CN104032751A - 一种消除温差影响的基坑内支撑梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除温差影响的基坑内支撑梁，包括液压千斤顶、液压泵、螺旋千斤顶、位移传感器、加载槽、控制槽、加强套头、加强立板和钢筋计。其中液压千斤顶放置在加载槽内并通过液压管与液压泵相连，加载槽侧部顶壁设置有位移传感器，加载槽底部紧靠控制槽底部内壁且四周设置有螺旋千斤顶，螺旋千斤顶顶靠加载槽侧部外壁与控制槽侧部内壁，控制槽底部与加强套头栓接，控制槽侧部外壁与加强套头侧部外壁设置加强立板，加强套头设置在内支撑梁断开端面处并与设置有钢筋计的内支撑梁纵向主筋连接。本发明采用在内支撑梁中部设置长度调节段的方法消除温差影响，并能减少内支撑梁偏心作用以及实现支护初期内支撑梁支撑力的精确控制。

Description

一种消除温差影响的基坑内支撑梁

技术领域

本发明属于建筑基坑支护结构领域，具体涉及一种采取了梁温差影响消减措施的基坑钢筋混凝土内支撑梁。

技术背景

基坑是指为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下基础空间。由于城市空间有限，大多数情况下不具备基坑壁放坡的条件。基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。目前基坑支护有多种形式，常见的是桩加支撑的形式。基坑周边打桩，桩顶设锁口梁，基坑两侧的桩与桩之间设内支撑梁。桩受到的基坑土压力，通过内支撑梁相互平衡。

目前在基坑钢筋混凝土内支撑梁的使用过程中尚存在一些问题。对于一些规模较大的基坑工程，所需内支撑梁长度也往往较长。当工程工期跨越冬夏两季时，基坑支护结构可能会经历巨大温度落差。已有调查表明，较长的内支撑梁随温差变化的热胀冷缩十分明显，而内支撑梁长度的变化直接影响基坑支护结构受力体系。基坑支护是建筑工程领域高风险工程，研究消除温差影响的基坑内支撑梁是保证工程安全的关键途径之一，具有重要的现实意义。

发明内容

发明目的：本发明所解决的技术问题是温差影响下基坑钢筋混凝土内支撑梁长度变化引发的结构受力问题，提供一种消除温差影响的基坑内支撑梁，该内支撑梁具有实时控制长度进而消除温差影响的特点。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种消除温差影响的基坑内支撑梁，包括在断开处端面相对的内支撑梁，所述端面上设有加强套头，所述加强套头的一端连接内支撑梁的纵向主筋，加强套头的另一端固定连接有控制槽，所述控制槽与加强套头的外壁之间连接有加强立板；一对控制槽的开口相对，所述开口内夹持有加载槽，所述加载槽与控制槽在辐向上具有间隙，所述间隙内安装有螺旋千斤顶，所述加载槽侧部顶壁设置有位移传感器且所述加载槽内安装有液压千斤顶，所述位移传感器通过导线与位移采集仪连接，所述液压千斤顶通过液压管与液压泵相连；所述纵向主筋内设置有钢筋计，所述钢筋计通过导线与应变采集仪连接。

进一步地，所述加载槽优选为钢圆筒，其内径与液压千斤顶的外径相匹配，其底部处于控制槽底部内壁的中心区域。

所述控制槽优选为方形钢桶，侧壁与底板为钢板，相互焊接而成。

进一步地，为了避免螺旋千斤顶与加载槽接触面的滑移，其接触界面上设置有钢垫板，钢垫板具有连接加载槽的弧形面和连接螺旋千斤顶的平面。

进一步地，为了平衡加载槽在径向的外力，将四个螺旋千斤顶沿加载槽径向做十字形排列，并在控制槽内壁设有用于放置螺旋千斤顶的固定底座。

进一步地，所述控制槽与加强套头通过高强螺栓连接，所述高强螺栓的顶端嵌入控制槽内，所述高强螺栓的尾端埋入支撑梁内且处于纵向主筋内侧，控制槽一侧的高强螺栓顶面低于控制槽底部内壁，加强套头一侧的高强螺栓顶面高出加强套头底部内壁。

进一步地，所述加强立板为L形钢板，所述L形钢板沿加强套头外壁边长均匀设置且分别与控制槽外壁和加强套头外壁垂直焊接

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1. 本发明在钢筋混凝土内支撑梁中部设置可伸缩的长度调节段，通过长度调节段的缩放实现对内支撑梁长度的补偿，进而消除温差影响。基于长度调节段位移的高精度采集，控制液压千斤顶加载，实现内支撑梁长度精确维持。相比普通钢筋混凝土内支撑梁，本发明由于保证了温差作用下内支撑梁长度稳定，能够避免内支撑梁长度变化对基坑支护结构受力的影响，确保了基坑支护结构的稳定性。

