CN104631471B - 用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑及其施加方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，包括：两个围护机构，包括多个排桩，排桩竖直并列钻入基坑两侧壁外侧的土地中；多个立柱桩，立柱桩竖直设置；至少一排钢筋混凝土支撑梁，同排的钢筋混凝土支撑梁的两端均固定设置有围檩，围檩均固定在两侧的围护机构；多个为内空囊体的侧胀袋，侧胀袋设置在围檩内位于固定钢筋混凝土支撑梁处，并且侧胀袋的外侧袋壁紧贴围护结构，侧胀袋通过压力路管连接增压装置。本发明还公开了用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑的施工方法。本发明的有益效果在于实现均匀、可靠、简便地对钢筋混凝土支撑施加预应力，提高支撑变形控制能力。

Description

用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑及其施加方法

技术领域

本发明涉及一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑及其施加方法，属于岩土工程技术领域。

背景技术

目前，国内采用的内支撑基坑支护方法主要分为两种：1.钢支撑；2.钢筋混凝土支撑。其中，方法1在支撑材料为钢管或型钢，大多应用于狭长或平面形状简单的基坑，布置形式一般为对撑、角撑、坑内斜撑，可通过支座处的活络头采用千斤顶对支撑施加预应力，还具有工期快(无需养护)、便捷(安装拆除方便)、环保(可回收再利用)的优点；方法2支撑材料为方形截面的现浇钢筋混凝土梁，可应用于各种平面形状和深度的基坑，由于为现浇，布置形式可多种多样，常用有对称、对称桁架、角撑角撑桁架、边桁架、圆环等，难以施加预应力。钢筋混凝土支撑随地下室结构分层换撑需进行分层破除，无法回收再利用。钢筋混凝土支撑具有布置灵活适用性广、刚度和应力水平高、节点可靠可承受复杂应力的优点。目前技术存在如下问题：

1.方法1钢支撑虽方便施加预应力，但节点可靠性不高、刚度和应力水平较低、适用跨度有限、支撑体系受拉性能差的缺点，基坑平面形状复杂，尺寸大，开挖深度很深(如超过20m)时不宜使用。

2.方法2钢筋混凝土支撑虽布置灵活、应力水平高刚度大，但缺点是不可回收、破除麻烦、难以施加预应力，当跨度较大时其受温度影响产生较大内力和一定的收缩变形，从而降低了其变形控制能力。

3.现有对钢筋混凝土支撑施加预应力方法主要为在支撑截面某个点采取型钢托换并设置千斤顶施加预应力，该方法用于单根对撑有效果，但用于钢筋混凝土支撑最常用的桁架式平面布置方式时，由于施加预应力点有限，预应力不均匀，传力效果差，难以发挥作用。此外，该方法还有对支撑截面产生削弱、施工难度大、造价高的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑及其施加方法，实现均匀、可靠、简便地对钢筋混凝土支撑施加预应力，提高支撑变形控制能力，解决钢筋混凝土支撑温度收缩对围护结构变形的影响。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，包括：

两个围护机构，包括多个排桩，上述排桩竖直并列钻入基坑两侧壁外侧的土地中；

多个立柱桩，上述立柱桩竖直设置，位于基坑中并且底部钻入基坑的坑底；

至少一排钢筋混凝土支撑梁，同排的钢筋混凝土支撑梁的两端均固定设置有围檩，上述围檩均固定在两侧的围护机构，其中，位于最高排的钢筋混凝土支撑梁与上述立柱桩的顶部相固定；

