CN105756070A - 一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，包括支护桩、冠梁、防护栏杆和排水沟，所述支护桩的顶部设有多段拼装的冠梁，所述冠梁的顶部设有防护栏，所述冠梁外侧设有多段拼装的基坑顶部排水沟，所述冠梁内侧的基坑内设有多段拼装的基坑底部排水沟。该结构体系的主要构件均实现工厂化制作，并通过现场机械化装配取代传统的支模与浇筑，与传统现浇支护结构相比，具有结构质量易于保证，现场组装方便快捷，可显著减少现场作业人员和机械设备，伴随部分结构的回收使用，可有效减少建筑垃圾，具有较好的经济环境效益，有利于我国建筑工业化的发展。

Description

一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系

技术领域

本发明涉及一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系。

背景技术

通常情况下，基坑支护结构视为临时性支护措，其主要构件往往只在短期内发挥作用，地下工程施工结束后就被遗弃施，造成资源浪费和环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，该结构体系的主要构件均实现工厂化制作，并通过现场机械化装配取代传统的支模与浇筑，与传统现浇支护结构相比，具有结构质量易于保证，现场组装方便快捷，可显著减少现场作业人员和机械设备，伴随部分结构的回收使用，可有效减少建筑垃圾，具有较好的经济环境效益，有利于我国建筑工业化的发展。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，包括支护桩、冠梁、防护栏杆和排水沟，所述支护桩的顶部设有多段拼装的冠梁，所述冠梁的顶部设有防护栏，所述冠梁外侧设有多段拼装的基坑顶部排水沟，所述冠梁内侧的基坑内设有多段拼装的基坑底部排水沟。

所述冠梁为混凝土预制构件，一端设有凹槽，另一端设有与所述凹槽相互配合的凸起，所述冠梁的顶面设有防护栏安装孔，底面设有支护桩安装孔，将冠梁底部的支护桩安装孔套装在支护桩上，相邻两个冠梁预制构件通过凹槽和凸起相互卡合完成拼接，安装过程中需控制支护桩定位准确，减少管桩定位误差，防止管桩与冠梁底面的支护桩安装口错位。

所述冠梁两侧的端部设有用于连接相邻冠梁的钢板预埋件，所述钢板预埋件上设有固定孔，拼接完成后的冠梁通过螺栓对相邻的冠梁进行二次固定，使冠梁更加稳固。

所述支护桩安装孔直径与支护桩相对应且深度不大于冠梁厚度的2/3，根据支护桩的直径选择合适的支护桩安装孔深度，既要保证冠梁与支护桩之间的连接强度，又要保证冠梁上的支护桩安装孔不受破坏。

所述基坑顶部排水沟和基坑底部排水沟横截面为U型槽状，将排水沟的横截面设置成U型槽状，结构简单便于制作，同时便于后期清理维护。

所述基坑顶部排水沟靠近冠梁一侧的槽壁高于另一侧的槽壁，以代替传统意义上的挡水墙，减少了施工程序，降低了成本，所述基坑底部排水沟的两个槽壁高度相等，相邻两个排水沟预制件之间的连接处缝隙采用砂浆抹平止水，防止渗漏。

所述防护栏由底部带有螺纹的栏杆立柱和横向栏杆构成，所述栏杆立柱为底部带有螺纹的钢管，装配时将底部带有螺纹的钢管拧入冠梁顶面上的防护栏安装孔，使其固定，然后使用横向护栏连接。

所述防护栏高度不低于1100mm。

一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1)：预制构件的工厂化制作；

步骤2)：施做基坑支护结构，支护结构采用预应力管桩支护；

步骤3)：拼接安装管桩顶部冠梁、排水沟和防护栏；

步骤4)：装配构件的防水处理；

步骤5)：基坑开挖，施做基坑底部垫层，安装基坑底部排水沟；

步骤6)：工程结束后回收预制构件。

其中，步骤1)中的预制构件包括预应力管桩、冠梁和排水沟，通过工厂化制作和现场装配形成整体，各预制构件根据支护结构要求进行尺寸设计，相互匹配；

步骤2)中预应力管桩的施工方式为机械打入，打入过程在桩孔两侧设置支护桩定位模具进行固定桩位，定位模具由型钢制作而成，可减小管桩施工的定位误差，管桩顶端通过冠梁连接；

