本发明涉及基坑实施工程技术领域，尤其涉及一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统及施工方法。

  随着社会经济的快速发展和城市土地资源的短缺，深基坑(槽)工程已成为现代建筑的一种发展的新趋势，基坑(槽)本身的稳定和旁边的环境的安全自然成为各方关注的焦点。在这种土地资源日益紧张、工程地质情况越来越复杂、环保问题日渐突出的情况下，传统的基坑(槽)支护形式，如放坡开挖、钻孔灌注桩、挡墙+钢筋砼内支撑等，已经不能够满足市场要求。目前在深基坑(槽)施工全套工艺流程中，常常采取拉森钢板桩进行支护。当基坑(槽)开挖深度较深，钢板桩的抗弯能力不够时，还需要支撑系统来进行支撑加固，拉森钢板桩支撑系统一般会用围檩加水平支撑的形式。早期使用的支撑系统围檩与水平支撑采用焊接的形式相连接，预应力无法施加，不能更好的控制基坑(槽)变形，且以焊接为主，材料损耗大，周转率低实施工程质量不高，导致施工进度、质量受到影响。

  本发明的目的是提供一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统及施工方法，本发明能有效解决了当基坑槽开挖深度较深，使钢板桩具有非常好的抗压能力，可以对支护体系施加预应力，能够越来越好的防止基坑槽变形，保证支护体系整体受力均匀，减少预应力损失避免偏心受压和应力损失。为实现上述目的，本发明采用以下技术效果：

  根据本发明的一个方面，提供了一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，所述支撑系统包括沿基坑槽内侧壁铺设的围护结构、横跨设置在基坑槽口部两端且固定在围护结构上端侧壁上的上支撑结构和设置在基坑槽的口部以下与底部之上的多道下支撑结构，该下支撑结构的两端与设置在基坑槽内两侧的围护结构连接；所述下支撑结构包括下钢围檩和下型钢支撑梁，在围护结构上分别设置多层所述下钢围檩，且下钢围檩沿基坑槽的内侧壁环绕方向通过螺栓连接在围护结构表面上，沿基坑槽的宽度方向上设置多根相互平行的所述下型钢支撑梁，该下型钢支撑梁的两端通过螺栓分别与所述钢围檩连接。

  上述方案进一步优选的，在所述基坑底部两端和两侧壁分别设置有至少一个排水方涵，所述围护结构包括多根呈竖直相互扣接且铺设在所述基坑槽内侧壁上的钢板桩，在所述钢板桩上沿竖直方向设置有多层三角托架，在每层三角托架上分别水平对应设置所述上支撑结构和下钢围檩，所述下型钢支撑梁的两端通过螺栓与所述下钢围檩可拆卸连接，所述基坑槽底部的下钢围檩设置在基坑槽的内侧壁与排水方涵的外壁之间，在所述上钢围檩的中部和两端位置且在上型钢支撑梁的一端端部设置有上钢活络头，在上钢活络头内设置有上千斤顶，该上型钢支撑梁的一端端部与上钢围檩之间通过上千斤顶的输出轴传动连接。

  上述方案进一步优选的，所述上支撑结构包括两条平行横跨在基坑槽口部的上钢围檩和平行连接在两条上钢围檩之间的多根上型钢支撑梁，所述上钢围檩沿基坑槽口部的长度方向设置在钢板桩上，该上钢围檩通过螺栓和过三角托架固定在钢板桩的外壁上。

  上述方案进一步优选的，在所述基坑槽的口部边缘周围外侧设置有拉桩，该拉桩上设置有与围护结构连接的铁链或铁质拉绳，在拉桩上设置有围栏。

  上述方案进一步优选的，所述钢板桩具有槽体，在槽体边缘具有向外弯折的扣接翼，该扣接翼沿槽体的延伸方向设置在所述钢板桩的边缘外侧，每块钢板桩之间通过扣接翼相互拼排扣接串联。

