CN102720201A - 一种利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，该基坑支护利用钢支撑构件两端分别支撑在基坑支护桩和建筑物主体结构梁板上，钢支撑构件一端通过钢围檩和钢排桩与结构梁板相连，并采用在后浇带部位，洞口及坡道部位设置钢结构传力构件，从而对基坑起到支护作用，在此支护作用下，施工基坑支护桩与已完结构之间的主体结构。本发明的方法在结构后浇带及坡道、洞口的适当部位设置可靠的传力构件，保证换撑施工时建筑物主体结构不被破坏，其中，后浇带处设置钢筋作为传力构件，坡道及洞口处设置临时楼板；该建造方法能够有效的保证基坑支护的安全，有效的控制地面的和支护桩的变形，降低了工程施工难度,施工进度快，施工成本低，工程质量高。
Description
技术领域
发明涉及一种利用建筑物主体结构进行基坑支护并作换撑施工的建造方法，利用建筑物主体结构调整再分配支护桩的侧土压力，保证基坑施工时的安全可靠性，特别是在严寒地区对基坑支护桩及地面变形要求严格的换撑施工。
背景技术
由于目前深基坑支护施工时限制锚杆的使用，避免对周边建筑物的破坏，所以现行深基坑常用的支撑方式是桩墙结合内支撑组成围护结构，支撑系统由围檩、水平支撑及立柱三部分组成，水平支撑支撑在基坑围护桩墙上，立柱为支护桩或地下连续墙。支撑施工完成后，进行建筑结构主体施工，随着地下建筑结构的底板与楼板逐层往上施工，由下而上地拆除各道水平支撑。这种方法适用于基坑面积较小工程，或基坑边角的支护施工，施工层次复杂，对超大面积基坑实际操作性困难，工期较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其保证了基坑开挖及施工时的安全，有效的控制了地面与支护桩的变形。
一种利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于按以下步骤进：
首先施工与基坑的支护桩相隔一定距离的主体结构，在施工主体结构时预留部分土方，在后浇带部位预先埋入角钢，在洞口和坡道部位设置设置临时楼板，然后在基坑支护桩与主体结构之间安装竖向钢排、支撑围檩和水平支撑，形成支护体系，然后进行预留部分土方开挖，再施工剩余主体结构，剩余主体结构施工完成后，并在主体结构与基坑的支护桩之间回填密实完成换撑，最后拆除水平支撑、竖向钢排和支撑围檩。
在后浇带部位预先埋入角钢长为700 mm，且角钢两侧各埋入混凝土为500mm。后浇带预先埋入角钢，以保证结构主体的安全。
安装竖向钢排具体做法为：竖向钢排上端竖向焊接两块肋板，两块肋板通过钢板焊接形成一个整体，最后通过肋板和膨胀螺栓与结构梁的楼板固定，竖向钢排与主体结构之间通过支撑架连接，所述的支撑架由卡口肋板和支撑钢管组成，支撑围檩焊接在卡口肋板上并搁置在主体结构的楼板上，卡口肋板与楼板预埋件焊接，支撑围檩的下部通过支撑钢管与主体结构连接，支撑钢管焊接在主体结构梁内预埋件内，支撑围檩与竖向钢排通过钢板焊接在一起。
所述的支撑围檩用两根并放的工字钢并用钢板焊接成一体。
基坑的支护桩上支撑围檩安装：安装前预先用混凝土抹平支护桩的预设工作面，然后固定钢垫板，钢垫板用胀管螺栓连接在支护桩上；搁置板焊接在钢垫板上，然后将支撑围檩与搁置板焊接。在转角处的支撑围檩安装为：转角处焊接围檩稳定板，围檩稳定板竖向间距200mm,两个支撑围檩之间通过钢板焊接在一起。
安装水平支撑具体做法为：利用吊车将拼装好的水平支撑吊放到已焊接好的支撑围檩上，此阶段桁吊的钢丝绳保持紧张，待水平支撑预加轴力完成后再松开；水平支撑安设好后，在每根水平支撑的两端均设有千斤顶支座和承力牛腿，每个千斤顶支座上安装一台液压千斤顶，就位后立即用台液压千斤顶对支撑施加预应力，按设计要求活动端沿支撑两侧对称逐级施加水平支撑预应力，预加应力的大小取设计轴力值的0.6倍，当预加力到达标准后，压力无明显衰减时，用定型钢楔锁定钢管撑，然后拆除千斤顶； 在水平支撑与支撑围檩斜交时，在支撑围檩上焊接一个与斜支撑轴线垂直的三角形的剪力撑，利用剪力撑联接水平支撑和支撑围檩。
预留部分土方开挖，开挖采用分层均衡开挖土方，保证先支撑后开挖的原则，严格控制每层开挖高度，开挖过程中随时监测；开挖至设计深度时，进行下一道水平支撑安装，如此重复至开挖至底板位置。
