CN104060617A - 基坑支护系统的预制装配式内支撑体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系及施工方法，其体系包括压顶梁(1)、围檩和内支撑(2)，内支撑(2)为由预应力空心方桩(3)和节点连接件拼接装配而成的桁架式内支撑(2)，桁架式内支撑(2)两端的第一端板与压顶梁(1)上的连接板螺接而其余的第一端板与节点连接件的第二端板螺接；其施工方法的关键在于：将预应力空心方桩(3)与节点连接件螺接以拼接装配出桁架式内支撑(2)，并将桁架式内支撑(2)两端与压顶梁(1)连接。该体系和方法方便快捷、施工速度快、工期短、能使后续挖土出土方便、拆卸过程也方便快捷省力、无安全隐患、能循环使用、节省材料。

Description

基坑支护系统的预制装配式内支撑体系及施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的基坑支护系统的内支撑体系的施工技术，具体讲是一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系及施工方法。

背景技术

随着城市化建筑发展，充分利用地下空间已成趋势，基坑开挖的深度和面积也不断扩大，基坑支护系统的应用也越来越广泛。现有技术的基坑支护系统包括桩排式或墙式的围护墙结构、一圈压顶梁及多道不同高度的围檩、钢筋混凝土的内支撑和止水帷幕，其中，压顶梁、围檩及钢筋混凝土内支撑构成了内支撑体系。

现有技术的基坑支护系统的施工方法为：先施工好围护墙，再在围护墙顶浇注一圈压顶梁并同时浇注压顶梁标高的混凝土水平内支撑，然后开挖基坑，开挖到下一层围檩设计标高后，浇注围檩及与该层围檩同标高的混凝土水平内支撑，重复开挖、浇注围檩和内支撑的过程，直至开挖到坑底。而浇注内支撑的过程中，需要先在土体内挖出长槽，放入钢筋，再以长槽的侧面和底面作为侧模板和底模板浇注混凝土。

现有技术的基坑支护系统的内支撑体及施工方法系存在以下缺陷：一是施工内支撑的过程，需要挖长槽、放钢筋、浇注混凝土，步骤繁琐、费时费力，速度较慢；二是浇注完该层的内支撑后，需要等到该层内支撑的混凝土干硬达到一定强度后，才能进行后续开挖，延长了工时；三是由于浇注内支撑前需要在土体内挖长槽替代模板，这样，必须先浇注好该层的内支撑，才能向下挖土，但内支撑浇注好之后形成了横七竖八的内支撑，挖土及出土过程中必须绕过这些内支撑，后续挖土及出土过程受到干扰，施工不便；四是基坑开挖完成后，随着基坑内地下结构的施工，即地下结构外墙从下往上浇注的过程中，需要逐步拆除内支撑，为避免破坏地下主体结构不能采用大型机械来拆除内支撑，一般是采用人工敲掉，但内支撑截面积大、配筋多，拆卸劳动强度大，施工费时费力，极不方便，而且，即便是人工拆除也可能会破坏到主体结构，存在安全隐患；五是内支撑作为临时结构，最终会被破坏拆掉，内支撑的钢筋、混凝土等材料无法再次利用，材料耗费大，不环保。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种安装过程方便快捷、施工速度快、工期短、能使后续挖土出土方便、拆卸过程也方便快捷省力、无安全隐患、能循环使用、节省材料的基坑支护系统的预制装配式内支撑体系。

本发明的一个技术解决方案是，提供一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系，它包括压顶梁、多道不同标高的围檩和水平内支撑，压顶梁和围檩均为现浇钢筋混凝土结构，水平内支撑为由多根预制的预应力空心方桩和节点连接件拼接装配而成的桁架式内支撑，每根预应力空心方桩的两端均固定有一块带螺纹孔的第一端板，节点连接件上设有数量与该节点处交汇的预应力空心方桩的数量相同的端头，每个端头上设有一块带螺纹孔的第二端板，压顶梁和围檩上设有一端锚固在混凝土内的多组预埋角钢，每组预埋角钢的非锚固端焊接有一块连接板，桁架式内支撑两端的第一端板与连接板螺接而桁架式内支撑其余的第一端板与节点连接件的第二端板螺接。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种安装过程方便快捷、施工速度快、工期短、能使后续挖土出土方便、拆卸过程也方便快捷省力、无安全隐患、能循环使用、节省材料的基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的施工方法。