  上述方案进一步优选的，在相邻钢板桩的槽体背部设置有h形支撑钢桩，该h形支撑钢桩从基坑槽的口部延伸至底部，且h形支撑钢桩与槽体的背部通过螺栓或销连接。

  上述方案进一步优选的，所述槽体的横截面为三角形、圆弧形、方形或等腰梯形截面。

  上述方案进一步优选的，所述下型钢支撑梁的两头分别通过下钢活络头连接在所述下钢围檩上，在每一层所述下钢围檩的中部和两端且在在所述下型钢支撑梁的一端端部上分别设置有下千斤顶，该下千斤顶设置在下钢活络头内，该下型钢支撑梁的一端端部与下钢围檩之间通过下千斤顶的输出轴传动连接。

  上述方案进一步优选的，在所述下钢活络头的外侧壁上设置有加强钢板，该加强钢板通过螺栓依次连接在钢活络头与下型钢支撑梁的端部上。

  根据本发明的另一方面，本发明提供了一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统的施工方法，包括以下步骤：

  步骤1：根据施工测量定位数据对进行开挖沟槽形成基坑槽，按照基坑槽的图纸尺寸要求平整场地，围护结构采用钢板桩相互串联拼接安装，安装前对钢板桩进行标高放样，在钢板桩、上钢围檩和下钢围檩上进行标记，然后将钢板桩吊装至基坑槽内进行安插形成围护结构，使钢板桩的桩顶与高出基坑槽的口部水平地面；

  步骤2：根据标记位置，在钢板桩的外壁上安装三角托架，在地面进行上钢围檩拼接，拼接需保证等强度连接；先将拼接好的上钢围檩起吊安放在三角托上，并使上钢围檩与钢板桩紧密接触，保证上钢围檩的两端横跨在所述基坑槽两端口部边缘的支撑台上，沿上钢围檩每隔3米～4米设置一道上型钢支撑梁，将上型钢支撑梁的一端固定在上钢围檩上，上型钢支撑梁的另一端通过上钢活络头连接在所述上钢围檩上，以便拼接形成基坑槽上支撑结构,其中，上型钢支撑梁的钢支撑长度比基坑槽的宽度短10～30cm，上型钢支撑梁的两端标高偏差不大于20mm和l0/600，l0为上型钢支撑梁的长度；

  步骤3：在上钢活络头内设置上千斤顶，启动上千斤顶使上型钢支撑梁稳定、紧压连接在基坑槽两侧的上钢围檩，使上钢围檩紧压在钢板桩的上端，对基坑槽的上端侧壁进行支撑防护；

  步骤4：开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第一道下支撑结构，即先将拼接好的下钢围檩起吊安放在三角托架上，并使下钢围檩与钢板桩紧密接触，且保证下钢围檩的两端横跨于基坑槽口部两端的支撑台上支撑，在下钢围檩上每隔3米～4米距离设置一道下型钢支撑梁，将下型钢支撑梁的一端固定在下钢围檩上，下型钢支撑梁的另一端通过下钢活络头连接在所述下钢围檩上，以便拼接形成第一道下支撑结构，其中，下型钢支撑梁钢支撑长度比基坑槽宽度短10～30cm，型钢支撑梁两端标高偏差不大于20mm和l1/600，l1为下型钢支撑梁的长度；

  步骤5：在下钢活络头的滑槽内安装下千斤顶，并启动下千斤顶使下型钢支撑梁顶出对下钢围檩进行预应力施加，然后在下钢活络头的滑槽内顶入钢楔并敲紧，钢楔伸入下钢活络头内长度不应小于20cm，从而在每一层三角托架上安装一道下支撑结构，在第一道下支撑结构4上继续向下开挖；待开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第二道下支撑结构，然后接着来进行基槽土方开挖，并以此类推施工，直至达到设计的基本要求基坑槽底部标高，其中，下千斤顶在下钢活络头的支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力；下千斤顶的压力应缓慢施加，预加力应至设计值并在压力稳定后，通过加强钢板进行再次加固连接；施加压力过程中，当出现活络头或支撑点弯曲或焊点开裂不正常的情况时应卸除压力，应查明原因并采取适当措施后，再继续施加压力，预应力施加完成后，下钢活络头的头颈伸出下型钢支撑梁的长度不应大于30cm，否则应在加完预应力后下活络头两端焊接槽钢将其固定；预应力施加完成后，将下型钢支撑梁的端部与下钢围檩之间的间空隙用钢板垫紧；当土质较差或基坑槽开挖深度较深时，为增强钢板桩抵抗基土侧压力，应在钢板桩的背部插入h形支撑钢桩。