2. 由于施工及后期沉降影响，与基坑壁连接的内支撑梁两端往往存在差异变位且易形成偏心受力。本发明的加载槽四周设置有螺旋千斤顶，通过调节螺旋千斤顶的伸缩量可实现加载槽位置的调整，从而使加载槽心轴处在同一水平高度上，避免液压千斤顶施加偏心力，确保内支撑梁轴向受力。

3. 本发明在内支撑梁的纵向主筋上设置了钢筋计，在本内支撑梁开始支撑时可对钢筋计数据进行监测，通过精确控制内支撑梁支撑力来进行液压千斤顶加载。相比普通钢筋混凝土内支撑梁，本发明由于可以直接把内支撑梁加载到设计状态，使基坑支护结构的受力更加接近预期设计，从而令基坑支护结构处于良好的预期工作状态。

附图说明

图1为本发明实施例的纵剖视图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图1中B-B的剖视图；

图中：1-内支撑梁；2-钢筋计；3-纵向主筋；4-加强立板；5-控制槽；6-螺旋千斤顶；7-钢垫板；8-位移传感器；9-固定底座；10-高强螺栓；11-加载槽；12-液压千斤顶；13-加强套头；14-位移采集仪；15-应变采集仪；16-液压泵。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2和图3所示，加强套头13为方形桶，底板与侧板均为钢板，通过相互焊接而成，内部高宽与内支撑梁高宽吻合。加强套头13设置在内支撑梁1断开处的端部并与内支撑梁1的设置有钢筋计2的纵向主筋3焊接，且与内支撑梁1的浇筑模板同时固定。钢筋计2设置在一侧内支撑梁的两端与中部共三个截面处。控制槽5为方形桶，底板与侧板均为钢板，通过相互焊接而成。加载槽11与控制槽5在辐向上具有间隙，间隙内安装有螺旋千斤顶6，且控制槽5内部底板与侧板交界处设有固定底座9。螺旋千斤顶6与固定底座9各四个，沿加载槽11径向呈十字形排列。固定底座9由钢板焊接而成，开槽的宽度适合螺旋千斤顶6放置，等螺旋千斤顶6放置稳妥后焊接固定底座9的盖板。将液压千斤顶12通过液压管与液压泵16相连并进行预加压，使一侧活塞伸出一半左右，两端各顶靠在加载槽11两侧底部内壁。加载槽11为钢圆筒，内径大小适合液压千斤顶12放置，底部外壁顶靠控制槽5底部内壁的中心区域。加载槽11通过螺旋千斤顶6定位，确保加载槽11的心轴在同一水平高度上。螺旋千斤6与加载槽11侧部外壁之间设置有钢垫板7，钢垫板7具有连接加载槽11的弧形面和连接螺旋千斤顶6的平面且一端面紧靠控制槽5底部内壁。控制槽5支撑固定后与加强套头13通过高强螺栓10连接。高强螺栓10在每边均匀布置且在纵向主筋3内侧，控制槽5一侧的高强螺栓10顶面低于控制槽5底部内壁，加强套头13一侧的高强螺栓10顶面高出加强套头13底部内壁，即高强螺栓10的顶端嵌入控制槽5内，高强螺栓10的尾端埋入支撑梁1内且处于纵向主筋3内侧，控制槽5一侧的高强螺栓10顶面低于控制槽5底部内壁，加强套头13一侧的高强螺栓10顶面高出加强套头13底部内壁。控制槽5侧部外壁与加强套头13侧部外壁设置加强立板4，加强立板4为L形钢板，沿加强套头13外壁边长均匀设置且分别与控制槽5外壁、加强套头13外壁垂直焊接。浇灌混凝土，待混凝土养护完成后，连接钢筋计2的导线至应变采集仪15。加载槽11侧部顶壁沿圆周均匀设置四个位移传感器8，将位移传感器8的导线连接至位移采集仪14。将应变采集仪15、位移采集仪14连接至计算机。加载液压千斤顶12并监测钢筋计2数据，直至内支撑梁1的达到设计支撑力，记录位移传感器8初始数值。在内支撑梁1后期使用中调整液压千斤顶12加载以维持位移传感器8的初始数值，实现对温差影响的消除。