本发明的另一个技术解决方案是，提供一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的施工方法，其步骤包括：

a、预制好预应力空心方桩和节点连接件，每根预应力空心方桩两端均固定有第一端板，节点连接件的每个端头上固定有第二端板；

b、在围护桩顶浇注一圈压顶梁混凝土并将多组预埋角钢一端锚固在压顶梁混凝土内，并在同组预埋角钢的非锚固端焊接一块连接板；

c、下挖土体到安全深度，再将各个预应力空心方桩的第一端板与节点连接件的第二端板螺接以拼接装配出桁架式内支撑，并将桁架式内支撑的两端的第一端板与固定在压顶梁上的连接板螺接；

d、继续下挖到下一层围檩的标高，浇注围檩混凝土并在围檩混凝土中将多组预埋角钢的一端锚固在围檩混凝土内，并在同组预埋角钢的非锚固端焊接一块连接板；

e、继续下挖到安全深度，再将各个预应力空心方桩的第一端板与节点连接件的第二端板螺接以拼接装配出桁架式内支撑，并将桁架式内支撑的两端的第一端板与固定在该层围檩上的连接板螺接；

f、重复步骤d～e，直至下挖到基坑底标高。

本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系及施工方法与现有技术相比，具有以下优点和效果：

一是该内支撑为桁架式，装配时只需要将各个端板、连接板螺接固定，即可拼接装配出桁架式内支撑并将其固定在压顶梁或围檩上，相比现有技术的挖槽、放钢筋、浇混凝土，本发明的安装过程明显操作方便快捷、省时省力；二是内支撑安装完毕后，即可进行后续下挖步骤，无需像现有技术一样等待内支撑混凝土硬化，故缩短工时，加快工期；三是无需依赖土体挖槽浇注内支撑，故施工好压顶梁或某层围檩后，可以先直接下挖土体到一定的安全深度，然后再拼装固定内支撑，这样，下挖这部分土体时，不会受到横七竖八的内支撑的干扰，便捷施工；四是需要拆卸掉内支撑时，只需要将螺钉拆掉即可，相比现有技术的人工敲掉破坏内支撑的方案，本发明拆卸过程大幅度降低了劳动强度，省时省力，方便快捷，不会破坏地下主体结构，无安全隐患，而且拆掉的预应力空心方桩和节点连接件可反复多次利用，大幅度节省了耗材、节能环保，符合当前绿色建筑工业化施工的潮流；五是该桁架式内支撑结构的预应力空心方桩，其截面优化、自重轻、抗裂性强，故能加大支撑跨度，不仅节省了材料，还可以少布设内支撑，更加便于施工。

附图说明

图1是本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的俯视结构示意图。

图2是图1中A部分也就是一号节点位置的放大结构示意图。

图3是图1中B部分也就是二号节点位置的放大结构示意图。

图4是本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的桁架式内支撑的第一端板与压顶梁的连接板对接的正视结构示意图。

图5是本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的预应力空心方桩的侧剖视结构示意图。

图6是图4的俯视结构示意图。

图中所示1、压顶梁，2、内支撑，3、预应力空心方桩，3.1、第一端板，4、节点连接件，4.1、端头，4.2、第二端板，5、预埋角钢，5.1、连接板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系，它包括压顶梁1、多道不同标高的围檩和水平内支撑2。压顶梁1和围檩均为现浇钢筋混凝土结构。水平内支撑2为由多根预制的预应力空心方桩3和节点连接件4拼接装配而成的桁架式内支撑2。每根预应力空心方桩3的两端均固定有一块带螺纹孔的第一端板3.1。节点连接件4上设有数量与该节点处交汇的预应力空心方桩3的数量相同的端头4.1，换句话说，如果某个节点处有三根预应力空心方桩3交汇，那该节点处的节点连接件4就有三个端头4.1，而且每个端头4.1对应一根预应力空心方桩3，且该端头4.1与对应的预应力空心方桩3平行且位于同一直线。每个端头4.1上设有一块带螺纹孔的第二端板4.2。压顶梁1上设有一端锚固在压顶梁1混凝土内的多组预埋角钢5，围檩上也设有一端锚固在围檩混凝土内的多组预埋角钢5。每组预埋角钢5为相互平行的两根，每组的两根预埋角钢5的非锚固端与同一块连接板5.1焊接。桁架式内支撑2两端的第一端板3.1与连接板5.1螺接而桁架式内支撑2其余的第一端板3.1与节点连接件4的第二端板4.2螺接。具体的说，桁架式内支撑2最左端的预应力空心方桩3的左端的第一端板3.1与压顶梁1或围檩上的连接板5.1连接，而桁架式内支撑2最右端的预应力空心方桩3的右端的第一端板3.1与压顶梁1或围檩上的连接板5.1连接；而剩下的不在两端的第一端板3.1是与节点连接件4的第二端板4.2连接。

图1是本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的俯视结构示意图，从俯视方向看，图1只能看到压顶梁1及其同标高的内支撑2，而看不到围檩及其同标高的内支撑2，但围檩及其同标高的内支撑2与压顶梁1及其同标高的内支撑2的结构、连接方式均相同，故不再图示。