  步骤6：基坑槽土方开挖至施工标高后，施工基坑槽底部混凝土垫层，再施工基坑槽内的排水方涵，排水方涵与下型钢支撑梁相碰影响施工时，需待底板换撑传力带达到设计强度的70％后方能拆除下支撑结构，下支撑结构的拆除由下往上拆除，然后回填土方至每一道下支撑结构时，再拆除剩余的下支撑下钢围檩和下型钢支撑梁，回填土方完成后拆除上支撑结构并拔出钢板桩和h形支撑钢桩，每条钢板桩的长度不超过6m，每层下支撑结构之间的高度为5m-6m(即每隔5m-6m设置一道下支撑结构)；拆除时，先用100吨的千斤顶逐步给下型钢支撑梁卸去载荷，敲击塞铁，松动楔块、取出楔块，然后依次给钢活络头内的下千斤顶和100吨的千斤顶减压并在完全放松后，移走100吨的千斤顶，最后控制下型钢支撑梁，起吊出基坑槽。

  (1)、本发明采用拉森钢板桩和型钢支撑构成支护体系，无传统工艺中水泥搅拌、焊接等施工形式，构件材料均可重复利用，具有短工期，低风险，高效率，易回收等特点

  (2)、钢围檩与型钢支撑梁均为带螺纹开孔的h型钢，各节段拼接严密牢固，、h型钢采用螺栓拼接，无传统钢结构焊接，提高施工安全系数。型钢具有多个螺栓孔、三角支撑托架通过高强螺栓或焊接连接固定在钢板桩上位置可根据现场需求实时调整呈水平状态，无需加设防坠措施，优化施工工艺。

  (3)、在活络头设有供楔块插入的滑槽，将千斤顶设置于滑槽内，钢围檩和型钢支撑梁通过千斤顶紧压调节之后，再通过加强钢板连接稳固，保证支护体系整体受力均匀，减少预应力损失避免偏心受压和应力损失，从而效解决了当基坑槽开挖深度较深，使钢板桩具有非常好的抗弯能力，可以对支护体系施加预应力，能够越来越好的防止基坑槽变形。

  附图中，基坑槽1，围护结构2，上支撑结构3，下支撑结构4，排水方涵5，下钢络头6，加强钢板8，支撑台10，拉桩11，铁链或铁质拉绳12，钢板桩20，三角托架21，h形支撑钢桩22，上钢围檩30，上型钢支撑梁31，上千斤顶32，上钢活络头33，槽体200，下钢围檩40，下型钢支撑梁41，槽体200，扣接翼201。

  为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书里面列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个角度有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也能轻松实现本发明的这些方面。