使用时，针对某基坑工程钢筋混凝土内支撑梁长80m，宽800mm，高1200mm，工期跨越冬夏两季，采用本发明消除温差影响的实施方案如下：

加强套头13为方形桶，底板与侧板分别为厚度100mm、30mm的钢板，通过相互焊接而成，内部高宽与内支撑梁高宽吻合。加强套头13设置在内支撑梁1断开处的端部并与内支撑梁1的设置有钢筋计2的纵向主筋3焊接，且与内支撑梁1的浇筑模板同时固定。钢筋计2设置在一侧内支撑梁的两端与中部共三个截面处，每截面设置四个。控制槽5为方形桶，底板和侧板均为厚100mm的钢板，通过相互焊接而成，外部尺寸为高2060mm、长600mm、宽2000mm（长宽高方向同内支撑梁）。加载槽11与控制槽5在辐向上具有间隙，间隙内安装有螺旋千斤顶6，且控制槽5内部底板与侧板交界处设有固定底座9。螺旋千斤顶6与固定底座9各四个，沿加载槽11径向呈十字形排列。固定底座9由厚50mm钢板焊接而成，开槽的宽度适合螺旋千斤顶6放置，等螺旋千斤顶6放置稳妥后焊接固定底座9的盖板，盖板长度为固定底座9底板的一半。将液压千斤顶12通过液压管与液压泵16相连并进行预加压，使一侧活塞伸出一半左右，两端各顶靠在加载槽11两侧底部内壁。加载槽11为钢圆筒，内径大小适合液压千斤顶12放置，壁厚100mm，长600mm，底部外壁顶靠控制槽5底部内壁的中心区域。加载槽11通过螺旋千斤顶6定位，确保加载槽11的心轴在同一水平高度上。螺旋千斤6与加载槽11侧部外壁之间设置有钢垫板7，钢垫板7宽300mm，长3500mm，最薄处50mm。钢垫板7靠加载槽11侧为弧形面、靠螺旋千斤顶6侧为平面且一端面紧靠控制槽5底部内壁。控制槽5支撑固定后与加强套头13通过高强螺栓10连接，高强螺栓10长230mm，外径40mm，在每边均匀布置且在纵向主筋3内侧，宽度方向5个，高度方向7个，共24个。控制槽5一侧的高强螺栓10顶端低于控制槽5底部内壁10mm，加强套头13一侧的高强螺栓10尾端高出加强套头13底部内壁40mm。控制槽5与加强套头13外壁设置加强立板4，加强立板4为L形钢板，壁厚30mm，高出控制槽侧部外壁200mm，沿加强套头13高、宽边长分别均匀设置5片、7片。加强立板4分别与控制槽5外壁、加强套头13外壁垂直焊接。浇灌混凝土，待混凝土养护完成后，连接钢筋计2的导线至应变采集仪15。加载槽11侧部顶壁沿圆周均匀设置四个位移传感器8，将位移传感器8的导线连接至位移采集仪14。将应变采集仪15、位移采集仪14连接至计算机。加载液压千斤顶12并监测钢筋计2数据，直至达到内支撑梁1的设计支撑力，记录位移传感器8初始数值。在内支撑梁1后期使用中调整液压千斤顶12加载以维持位移传感器8的初始数值，实现对温差影响的消除。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围内所做的均等变化与修饰，皆应属于本发明专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种消除温差影响的基坑内支撑梁，包括在断开处端面相对的内支撑梁（1），其特征在于：所述端面上设有加强套头（13），所述加强套头（13）的一端连接内支撑梁（1）的纵向主筋（3），加强套头（13）的另一端固定连接有控制槽（5），所述控制槽（5）与加强套头（13）的外壁之间连接有加强立板（4）；一对控制槽（5）的开口相对，所述开口内夹持有加载槽（11），所述加载槽（11）与控制槽（5）在辐向上具有间隙，所述间隙内安装有螺旋千斤顶（6），所述加载槽（11）侧部顶壁设置有位移传感器（8）且所述加载槽（11）内安装有液压千斤顶（12），所述位移传感器（8）通过导线与位移采集仪（14）连接，所述液压千斤顶（12）通过液压管与液压泵（16）相连；所述纵向主筋（3）内设置有钢筋计（2），所述钢筋计（2）通过导线与应变采集仪（15）连接。

2.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述加载槽（11）为钢圆筒，所述加载槽（11）的内径与液压千斤顶（12）的外径相匹配，所述加载槽（11）底部处于所述控制槽（5）底部内壁的中心区域。

3.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述控制槽（5）为方形钢桶。

4.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述螺旋千斤顶（6）与加载槽（11）侧部外壁之间设置有钢垫板（7），所述钢垫板（7）具有连接加载槽（11）的弧形面和连接螺旋千斤顶（6）的平面。

5.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述螺旋千斤顶（6）沿加载槽（11）径向呈十字形排列，所述控制槽（5）内壁设有用于放置螺旋千斤顶（6）的固定底座（9）。

6.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述控制槽（5）与加强套头（13）通过高强螺栓（10）连接，所述高强螺栓（10）的顶端嵌入控制槽（5）内，所述高强螺栓（10）的尾端埋入支撑梁（1）内且处于纵向主筋（3）内侧，控制槽（5）一侧的高强螺栓（10）顶面低于控制槽（5）底部内壁，加强套头（13）一侧的高强螺栓（10）顶面高出加强套头（13）底部内壁。

7.根据权利要求1所述的一种消除温差影响的基坑内支撑梁，其特征在于：所述加强立板（4）为L形钢板，所述L形钢板沿加强套头（13）外壁边长均匀设置且分别与控制槽（5）外壁和加强套头（13）外壁垂直焊接。