CN104532856A - 一种用于基坑支护的装配式格构单元及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：包括若干个通过连接结构相连的格构单元，所述格构单元包括中间柱和设在中间柱四周侧面上的梁，所述梁呈均匀分布，中间柱上设有锚索孔，并通过锚索孔连接基坑上的锚索锚具，两个所述格构单元之间通过梁端部上的连接结构进行连接。所述连接结构由设在梁端部的固定螺栓和连接板组成，连接板上有与固定螺栓相匹配的通孔。所述用于基坑支护的装配式格构单元能较好地适应硬粘土、泥岩等地层，其支护效果可靠；施工安全快速，无需要大型机械，具有可拆除与回收重复利用的优点；在生产上具有工业化、标准化的特点。本发明可降低能源资源消耗，提高劳动生产效率，促进环境保护。

Description

一种用于基坑支护的装配式格构单元及安装方法

技术领域

本发明涉及岩土工程基坑支护技术领域。

背景技术

随着城市经济的飞速发展，城市的高层、超高层建筑如雨后春笋，越来越多，城市空间已变得越来越拥挤，诸如高层建筑地下室、地铁及轨道交通、地下商场及商业街、人防工事等地下建筑大量兴建，且向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，投入大，施工速度缓慢，基坑开挖与支护的难度越来越大。

目前应用最多的基坑支护形式有：放坡开挖、钢板桩支护、土钉墙支护、柱列式灌注桩排桩支护、地下连续墙支护、内支撑或拉锚支护、冻结法、逆作法、组合型支护等。这些支护形式均为现场浇注混凝土，由于施工场地狭窄，现场浇注混凝土形成强度需要一定的时间，且不易控制质量，同时作为临时支护装置，其造价偏高。

发明内容

本发明的目的在于将装配式格构应用在基坑支护工程上，提供一种对基坑支护安全可靠，施工简单快速，可拆除与重复回收利用的用于基坑支护的装配式格构单元。

本发明的技术方案为：

一种用于基坑支护的装配式格构单元，包括若干个通过连接结构相连的格构单元，所述格构单元包括中间柱和设在中间柱侧面的梁，所述梁呈均匀分布，中间柱上设有锚索孔，并通过锚索孔连接基坑上的锚索锚具，所述连接结构设在梁的端部。所述装配式指该格构单元预先在预制场制作，经运输至施工现场进行安装。

优先地，所述连接结构由设在梁端部的固定螺栓和连接板组成，连接板上有与固定螺栓相匹配的通孔，所述连接件为用带孔洞的钢制连接件，将钢制连接件与梁端部的高强螺栓组合作用，形成连接。

优先地，所述梁的上顶面为斜面结构，斜面结构从中间柱处延伸至梁的端面处。采用斜面结构能减少材料的适用，降低工程造价。

优先地，所述格构单元的梁上设置有若干个起吊点。设置起吊点能方便快捷地对格构单元进行吊装工作，提高工作效率。

优先地，所述锚索孔上设有与之匹配的垫板。设置垫板能够增大锚索与接触面的受力面积，避免应力集中对受力面造成破坏。

进一步地，所述的格构单元的制作方法的步骤如下：

(1)绑扎好与所述格构单元匹配的钢筋笼；

(2)将所述钢筋笼吊入浇筑格构单元用的模板内；

(3)校正浇筑格构单元用的模板；

(4)浇筑混凝土；

(5)拆模。

进一步地，根据上述技术方案，提供所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元的一种安装方法，其步骤如下：

步骤一：开挖深度至所述格构单元的长度的基坑，作为第一层；

步骤二：安装第一层第一个格构单元，将所述格构单元的锚索孔与在基坑上钻好的孔位对准后安装锚索锚具，并且进行预张拉；

步骤三：安装第一层第二个格构单元，将所述格构单元的锚索孔与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将其与步骤二锚固好的第一个格构单元之间相邻的梁进行连接，然后安装其锚索锚具并且进行预张拉；

步骤四：重复步骤三的第一层第二个格构单元安装方法安装与其相邻的第三个格构单元，重复以上格构单元的安装方法，围绕基坑安装完成一排所述格构单元后，对全部的锚索进行二次张拉至设计值，第一层格构单元至此安装结束；

步骤五：继续开挖土体深度至所述格构单元的长度，作为第二层；

步骤六：安装第二层第一个格构单元，将所述格构单元的锚索孔与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将格构单元与步骤二～步骤四中安装的第一层的格构单元之间相邻的梁进行连接，然后安装其锚索锚具并且进行预张拉；