多个为内空囊体的侧胀袋，上述侧胀袋设置在围檩内位于固定钢筋混凝土支撑梁处，并且上述侧胀袋的外侧袋壁紧贴围护结构，上述侧胀袋通过压力路管连接增压装置。

进一步地，上述侧胀袋设置有压力接头，上述压力接头与上述增压装置相连接。

进一步地，上述增压装置为液压泵，上述液压泵设置有压力阀。

进一步地，上述围檩内设置有多个靠椅筋，上述靠椅筋包括竖杆、U型杆，上述竖杆位于上述侧胀袋的内侧袋壁处，上述U型杆位于上述侧胀袋的底部并且开口向下。

进一步地，上述围檩内位于上述侧胀袋的内侧袋壁的内侧设置有多个围檩主筋和围檩箍筋，多个围檩主筋和围檩箍筋相互绑扎固定，并且围檩箍筋呈U型并且开口向内。

进一步地，上述侧胀袋为橡胶制或钢制，袋壁厚度2～6mm，中腔厚度5～20mm，宽度200～500mm，长度500～2000mm。

进一步地，上述立柱桩内锚固有钢立柱。

进一步地，相邻排桩之间通过冠梁相连接。

一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑的施工方法，步骤包括：

1)施工基坑侧壁围护结构及基坑内钢立柱、立柱桩；2)施工围护结构冠梁；3)土方开挖至钢筋混凝土支撑梁底标高；4)支模、绑扎钢筋混凝土支撑梁、围檩，同时在围檩内预埋侧胀袋，外侧袋壁紧贴围护结构，内侧袋壁紧贴围檩箍筋并设置围檩主筋，袋体放置在靠椅筋上，靠椅筋与围檩主筋及围檩箍筋绑扎牢固；5)浇筑钢筋混凝土支撑梁混凝土；6)依次向每个侧胀袋充气或充油直至袋内压力达到设计预加压力值；7)开挖至下一层钢筋混凝土支撑梁底标高，并重复4)-6)。

本发明的有益效果：

1、本发明通过在围檩与围护结构间间隔一定间距设置侧胀袋实现对钢筋混凝土支撑施加预应力，解决了钢筋混凝土支撑温度收缩的不利影响，且预应力施加均匀。

2、本发明采用的侧胀袋的侧胀原理可为油压或气压，施加方法简便，造价经济，效果可靠，有利于在城市中大范围推广。

附图说明

图1为本发明用于钢筋混凝土桁架支撑时的结构平面示意图；

图2为图1的A--A剖面示意图；

图3为图2的局部放大及预应力加压系统示意图；

图4为实施例第一工况示意图；

图5为实施例第二工况示意图；

图6为实施例第三工况示意图；

图7为实施例第四工况示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施案1：

用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，包括：

两个围护机构，包括多个排桩1，排桩竖直并列钻入基坑两侧壁外侧的土地中，相邻排桩1之间通过冠梁15相连接；

多个立柱桩14，立柱桩14竖直设置，位于基坑中并且底部钻入基坑的坑底，立柱桩14内锚固有钢立柱13；

两排钢筋混凝土支撑梁2，同排的钢筋混凝土支撑梁2的两端均固定设置有围檩3，围檩3均固定在两侧的围护机构，其中，位于最高排的钢筋混凝土支撑梁2与立柱桩14的顶部相固定；位于最高排的钢筋混凝土支撑梁2必须设置，其他的钢筋混凝土支撑梁2根据情况而定；

多个为内空囊体的侧胀袋4，侧胀袋4设置在围檩3内位于固定钢筋混凝土支撑梁2处，并且侧胀袋4的外侧袋壁紧贴围护结构，侧胀袋4通过压力路9管连接增压装置8。

在本实施案例中，侧胀袋4设置有压力接头10，压力接头10与增压装置8相连接，增压装置8为液压泵，液压泵设置有压力阀11。

围檩3内设置有多个靠椅筋，靠椅筋包括竖杆71、U型杆72，竖杆71位于侧胀袋4的内侧袋壁处，U型杆72位于侧胀袋4的底部并且开口向下。

围檩3内位于侧胀袋4的内侧袋壁的内侧设置有多个围檩主筋5和围檩箍筋6，多个围檩主筋5和围檩箍筋6相互绑扎固定，并且围檩箍筋6呈U型并且开口向内。

侧胀袋4为橡胶制或钢制，袋壁厚度2～6mm，中腔厚度5～20mm，宽度200～500mm，长度500～2000mm。

实施例2：

如图4所示，本例基坑内拟建主体结构为地下两层地下室，基坑开挖深度11.6m，周边紧邻多栋3～6F民房，最近处开挖面距民房仅3.5m，周边环境对基坑变形控制提出了严格要求。基坑支护采用排桩+两层钢筋混凝土桁架支撑。