本发明先施工部分建筑结构，保留部分土方以平衡护壁桩传递的侧土压力，土方采用放坡开挖，待主体结构达到设计强度时，进行挖土换撑施工，支撑采用水平刚性构件，将支护桩的所受侧土压力由水平刚性构件传递至建筑物梁板，再由建筑物梁板传至建筑物柱墙，最后传至基础筏板，从而实现应力的有序调整和再分配。待剩余主体结构施工及回填完成时，拆除水平刚性构件，其优点是受力效果好、施工简单，因此在工期较紧的工程较为合适。由于靠现浇楼梁板来承受基坑内力，对工程本身的结构安全性提出了更高的要求，必须采取必要的技术措施，以确保施工的顺利进行。
通过对支撑拆除前后，基坑位移、沉降监测数据的分折，利用本发明建造方法和施工安排，其波动均在设计要求的范围内，所以说利用建筑物主体进行换撑施工的方法是有效的。在地下室顶板施工完成后，对后浇带部位、楼梯部位，车道部位进行全面检查，没有发现结构受损现象，达到了预期效果。
本发明的此换撑施工的建造方法用于建筑结构后续工序的施工；在结构后浇带及坡道、洞口的适当部位设置可靠的传力构件，保证换撑施工时建筑物主体结构不被破坏，其中，后浇带处设置钢筋作为传力构件，坡道及洞口处设置临时楼板；该建造方法能够有效的保证基坑支护的安全，有效的控制地面的和支护桩的变形，降低了工程施工难度,施工进度快，施工成本低，工程质量高。
附图说明
图1 是本发明基坑支撑体系；
图2是本发明先施工部分主体结构示意图；
图3 是本发明的后浇带示意图；
图4 是本发明的竖向钢排支架示意图；
图5是本发明竖向钢排与建筑结构连接节点示意图；
图6是本发明钢围檩与支护桩连接方式示意图；
图7 是本发明的支撑钢管与建筑结构节点示意图；
图8 是本发明的转角处围檩安装示意图；
图9 是本发明水平管撑安装示意图；
图10是本发明钢管斜支撑示意图；
图11是本发明的回填土施工示意图；
图12 是本发明水平支撑钢管拆除后示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明：
如图1所示，本发明建造方法的支撑体系主要由主体结构1、支护桩2、水平支撑3、支撑架4、支撑围檩5、竖向钢排7组成，本发明建造方法按以下步骤进行：
首先施工与基坑10的支护桩相隔一定距离的主体结构1，如图2所示,预留部分土方8用于平衡支护桩2传递的侧土压力，主体结构1施工时对后浇带1.1及结构洞口进行处理，如图3所示，对于施工后浇带1.1，预先埋入角钢1.2为700 mm，两侧各埋入混凝土为500mm，间距为200mm，坡道及洞口处设置临时楼板，待剩余主体结构9完成后再拆除；
然后，进行基坑支护施工：基坑支护施工分为竖向钢排7施工、支撑围檩5施工和水平支撑3施工；
如图4所示，安装竖向钢排7：每个竖向钢排7 由4根工字钢7.1组成，每根工字钢7.1上都焊接有多个支撑围檩5，将焊接有支撑围檩5的竖向钢排7的下部埋入主体结构1侧的混凝土7.3中；如图5所示，竖向钢排7上端竖向焊接两块肋板，两块肋板通过钢板焊接形成一个整体，最后通过肋板和膨胀螺栓与结构梁的楼板固定，竖向钢排7与主体结构1之间通过支撑架4连接，所述的支撑架4由卡口肋板4.1和支撑钢管4.2组成，支撑围檩5焊接在卡口肋板4.1上并搁置在主体结构1的楼板上，卡口肋板4.1与楼板预埋件焊接，支撑围檩5的下部通过支撑钢管4.2与主体结构1连接，支撑钢管4.2焊接在主体结构1梁内预埋件内；支撑围檩与竖向钢排通过钢板焊接在一起。所述的支撑围檩5用两根并放的工字钢5.1并用钢板焊接成一体。所述的支撑围檩用两根并放的工字钢并用钢板焊接成一体。
如图6、图7所示，支护桩2上支撑围檩5安装，安装前预先用混凝土抹平支护桩2的预设工作面，然后固定钢垫板5.3，钢垫板5.3用胀管螺栓5.4连接在支护桩2上；搁置板5.2焊接在钢垫板5.3上，然后将支撑围檩5与搁置板5.2焊接。如图8 所示，转角处支撑围檩5做法为：在转角处焊接围檩稳定板5.5，围檩稳定板5.5竖向间距200mm,两个支撑围檩5之间通过钢板5.6焊接在一起；
如图9、图10所示，水平支撑3安装：利用吊车将拼装好的水平支撑3吊放到已焊接好的支撑围檩5上，此阶段桁吊的钢丝绳保持紧张，待水平支撑3预加轴力完成后再松开；水平支撑3安设好后，在每根水平支撑3的两端均设有千斤顶支座3.1和承力牛腿，每个千斤顶支座3.1上安装一台液压千斤顶3.2，安装就位后立即用2台液压千斤顶3.2对支撑施加预应力，按设计要求活动端3.3沿支撑两侧对称逐级施加水平支撑预应力，为减少温度应力对预加轴力的影响，选择在气温较低的时段对钢管撑施加预应力，预加应力的大小取设计轴力值的0.6倍，当预加力到达标准后，压力无明显衰减时，用定型钢楔锁定钢管撑，然后拆除千斤顶3.2； 为保证钢管撑轴向受压，在水平支撑3与支撑围檩5斜交时，在支撑围檩5上焊接一个与斜支撑轴线垂直的三角形的剪力撑3.4，利用剪力撑联接水平支撑3和支撑围檩5。 水平支撑之间3采用Φ180钢管6连接；