步骤七：安装第二层第二个格构单元，将所述格构单元的锚索孔与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将格构单元与步骤二～步骤四中安装的第一层的格构单元以及步骤六中安装的第二层第一个格构单元之间相邻的梁进行连接，然后安装其锚索锚具并且进行预张拉，

步骤八：重复步骤七的第二层第二个格构单元安装方法安装与其相邻的第三个格构单元，重复以上格构单元的安装方法，围绕基坑安装完成一排所述格构单元后，对全部的锚索进行二次张拉至设计值，第二层格构单元至此安装结束；

步骤九：继续按照上述开挖的顺序和格构单元安装方法进行安装，直到安装至基坑底部。

相比于现有技术，本发明的有益效果如下：

由于目前应用的基坑支护技术中普遍存在施工场地狭窄，现场浇注混凝土形成强度需要一定的时间，且不易控制质量，同时作为临时支护装置，其造价偏高等问题，采取装配式格构单元，可克服现有技术中的不足。

采取装配式格构在保证基坑开挖及地下结构施工过程中的安全和稳定前提下，既能在预制场里规模工业化生产，又因为安装方便可使施工进度加快，显著地提高了工程建设效率。装配式格构具有可拆卸和可重复回收利用的特点，在保证基坑开挖及地下结构施工过程中的安全和稳定前提下，既有效地降低工程建设成本，同时也可以很好地保护环境。

研究探索施工简单快速的一种用于基坑支护的装配式格构单元，使其能较好地适应场地条件，对基坑支护安全可靠，施工简便快速，具有可拆除与重复回收利用的特性；在生产上具有工业化、标准化的特点。本发明能够降低能源资源的消耗，提高劳动生产效率，促进环境保护，具有显著的社会效益以及广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元示意图。

图2为本发明所述的格构单元示意图。

图3为图2中的A-A剖面示意图。

图4为图2中的B-B剖面示意图。

图5为本发明所述的连接板示意图。

图6为本发明所述的垫板示意图。

图7为本发明所述格构单元连接形成装配式格构基坑支护装置的第一层安装示意图。

图8为本发明所述格构单元连接形成装配式格构基坑支护装置的第二层安装示意图。

图9为本发明所述格构单元连接形成装配式格构基坑支护装置的第二层安装示意图。

图10为本发明所述一种用于基坑支护的装配式格构单元锚固基坑的示意图。

其中：1-格构单元，2-中间柱，3-梁，4-锚索孔，5-垫板，6-固定螺栓，7-连接板，8-通孔，9-起吊点，10-锚索自由段，11-锚索锚固段，12-锚索锚具

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

图1-图7显示了一个实施例的一种用于基坑支护的装配式格构单元，包括若干个通过连接结构相连的格构单元1，所述格构单元1包括钢筋混凝土结构的中间柱2和设在中间柱侧面的梁3，所述梁呈均匀分布，中间柱上设有锚索孔4，并通过锚索孔4连接基坑上的锚索锚具；所述连接结构设在梁的端部，各构单元之间的连接结构由设在梁端部的固定螺栓6和连接板7组成，连接板上有与固定螺栓相匹配的通孔8，连接件为用带孔洞的钢制连接件，将钢制连接件与梁端部的固定螺栓组合连接，形成格构单元的连接。固定螺栓6与格构单元1的底面呈垂直关系，并且梁3，格构单元1预先在预制场制作，经运输至施工现场进行安装。所述梁3的上顶面为斜面结构，斜面连接中间柱的上端面和梁的前端面。所述格构单元的梁上设置有若干个起吊点9，所述锚索孔4上设有与之匹配的垫板5。

图7-图8显示现场施工时，格构单元连接形成装配式格构基坑支护装置的安装方法。

按照设计要求，先在预制场中预制好十字型的格构单元1。在施工现场开挖基坑，采用分层分段开挖，开挖深度至一个格构单元1的长度，此层为第一层。将预制场中预制好的格构单元运输至基坑现场，格构单元在现场进行安装，安装方法为分层安装。安装的步骤如下：在第一层按照设计要求钻好锚固用的所有孔位，然后利用吊车吊装格构单元至工作面，先将其中一个格构单元的锚索孔4与孔位对准，放置好格构单元，再安装好锚索锚具12，并且对其进行预张拉。然后再对其旁边的格构单元进行安装，将格构单元的锚索孔4与孔位对准，放置好格构单元，如图7所示连接梁3，再安装好锚索锚具12，并且对其进行预张拉。然后依次按照同样的方法围绕基坑壁安装格构单元，在围绕基坑安装好一排格构单元之后，再对全部的锚索进行二次张拉，并且张拉至设计值，锚索自由段10暂时不能剪掉。第一层用于基坑支护的装配式格构单元至此安装结束。