  结合图1、图2和图3所示，根据本发明的所述支撑系统包括沿基坑槽1内侧壁铺设的围护结构2、横跨设置在基坑槽1口部两端且固定在围护结构2上端侧壁上的上支撑结构3和设置在基坑槽1的口部以下与底部之上的多道下支撑结构4，该下支撑结构4的两端与设置在基坑槽1内两侧的围护结构连接，在基坑槽1的侧壁上分别设置围护结构2、上支撑结构3和下支撑结构4，对基坑槽1的侧壁施加预应力进行支撑，防止基坑槽垮塌；所述下支撑结构4包括下钢围檩40和下型钢支撑梁41，在围护结构2上分别设置多层所述下钢围檩40，且下钢围檩40沿基坑槽1的内侧壁环绕方向通过螺栓连接在围护结构2表面上，沿基坑槽1的宽度方向上设置多根相互平行的所述下型钢支撑梁41，该下型钢支撑梁41的两端通过螺栓分别与所述下钢围檩40连接。在所述基坑槽1的口部边缘周围外侧设置有拉桩11，该拉桩11上设置有与围护结构2连接的铁链或铁质拉绳12，通过铁链或铁质拉绳12拉紧围护结构2，防止其被移动，在拉桩10上设置有围栏(未图示)，防止基坑槽外的土方进入基坑槽内，拉桩10与围护结构2之间设置有排水沟，可以使其雨水流入基坑槽内，防止雨水冲刷基坑槽，防止其垮塌。在所述基坑1底部两端和两侧壁分别设置有至少一个排水方涵5，所述围护结构2包括多根呈竖直相互扣接且铺设在所述基坑槽1内侧壁上的钢板桩20，在所述钢板桩20上沿竖直方向设置有多层三角托架21，三角托架21实现角撑和八字撑的安装，其三角托架21的支撑角度为30度或45度，在每层三角托架21上分别水平对应设置所述上支撑结构3和下钢围檩40，所述下型钢支撑梁41的两端通过螺栓与所述下钢围檩40可拆卸连接，所述基坑槽1底部的下钢围檩40设置在基坑槽1的内侧壁与排水方涵5的外壁之间，排水方涵5的不仅可用于支撑下钢围檩40，还可以方便在排水方涵5内进行排水或铺设一些或管道电线；本发明的支撑系统中所设置的下钢围檩40位于钢板桩内侧，内支撑用于支撑下钢围檩40，下钢围檩40和下型钢支撑梁41构成内支撑框架结构体系；下钢围檩40的端部下方且在钢板桩20上设置三角托架21，用于支撑下钢围檩40，使下钢围檩40紧贴于钢板桩20上，并作用钢板桩20抵触在基坑槽的侧壁上，三角托架21与钢板桩20焊接，三角托架21支撑节点均采用高强螺栓连接，整体稳定牢固，安装及拆除方便。三角托架21可以使钢围檩与钢板桩之间得到紧密接触，同时使钢围檩保持处于水平位置状态，来保证钢围檩上的型钢支撑梁以水平状态对撑在围檩梁之间。

  在本发明中，如图1和图4所示，所述上支撑结构3包括两条平行横跨在基坑槽1口部的上钢围檩30和平行连接在两条上钢围檩30之间的多根上型钢支撑梁31，所述上钢围檩30沿基坑槽1口部的长度方向设置在钢板桩20上，该上钢围檩30通过螺栓和过三角托架21固定在钢板桩20的外壁上；基坑槽1的两端口部边缘低于侧部的边缘，使上钢围檩30的两端横跨在所述基坑槽1两端口部边缘的支撑台10上，，在所述上钢围檩30的中部和两端位置且在上型钢支撑梁31的一端端部设置有上钢活络头33，在上钢活络头33内设置有上千斤顶32，该上型钢支撑梁31的一端端部与上钢围檩30之间通过上千斤顶32的输出轴传动连接，上钢活络头33连接在上型钢支撑梁31一端的端部上，将上型钢支撑梁31吊装在基坑槽1口部的上钢围檩30后，由于将上千斤顶32设置在上钢活络头33内，此时可启动上千斤顶32使其输出轴推动上钢围檩30，使上型钢支撑梁31稳定、紧压连接在基坑槽1两侧的上钢围檩30，使上钢围檩30紧压在钢板桩20的上端，对基坑槽1的上端侧壁进行支撑防护，型钢支撑梁的端部设置钢活络头实现型钢支撑可施加预应力，增强支撑刚度，从而很好地控制变形。