步骤3)中冠梁预制段的两端分别做成凸起和凹槽状，相邻的冠梁与冠梁之间通过凸起和凹槽相互啮合拼接，在所述冠梁两端凸起和凹槽啮合位置均设有钢板预埋件，并通过螺栓进行加固，然后连接处的缝隙使用砂浆抹平止水；基坑顶部排水沟截面为U型槽状，相邻段之间相互拼接，接触缝隙采用砂浆抹平止水；所述基坑顶部排水沟靠近冠梁一侧高出自然地面以代替传统意义上的挡水墙，排水沟与冠梁之间相互拼接，接触缝隙采用砂浆抹平止水；所述防护栏杆为下部带有螺纹的钢管，通过拧入冠梁上端预留孔进行固定，栏杆顶部距地面不低于1100mm；

步骤4)中对装配构件的拼接部位进行防水处理，主要包括预制冠梁和排水沟相互之间的连接位置，接触缝隙采用砂浆抹平止水；

步骤5)中所述基坑底部排水沟截面为U型槽状，相邻段之间相互啮合拼接，拼接缝隙采用砂浆抹平止水；

步骤6)中在基坑工程施工结束后，可对所述预应力管桩、冠梁、排水沟和防护栏杆等预制构件进行回收再次利用。

本发明的有益效果为：

本发明中，基坑支护结构的预应力管桩、冠梁、排水沟、防护栏杆等主要构件均为工厂预制，各构件之间通过预留槽和钢板预埋件进行机械化装配连接，通过装配化施工取代传统的现场支模浇筑，相比于现浇混凝土支护结构，基于预制桩的装配式基坑支护结构体系的主要构件均实现工厂化制作，结构质量易于保证，现场组装方便快捷，可显著减少现场作业人员和机械设备，伴随部分结构的回收使用，可有效减少建筑垃圾，具有较好的经济环境效益，有利于我国建筑工业化的发展。

附图说明

图1是本发明专利的整体结构体系示意图。

图2是本发明专利的正面视图。

图3是本发明专利中桩与冠梁装配位置的水平剖面图。

图4是本发明专利中桩与冠梁装配位置的竖向剖面图。

图5-a是本发明专利的预制冠梁构件正面详图。

图5-b是本发明专利的预制冠梁构件背面详图。

图6-a是本发明专利的基坑顶部排水沟预制构件详图。

图6-b是本发明专利的基坑底部排水沟预制构件详图。

图7是本发明专利的栏杆立柱详图。

图8是本发明专利的支护桩定位模具示意图。

图中各个标号含义：1、预应力管桩，2、冠梁，3、基坑顶部排水沟，4、基坑底部排水沟，5、防护栏，6、钢板预埋件，7、凸起，8、凹槽，9、防护栏安装孔，10、栏杆立柱，11、支护桩定位模具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1和图2所示，一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，包括支护桩、冠梁2、防护栏5和排水沟，所述支护桩采用预应力管桩1，图3所示，所述支护桩的顶部设有多段拼装的冠梁2，所述冠梁2的顶部设有防护栏5，所述冠梁2外侧设有多段拼装的基坑顶部排水沟3，所述冠梁2内侧的基坑内设有多段拼装的基坑底部排水沟3，基坑顶部排水沟3和基坑底部排水沟3均为预制构件。

图5-a和图5-b所示，所述冠梁2为混凝土预制构件，一端设有凹槽8，另一端设有与所述凹槽8相互配合的凸起7，所述冠梁2的顶面设有防护栏5安装孔9，底面设有支护桩安装孔，将冠梁2底部的支护桩安装孔套装在支护桩上，相邻两个冠梁2预制构件通过凹槽8和凸起7相互卡合完成拼接，安装过程中需控制支护桩定位准确，减少管桩定位误差，防止管桩与冠梁2底面的支护桩安装口错位。

所述冠梁2两侧的端部设有用于连接相邻冠梁2的钢板预埋件6，所述钢板预埋件6上设有固定孔，拼接完成后的冠梁2通过螺栓对相邻的冠梁2进行二次固定，使冠梁2更加稳固。

图4所示，所述支护桩安装孔直径与支护桩相对应且深度不大于冠梁2厚度的2/3，根据支护桩的直径选择合适的支护桩安装孔深度，既要保证冠梁2与支护桩之间的连接强度，又要保证冠梁2上的支护桩安装孔不受破坏。

图6-a和6-b所示，所述基坑顶部排水沟3和基坑底部排水沟3横截面为U型槽状，结构简单便于制作，同时便于后期清理维护。

所述基坑顶部排水沟3靠近冠梁2一侧的槽壁高于另一侧的槽壁，以代替传统意义上的挡水墙，减少了施工程序，降低了成本，所述基坑底部排水沟3的两个槽壁高度相等，相邻两个排水沟预制件之间的连接处缝隙采用砂浆抹平止水，防止渗漏。