接下来，继续开挖土体，开挖深度至一个格构单元1的长度，此层称为第二层。开挖完第二层之后，再次进行格构单元的安装。安装的步骤如下：利用吊车吊装格构单元至工作面，先将一个格构单元的锚索孔4与孔位对准，放置好格构单元，如图8所示先与上面对应的格构单元的梁进行连接，再安装好锚索锚具12，并且对其进行预张拉。再安装下一个格构单元，将该格构单元的锚索孔4与孔位对准，放置好格构单元，如图9所示此单元分别与上面对应的格构单元的梁3与旁边相邻格构单元的梁3进行连接，再安装好锚索锚具12，并且对其进行预张拉。然后依次按照同样的方法围绕基坑壁安装格构单元，在围绕基坑安装好一排格构单元之后，再对全部的锚索进行二次张拉，并且张拉至设计值，锚索自由段10暂时不能剪掉。第二层用于基坑支护的装配式格构单元至此安装结束。

然后，继续按照上述开挖的顺序和第二层格构单元的安装方法进行工程建设，直到安装至基坑底部。

上述实施例的描述是方便人们理解和应用本发明。本发明的保护范围不受实施例描述所限制。任何人对本发明做出的改进和修改都应视为本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：包括若干个通过连接结构相连的格构单元(1)，所述格构单元(1)包括中间柱(2)和设在中间柱四周侧面上的四根梁(3)，所述梁(3)呈均匀分布，中间柱(2)上设有锚索孔(4)，并通过锚索孔(4)连接基坑上的锚索锚具(12)，两个所述格构单元(1)之间通过梁(3)端部上的连接结构进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：所述连接结构由设在梁端部的固定螺栓(6)和连接板(7)组成，连接板(7)上有与固定螺栓(6)相匹配的通孔(8)。

3.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：所述梁(3)的上顶面为斜面结构，斜面结构从中间柱处延伸至梁的端面处。

4.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：所述格构单元的梁(3)上设置有若干个起吊点(9)。

5.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：所述锚索孔(4)上设有与之匹配的垫板(5)。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的装一种用于基坑支护的装配式格构单元，其特征在于：所述的格构单元(1)的制作方法的步骤如下：

(1)绑扎好与所述格构单元(1)匹配的钢筋笼；

(2)将所述钢筋笼吊入浇筑格构单元(1)用的模板内；

(3)校正浇筑格构单元(1)用的模板；

(4)浇筑混凝土；

(5)拆模。

7.一种权利要求1所述的一种用于基坑支护的装配式格构单元的安装方法，其特征在于：其步骤如下：

步骤一：开挖深度至所述格构单元(1)的长度的基坑，作为第一层；

步骤二：安装第一层第一个格构单元(1)，将所述格构单元(1)的锚索孔(4)与在基坑上钻好的孔位对准后安装锚索锚具(12)，并且进行预张拉；

步骤三：安装第一层第二个格构单元(1)，将所述格构单元(1)的锚索孔(4)与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将其与步骤二锚固好的第一个格构单元之间相邻的梁(3)进行连接，然后安装其锚索锚具(12)并且进行预张拉；

步骤四：重复步骤三的第一层第二个格构单元(1)安装方法安装与其相邻的第三个格构单元(1)，重复以上格构单元(1)的安装方法，围绕基坑安装完成一排所述格构单元(1)后，对全部的锚索进行二次张拉至设计值，第一层格构单元(1)至此安装结束；

步骤五：继续开挖土体深度至所述格构单元(1)的长度，作为第二层；

步骤六：安装第二层第一个格构单元(1)，将所述格构单元(1)的锚索孔(4)与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将格构单元(1)与步骤二～步骤四中安装的第一层的格构单元(1)之间相邻的梁进行连接，然后安装其锚索锚具(12)并且进行预张拉；

步骤七：安装第二层第二个格构单元(1)，将所述格构单元(1)的锚索孔(4)与在基坑上钻好的孔位对准，用连接结构将格构单元(1)与步骤二～步骤四中安装的第一层的格构单元(1)以及步骤六中安装的第二层第一个格构单元之间相邻的梁(3)进行连接，然后安装其锚索锚具(12)并且进行预张拉；

步骤八：重复步骤七的第二层第二个格构单元(1)安装方法安装与其相邻的第三个格构单元(1)，重复以上格构单元(1)的安装方法，围绕基坑安装完成一排所述格构单元(1)后，对全部的锚索进行二次张拉至设计值，第二层格构单元(1)至此安装结束；

步骤九：继续按照上述开挖的顺序和格构单元(1)安装方法进行安装，直到安装至基坑底部。