  如图1和图5所示，所述钢板桩20具有槽体200，在槽体200边缘具有向外弯折的扣接翼201，该扣接翼201沿槽体200的延伸方向设置在所述钢板桩20的边缘外侧，每块钢板桩20之间通过扣接翼201相互拼排扣接串联，形成拉森钢板桩结构从而可通过吊装相互插接使其相互拼排铺设在所述基坑槽1的侧壁上，拆装简单，能轻松实现稳固地铺设安装；在相邻钢板桩20的槽体200背部设置有h形支撑钢桩22，该h形支撑钢桩22从基坑槽1的口部延伸至底部，且h形支撑钢桩22与槽体200的背部通过螺栓或销连接，方便拆装所述钢板桩20；所述槽体200的横截面为三角形、圆弧形、方形或等腰梯形截面，在h形支撑钢桩22的槽形内和槽体200内可填充石子层或泥土层用于稳定支撑在所述基坑槽1的侧壁上；能确保型钢支撑梁以水平状态对撑在围檩梁之间，来保证型钢支撑梁对基坑槽的支撑能力及支撑的稳定性，不但可以降低型钢用量、以此来降低实施工程的成本，有利于土方的挖土，所述钢板桩20的槽体200之间形成围护结构，拥有良好的防水抗渗性能，防水抗渗性能强，低成本、高效率。可减少支撑结构应力损失，保证基坑槽体系安全稳定性，简化施工工序，降低施工成本。

  如图1、图3和图4所示，所述下型钢支撑梁41的两头分别通过下钢活络头6连接在所述下钢围檩40上，在每一层所述下钢围檩40的中部和两端且在在所述下型钢支撑梁41的一端端部上分别设置有下千斤顶7，该下千斤顶7设置在下钢络头6内，该下型钢支撑梁41的一端端部与下钢围檩40之间通过下千斤顶7的输出轴传动连接，在所述下钢活络头6的外侧壁上设置有加强钢板8，该加强钢板8通过螺栓依次连接在下钢活络头6与下型钢支撑梁41的端部上，将下型钢支撑梁41放置在下钢络头6上后，调节钢络头6的长度，然后可启动下千斤顶7使其输出轴推动下钢围檩40，下型钢支撑梁41稳定、紧压连接在基坑槽1的口以下的两侧的下钢围檩30上，使下钢围檩40紧压在钢板桩20的侧侧壁上，从而对基坑槽1的口部以下的侧壁进行支撑防护，调节稳固后再通过加强钢板8做加固；基坑槽内的支撑框架结构体系安装施工时，应根据设计图纸测量放置吊装，在基坑槽1边缘进行整根支撑组装再起吊至指定位置，通过调节活络头微调支撑长度，完成支撑安装。然后，按设计的基本要求通过千斤顶施加预应力，预应力施加到位后，才可以进行其他层施工。

  根据本发明的另一个方面，结合图1至图5，本发明提供了一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统的施工方法，所述施工方法有以下步骤：

  步骤1：根据施工测量定位数据对进行开挖沟槽形成基坑槽1，按照基坑槽1的图纸尺寸要求平整场地，围护结构2采用钢板桩20相互串联拼接安装，安装前对钢板桩20进行标高放样，在钢板桩20、上钢围檩30和下钢围檩40上进行标记，然后将钢板桩20吊装至基坑槽1内进行安插形成围护结构2，使钢板桩20的桩顶与高出基坑槽1的口部水平地面；步骤2：根据标记位置，在钢板桩20的外壁上安装三角托架21，在地面进行上钢围檩30拼接，拼接需保证等强度连接；先将拼接好的上钢围檩30起吊安放在三角托架21上，并使上钢围檩30与钢板桩20紧密接触，保证上钢围檩30的两端横跨在所述基坑槽1两端口部边缘的支撑台10上，沿上钢围檩30每隔3米～4米设置一道上型钢支撑梁31，将上型钢支撑梁31的一端固定在上钢围檩30上，上型钢支撑梁31的另一端通过上钢活络头33连接在所述上钢围檩30上，以便拼接形成基坑槽1上支撑结构3，其中，上型钢支撑梁31的钢支撑长度比基坑槽1的宽度短10～30cm，上型钢支撑梁31的两端标高偏差不大于20mm和l0/600，l0为上型钢支撑梁的长度；

  步骤3：在上钢活络头33内设置上千斤顶32，启动上千斤顶32使上型钢支撑梁31稳定、紧压连接在基坑槽1两侧的上钢围檩30，使上钢围檩30紧压在钢板桩20的上端，对基坑槽1的上端侧壁进行支撑防护；