然后进行预留部分土方8开挖，开挖采用分层均衡开挖土方，保证先支撑后开挖的原则，严格控制每层开挖高度，开挖过程中随时监测；开挖至设计深度时，进行下一道水平支撑3安装，如此重复至开挖至底板位置；
然后进行剩余主体结构9施工，如图11所示，施工完成后，进行外墙保温防水及回填土施工；
如图12所示，然后拆除水平支撑3、竖向钢排7和支撑围檩5；在水平支撑3两端千斤顶支座3.1上设置千斤顶3.2，操作千斤顶3.2逐步给水平支撑3卸荷，在完全卸荷后，拆除水平支撑3端头与墙体预制钢板之间的钢斜楔；然后给千斤顶减压并安全放松后移走千斤顶；然后分段切除水平支撑3，并运离现场。
Claims (8)
1.一种利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于按以下步骤进：
首先施工与基坑的支护桩相隔一定距离的主体结构，在施工主体结构时预留部分土方，在后浇带部位预先埋入角钢，在洞口和坡道部位设置设置临时楼板，然后在基坑支护桩与主体结构之间安装竖向钢排、支撑围檩和水平支撑，形成支护体系，然后进行预留部分土方开挖，再施工剩余主体结构，剩余主体结构施工完成后，并在主体结构与基坑的支护桩之间回填密实完成换撑，最后拆除水平支撑、竖向钢排和支撑围檩。
2.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：在后浇带部位预先埋入角钢长为700 mm，且角钢两侧各埋入混凝土为500mm。后浇带预先埋入角钢，以保证结构主体的安全。
3.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：安装竖向钢排具体做法为：竖向钢排上端竖向焊接两块肋板，两块肋板通过钢板焊接形成一个整体，最后通过肋板和膨胀螺栓与结构梁的楼板固定，竖向钢排与主体结构之间通过支撑架连接，所述的支撑架由卡口肋板和支撑钢管组成，支撑围檩焊接在卡口肋板上并搁置在主体结构的楼板上，卡口肋板与楼板预埋件焊接，支撑围檩的下部通过支撑钢管与主体结构连接，支撑钢管焊接在主体结构梁内预埋件内，支撑围檩与竖向钢排通过钢板焊接在一起。
4.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：所述的支撑围檩用两根并放的工字钢并用钢板焊接成一体。
5.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：基坑的支护桩上支撑围檩安装：安装前预先用混凝土抹平支护桩的预设工作面，然后固定钢垫板，钢垫板用胀管螺栓连接在支护桩上；搁置板焊接在钢垫板上，然后将支撑围檩与搁置板焊接。
6.如权利要求5所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：在转角处的支撑围檩安装为：转角处焊接围檩稳定板，围檩稳定板竖向间距200mm,两个支撑围檩之间通过钢板焊接在一起。
7.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：安装水平支撑具体做法为：利用吊车将拼装好的水平支撑吊放到已焊接好的支撑围檩上，此阶段桁吊的钢丝绳保持紧张，待水平支撑预加轴力完成后再松开；水平支撑安设好后，在每根水平支撑的两端均设有千斤顶支座和承力牛腿，每个千斤顶支座上安装一台液压千斤顶，就位后立即用台液压千斤顶对支撑施加预应力，按设计要求活动端沿支撑两侧对称逐级施加水平支撑预应力，预加应力的大小取设计轴力值的0.6倍，当预加力到达标准后，压力无明显衰减时，用定型钢楔锁定钢管撑，然后拆除千斤顶； 在水平支撑与支撑围檩斜交时，在支撑围檩上焊接一个与斜支撑轴线垂直的三角形的剪力撑，利用剪力撑联接水平支撑和支撑围檩。
8.如权利要求1所述的利用建筑物主体结构换撑施工的建造方法，其特征在于：预留部分土方开挖，开挖采用分层均衡开挖土方，保证先支撑后开挖的原则，严格控制每层开挖高度，开挖过程中随时监测；开挖至设计深度时，进行下一道水平支撑安装，如此重复至开挖至底板位置。
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