围护结构采用直径1000mm钻孔灌注桩，按一定间距形成排桩1，参见图4、图1。桩与桩通过冠梁15连接，形成排桩围护结构。立柱桩14采用1000mm直径钻孔灌注桩，钢立柱13采用500mmx500mm钢格构柱，由4根角钢和钢缀板焊接而成。

如图5、图6所示，钢筋混凝土支撑梁2与围护结构之间设置通长的围檩3，传力方式为：基坑侧壁土压力作用在围护结构1上对每根围护桩产生水平力，每根围护桩将水平力传递给通长的围檩3，形成水平线荷载，围檩3将水平线荷载传递给每根钢筋混凝土支撑梁2，转变为支撑梁的轴向荷载。

如图3所示，每隔侧胀袋4顶部有一个压力接头10，与压力管路9的一端机械连接，压力管路9的另一端与压力阀11一端机械连接，压力阀11的另一端与增压装置8机械连接，从而形成加压系统。压力阀11应包含压力表。

1)施工基坑侧壁围护结构及基坑内钢立柱、立柱桩；2)施工围护结构冠梁；3)土方开挖至钢筋混凝土支撑梁底标高；4)支模、绑扎钢筋混凝土支撑梁、围檩，同时在围檩内预埋侧胀袋，外侧袋壁紧贴围护结构，内侧袋壁紧贴围檩箍筋并设置围檩主筋，袋体放置在靠椅筋上，靠椅筋与围檩主筋及围檩箍筋绑扎牢固；5)浇筑钢筋混凝土支撑梁混凝土；6)依次向每个侧胀袋充气或充油直至袋内压力达到设计预加压力值；7)开挖至下一层钢筋混凝土支撑梁底标高，并重复4)-6)。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，包括：

两个围护机构，包括多个排桩，所述排桩竖直并列钻入基坑两侧壁外侧的土地中；

多个立柱桩，所述立柱桩竖直设置，位于基坑中并且底部钻入基坑的坑底；

至少一排钢筋混凝土支撑梁，同排的钢筋混凝土支撑梁的两端均固定设置有围檩，所述围檩均固定在两侧的围护机构，其中，位于最高排的钢筋混凝土支撑梁与所述立柱桩的顶部相固定；

多个为内空囊体的侧胀袋，所述侧胀袋设置在围檩内位于固定钢筋混凝土支撑梁处，并且所述侧胀袋的外侧袋壁紧贴围护结构，所述侧胀袋通过压力路管连接增压装置；

所述围檩内设置有多个靠椅筋，所述靠椅筋包括竖杆、U型杆，所述竖杆位于所述侧胀袋的内侧袋壁处，所述U型杆位于所述侧胀袋的底部并且开口向下。

2.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，所述侧胀袋设置有压力接头，所述压力接头与所述增压装置相连接。

3.根据权利要求2所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，所述增压装置为液压泵，所述液压泵设置有压力阀。

4.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，所述围檩内位于所述侧胀袋的内侧袋壁的内侧设置有多个围檩主筋和围檩箍筋，多个围檩主筋和围檩箍筋相互绑扎固定，并且围檩箍筋呈U型并且开口向内。

5.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，所述侧胀袋为橡胶制或钢制，袋壁厚度2～6mm，中腔厚度5～20mm，宽度200～500mm，长度500～2000mm。

6.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，所述立柱桩内锚固有钢立柱。

7.根据权利要求1所述的用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑，其特征在于，相邻排桩之间通过冠梁相连接。

8.一种用于钢筋混凝土的具有侧胀式预应力的支撑的施工方法，其特征在于，步骤包括：

1)施工基坑侧壁围护结构及基坑内钢立柱、立柱桩；2)施工围护结构冠梁；3)土方开挖至钢筋混凝土支撑梁底标高；4)支模、绑扎钢筋混凝土支撑梁、围檩，同时在围檩内预埋侧胀袋，外侧袋壁紧贴围护结构，内侧袋壁紧贴围檩箍筋并设置围檩主筋，袋体放置在靠椅筋上，靠椅筋与围檩主筋及围檩箍筋绑扎牢固；5)浇筑钢筋混凝土支撑梁混凝土；6)依次向每个侧胀袋充气或充油直至袋内压力达到设计预加压力值；7)开挖至下一层钢筋混凝土支撑梁底标高，并重复4)-6)。