  步骤4：开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第一道下支撑结构4，即先将拼接好的下钢围檩40起吊安放在三角托架21上，并使下钢围檩40与钢板桩20紧密接触，且保证下钢围檩40的两端横跨于基坑槽1口部两端的支撑台10上支撑，在下钢围檩40上每隔3米～4米距离设置一道下型钢支撑梁41，将下型钢支撑梁41的一端固定在下钢围檩40上，下型钢支撑梁41的另一端通过下钢活络头6连接在所述下钢围檩40上，以便拼接形成第一道下支撑结构4，其中，下型钢支撑梁41钢支撑长度比基坑槽宽度短10～30cm，型钢支撑梁两端标高偏差不大于20mm和l1/600，l1为下型钢支撑梁的长度；

  步骤5：在下钢活络头6的滑槽内安装下千斤顶7，并启动下千斤顶7使下型钢支撑梁41顶出对下钢围檩40进行预应力施加，然后在下钢活络头6的滑槽内顶入钢楔并敲紧，钢楔伸入下钢活络头6内长度不应小于20cm，从而在每一层三角托架21上安装一道下支撑结构4，在第一道下支撑结构4上继续向下开挖；待开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽1底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第二道下支撑结构4，然后接着来进行基槽土方开挖，并以此类推施工，直至达到设计的基本要求基坑槽底部标高，其中，下千斤顶7在下钢活络头6的支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力；下千斤顶7的压力应缓慢施加，预加力应至设计值并在压力稳定后，通过加强钢板8进行再次加固连接；施加压力过程中，当出现活络头或支撑点弯曲或焊点开裂不正常的情况时应卸除压力，应查明原因并采取适当措施后，再继续施加压力，预应力施加完成后，下钢活络头6的头颈伸出下型钢支撑梁41的长度不应大于30cm，否则应在加完预应力后下活络头两端焊接槽钢将其固定；预应力施加完成后，将下型钢支撑梁41的端部与下钢围檩40之间的间空隙用钢板垫紧；当土质较差或基坑槽开挖深度较深时，为增强钢板桩抵抗基土侧压力，应在钢板桩20的背部插入h形支撑钢桩22；

  步骤6：基坑槽土方开挖至施工标高后，施工基坑槽1底部混凝土垫层，再施工基坑槽内的排水方涵5，排水方涵5与下型钢支撑梁41相碰影响施工时，需待底板换撑传力带达到设计强度的70％后方能拆除下支撑结构4；下支撑结构4的拆除由下往上拆除，然后回填土方至每一道下支撑结构4时，再拆除剩余的下支撑下钢围檩40和下型钢支撑梁41，回填土方完成后拆除上支撑结构3并拔出钢板桩20和h形支撑钢桩22，每条钢板桩20的长度不超过6m，每层下支撑结构4之间的高度为5m-6m(每隔5m-6m设置一道下支撑结构4)；拆除时，先用100吨的千斤顶逐步给下型钢支撑梁41卸去载荷，敲击塞铁，松动楔块、取出楔块，然后依次给钢活络头内的下千斤顶32和100吨的千斤顶减压并在完全放松后，移走100吨的千斤顶，最后控制下型钢支撑梁41，起吊出基坑槽1。本发明采用可拆卸组装的新型钢板桩型钢支撑系统施工方法，成功解决了当基坑槽开挖深度较深，钢板桩的抗弯能力不够时，支撑系统来进行焊接支撑加固，使预应力无法施加，不能更好的防止基坑槽变形，实现用钢量更经济、材料周转率更高、实施工程质量更有保证的绿色施工，其组成的支撑构件能够直接进行预先加工好，形成标准化构件，依据基坑槽尺寸大小进行拼装，例如钢围檩长度采用3m、6m的标准件进行预拼装，适应能力强，具有轻便灵活、标准化程度高、适应任何基坑槽尺寸和不同地质条件的优点，具有非常明显的经济效益与社会效益，值得推广应用。

  以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。