感应炉冶炼，获得具有如上成分的钢水；
148.(2)精炼：进行升温脱硫及合金化、真空深处理脱气，之后软吹20-30min；
149.(3)铸造：控制中包过热度18-20℃，采用动态轻压，控制铸坯低倍符合曼内斯曼低倍标准中心偏析1-2级；
150.(4)热轧：经1100-1150℃加热，经粗轧机进行6道次轧制，热轧至50-60mm厚度规格，在温度为1100-1150℃进入精轧机组进行7道次轧制，每道次轧制压下量控制在25-28％之间，精轧阶段总压下率为92-95％，最终将钢板轧制到4-6mm，空冷至室温；
151.(5)热处理：热处理前对钢板进行探伤和表面抛丸；之后加热至980-1000℃，加热时间为45-60min；
152.(6)清洗：将钢板采用脱脂粉进行清洗，脱脂液的流量为300-400升/分，脱脂液的温度为70-80℃；
153.(7)再结晶退火：将钢板进入连续加热炉进行再结晶退火，以辐射间接加热进行，采用氮气和氢气混合，两者的体积比为3:7，炉内气体压力为80-90mpa。
154.由此制得的钢材能够满足各种结构件对材料力学性能的要求，提高安全性，降低本身重量，满足轻质高强的要求，节约能耗，降低了成本。
155.所述钢材钢质纯净、横纵向组织和轧向方向上性能均匀、板形和表面质量好、残余应力低，表现出优异的折弯能力；具有良好的焊接性能，同时具有较好的经济性。
156.本发明的制备工艺确保钢材性能的同时简化工序，节省时间和能源。
157.由上述实施例可知，本发明的支护结构安全稳定，施工方法可以保证结构的整体性价比及安全系数，并大大提高工程进度和经济性。
158.本发明的方法具有施工速度快、操作简单、施工安全、对既有线影响小等优点。
159.本发明的支护结构通过冠梁、混凝土支撑结构和钢支撑结构的组合，大大提高了对基坑的支护效果，进一步保证了施工安全。依据《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(gb50202-2018)以及《建筑基坑支护技术规程》jgj120-2012进行支护效果检测，本发明的施工方法形成的支护结构的支护效果较现有技术中的普通支护结构提高20％以上。
160.本发明的施工方法不仅保证了工程自身的施工安全,而且为同类工程的施工提供借鉴作用。
161.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。