该桁架式内支撑2一般是平面形式，那么节点连接件4的全部端头4.1都位于同一个平面。如图1、图2所示，该桁架式内支撑2的一号节点处为四通节点连接件4，有4个位于同一平面的端头4.1且有四根预应力空心方桩3交汇。如图1、图3所示，二号节点处为三通节点连接件4，有3个位于同一平面的端头4.1且有三根预应力空心方桩3交汇。该桁架式内支撑2也可以是空间形式，那么，节点连接件4的端头4.1就是位于不同平面如位于XYZ轴三个方向上的端头4.1，以此拼接出空间形式的桁架。

本发明基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的施工方法，其步骤如下。

a、预制好预应力空心方桩3和节点连接件4，每根预应力空心方桩3两端均固定有第一端板3.1，节点连接件4的每个端头4.1上固定有第二端板4.2。

b、在围护桩顶浇注一圈压顶梁1混凝土并将多组预埋角钢5一端锚固在压顶梁1混凝土内，并在同组预埋角钢5的非锚固端焊接一块连接板5.1。

c、下挖土体到安全深度，再将各个预应力空心方桩3的第一端板3.1与节点连接件4的第二端板4.2螺接以拼接装配出桁架式内支撑2，并将桁架式内支撑2的两端的第一端板3.1与固定在压顶梁1上的连接板5.1螺接。所述的安全深度是根据现场环境的各项参数如基坑大小、围护墙的荷载能力、周边环境有无建筑物、土体的物理力学性状的大小综合考虑后计算出的，每个基坑现场的安全深度都不同，故无法量化。总之，就是能在无内支撑2干扰下安全下挖的一段深度。

d、继续下挖到下一层围檩的标高，浇注围檩混凝土并在围檩混凝土中将多组预埋角钢5的一端锚固在围檩混凝土内，并在同组预埋角钢5的非锚固端焊接一块连接板5.1。

e、继续下挖到安全深度，再将各个预应力空心方桩3的第一端板3.1与节点连接件4的第二端板4.2螺接以拼接装配出桁架式内支撑2，并将桁架式内支撑2的两端的第一端板3.1与固定在该层围檩上的连接板5.1螺接。

f、重复步骤d～e，直至下挖到基坑底标高。

Claims (2)

1.一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系，它包括压顶梁(1)、多道不同标高的围檩和水平内支撑(2)，压顶梁(1)和围檩均为现浇钢筋混凝土结构，其特征在于：水平内支撑(2)为由多根预制的预应力空心方桩(3)和节点连接件(4)拼接装配而成的桁架式内支撑(2)，每根预应力空心方桩(3)的两端均固定有一块带螺纹孔的第一端板(3.1)，节点连接件(4)上设有数量与该节点处交汇的预应力空心方桩(3)的数量相同的端头(4.1)，每个端头(4.1)上设有一块带螺纹孔的第二端板(4.2)，压顶梁(1)和围檩上设有一端锚固在混凝土内的多组预埋角钢(5)，每组预埋角钢(5)的非锚固端焊接有一块连接板(5.1)，桁架式内支撑(2)两端的第一端板(3.1)与连接板(5.1)螺接而桁架式内支撑(2)其余的第一端板(3.1)与节点连接件(4)的第二端板(4.2)螺接。

2.一种基坑支护系统的预制装配式内支撑体系的施工方法，其特征在于：其步骤包括：

a、预制好预应力空心方桩(3)和节点连接件(4)，每根预应力空心方桩(3)两端均固定有第一端板(3.1)，节点连接件(4)的每个端头(4.1)上固定有第二端板(4.2)；

b、在围护桩顶浇注一圈压顶梁(1)混凝土并将多组预埋角钢(5)一端锚固在压顶梁(1)混凝土内，并在同组预埋角钢(5)的非锚固端焊接一块连接板(5.1)；

c、下挖土体到安全深度，再将各个预应力空心方桩(3)的第一端板(3.1)与节点连接件(4)的第二端板(4.2)螺接以拼接装配出桁架式内支撑(2)，并将桁架式内支撑(2)的两端的第一端板(3.1)与固定在压顶梁(1)上的连接板(5.1)螺接；

d、继续下挖到下一层围檩的标高，浇注围檩混凝土并在围檩混凝土中将多组预埋角钢(5)的一端锚固在围檩混凝土内，并在同组预埋角钢(5)的非锚固端焊接一块连接板(5.1)；

e、继续下挖到安全深度，再将各个预应力空心方桩(3)的第一端板(3.1)与节点连接件(4)的第二端板(4.2)螺接以拼接装配出桁架式内支撑(2)，并将桁架式内支撑(2)的两端的第一端板(3.1)与固定在该层围檩上的连接板(5.1)螺接；

f、重复步骤d～e，直至下挖到基坑底标高。