图7所示，所述防护栏5由底部带有螺纹的栏杆立柱10和横向栏杆构成，所述栏杆立柱10为底部带有螺纹的钢管，装配时将底部带有螺纹的钢管拧入冠梁2顶面上的防护栏安装孔9，使其固定，然后使用横向栏杆连接。

所述防护栏5高度不低于1100mm。

一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系的施工方法，包括以下步骤：

步骤1)：预制构件的工厂化制作；

步骤2)：施做基坑支护结构，支护结构采用预应力管桩1支护；

步骤3)：拼接安装管桩顶部冠梁2、排水沟和防护栏5；

步骤4)：装配构件的防水处理；

步骤5)：基坑开挖，施做基坑底部垫层，安装基坑底部排水沟3；

步骤6)：工程结束后回收预制构件。

其中，步骤1)中的预制构件包括预应力管桩1、冠梁2和排水沟，通过工厂化制作和现场装配形成整体，各预制构件根据支护结构要求进行尺寸设计，相互匹配；

步骤2)中预应力管桩1的施工方式为机械打入，图8所示，打入过程在桩孔两侧设置支护桩定位模具11进行固定桩位，定位模具由型钢制作而成，可减小管桩施工的定位误差，管桩顶端通过冠梁2连接；

步骤3)中冠梁2预制段的两端分别做成凸起7和凹槽8状，相邻的冠梁2与冠梁2之间通过凸起7和凹槽8相互啮合拼接，在所述冠梁2两端凸起7和凹槽8啮合位置均设有钢板预埋件6，并通过螺栓进行加固，然后连接处的缝隙使用砂浆抹平止水；基坑顶部排水沟3截面为U型槽状，相邻段之间相互拼接，接触缝隙采用砂浆抹平止水；所述基坑顶部排水沟3靠近冠梁2一侧高出自然地面以代替传统意义上的挡水墙，排水沟与冠梁2之间相互拼接，接触缝隙采用砂浆抹平止水；所述防护栏5为下部带有螺纹的钢管，通过拧入冠梁2上端预留孔进行固定，栏杆顶部距地面不低于1100mm；

步骤4)中对装配构件的拼接部位进行防水处理，主要包括预制冠梁2和基坑顶部排水沟3相互之间的连接位置，接触缝隙采用砂浆抹平止水；

步骤5)中所述基坑底部排水沟3截面为U型槽状，相邻段之间相互啮合拼接，拼接缝隙采用砂浆抹平止水；

步骤6)中在基坑工程施工结束后，可对所述预应力管桩1、冠梁2、排水沟和防护栏5等预制构件进行回收再次利用。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：包括支护桩、冠梁、防护栏杆和排水沟，所述支护桩的顶部设有多段拼装的冠梁，所述冠梁的顶部设有防护栏，所述冠梁外侧设有多段拼装的基坑顶部排水沟，所述冠梁内侧的基坑内设有多段拼装的基坑底部排水沟。

2.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述冠梁为混凝土预制构件，一端设有凹槽，另一端设有与所述凹槽相互配合的凸起，所述冠梁的顶面设有防护栏安装孔，底面设有支护桩安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述冠梁两侧的端部设有用于连接相邻冠梁的钢板预埋件，所述钢板预埋件上设有固定孔。

4.根据权利要求2所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述支护桩安装孔直径与支护桩相对应且深度不大于冠梁厚度的2/3。

5.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述基坑顶部排水沟和基坑底部排水沟横截面为U型槽状。

6.根据权利要求5所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述基坑顶部排水沟靠近冠梁一侧的槽壁高于另一侧的槽壁。

7.根据权利要求5所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述基坑底部排水沟的两个槽壁高度相等。

8.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述防护栏由底部带有螺纹的栏杆立柱和横向栏杆构成，所述栏杆立柱为底部带有螺纹的钢管。

9.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系，其特征在于：所述防护栏高度不低于1100mm。

10.如权利要求1所述一种基于预制构件的装配式基坑支护结构体系的施工方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1)：预制构件的工厂化制作；

步骤2)：施做基坑支护结构，支护结构采用预应力管桩支护；

步骤3)：拼接安装管桩顶部冠梁、排水沟和防护栏；

步骤4)：装配构件的防水处理；

步骤5)：基坑开挖，施做基坑底部垫层，安装基坑底部排水沟；

步骤6)：工程结束后回收预制构件。