CN107747315A - 一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，首先将阻砂器放入钢套壳内；第二步，在12m长的型钢芯表面涂层1mm减摩剂以减少摩擦力；第三步，通过钢套壳内的垫块使型钢定位；第四步，型钢芯安装结束后，向型钢芯与钢套壳之间的间隙里注砂；第五步，向水泥土浆放入整个型钢组件，施工结束后，使砂快速、完全流入底部空腔；第六步，间隙中的砂减少，型钢芯与砂之间的摩擦力减少，利用吊车将型钢芯出回收利用；本发明克服了在SMW工法施工过程中传统施工方法的施工困难、成本高、工期长等缺陷；拔除后不会造成土壤松动，能够保持原有的结构大大降低施工难度。

Description

一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，属于土木工程学科基础施工中SMW工法的技术领域。

背景分析：

在基础工程中水泥土桩SMW工法施工时，为了水泥土在水泥硬化后就形成了具有一定强度和刚度并且连续完整的地下连续墙，需要在水泥土硬化前插入型钢作为应力补强材料。SMW围护基坑能起到止水帷幕和支护结构的双重作用，可广泛应用城市道路下穿隧道的支护体系和城市房屋建筑、道路基坑工程中。在日本SMW工法现有很多的工程的施工，型钢一般是不拔除的，而在我国学者提出型钢拔除的方法，使得型钢在应用中减少很多不必要的浪费。

目前，型钢拔除的方法主要有两种：

一种是利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏型钢周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将工字钢拔除。振动锤施工过程中一定程度上破坏周围的土壤，影响周围结构。水泥土凝固后，此方法实施困难，耗费了人力和机械费用。

另一种如中国发明专利CN201410021017.5公开的，采用专用夹具来夹持型钢和大吨位双千斤顶配合超高压油泵站来顶拔专用夹具，以钢筋混凝土冠梁或特制的钢架为基座，型钢顶部以吊车吊拉配合，使得型钢最后拔出后能顺利起吊，从而实现型钢回收。千斤顶施工运输费用高占据施工空间；型钢需要除锈处理，耗时耗力，周转后利用率降低；并且由于周围水泥土的包裹，型钢难拔除，影响施工工期，增加施工成本。

发明内容：

本发明的第一方面目的是提供一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，具有施工方便、环保、可循环利用的优点。

一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于，所述型钢组件包括型钢芯、钢套壳和阻砂器，型钢芯设置于钢套壳内，钢套壳与型钢芯之间具有间隙，该间隙内填充有砂，阻砂器用于砂的储存或卸载；

使用方法包括如下步骤：

第一步，首先将阻砂器放入钢套壳内；阻砂钢板粘结在弹性气囊上，气嘴通过孔洞凸出在阻砂钢板的上表面；牵拉绳与气嘴连接一体，控制气嘴的开关，阻砂器安装完毕；

第二步，在12m长的型钢芯表面涂层1mm减摩剂以减少摩擦力，利用吊车将型钢芯放入钢套壳内，此时型钢芯底部预留位置与流砂口及底部空腔匹配。

第三步，通过钢套壳内的垫块使型钢定位，避免偏移，型钢芯长于钢套壳0.5m，使型钢芯上的圆孔露出，方便施工结束后型钢芯的拔除；

第四步，型钢芯安装结束后，向型钢芯与钢套壳之间的间隙里注砂，直到填满间隙，砂的最上面进行封盖处理，避免受潮；

第五步，向水泥土浆放入整个型钢组件，施工结束后拉牵拉绳，使气嘴打开释放气体，弹性气囊收缩，带动阻砂钢板沉入底部空腔的底部，此时，间隙中的砂也因自重，通过流砂口流入底部空腔内，施工过程中通过敲打型钢芯，促使砂快速、完全流入底部空腔；

第六步，间隙中的砂减少，型钢芯与砂之间的摩擦力减少，利用吊车将型钢芯出回收利用，此时，型钢已完成其作用，只需向钢套壳内填满砂石或水泥浆即可。

进一步的设置在于：

型钢芯的截面为H型，上部设有圆孔，在型钢芯的下端设有预留位置，在型钢芯的表面涂有减摩剂。

型钢芯上部圆孔直径为10mm，在型钢芯的下端500mm处设有预留位置，在型钢芯的表面涂有一层0.5mm厚的工业凡士林所制的减摩剂。

钢套壳为钢制的套壳，形状与型钢芯相同，钢套壳的长度比型钢芯略小，以使型钢芯上部的圆孔露出于钢套筒，在钢套壳的下部设置有流砂口，阻砂器安装于流砂口处，底部空腔设置于流砂口的下方，用于收纳砂。

在流砂口处设置有定位器，定位器长为25mm、宽与钢套壳的厚度相一致、厚度为4mm，用于卡住阻砂器并起到定位作用，阻止砂因自重通过流砂口而往下流。

钢套壳的腹板高度和厚度、以及翼板的宽度和厚度尺寸，均比型钢芯大5mm；型钢芯长于钢套壳0.5m；在钢套壳的上部1/4位置，四面设置有矩形铁制长为50mm、宽为10mm、厚为4mm的垫块，用于定位型钢芯的位置，防止型钢芯在钢套壳内偏斜。

阻砂器包括弹性气囊，弹性气囊上设有气嘴，气嘴是弹性气囊内气体释放的开关；阻砂钢板设置于弹性气囊的上方，阻砂钢板上设置有孔洞，孔洞尺寸略大于气嘴；牵拉绳与气嘴相适配，通过拉开牵拉绳可以打开气嘴。

弹性气囊加入高压气体之后的尺寸，刚好填满底部空腔的空间。

释放气体后，弹性气囊收缩带动粘结上面的阻砂钢板下沉，从而打开流砂口，使砂从钢套壳与型钢芯之间的间隙流入底部空腔内。

本发明的有益结果如下：

本发明克服了在SMW工法施工过程中传统施工方法的施工困难、成本高、工期长等缺陷。拔除后不会造成土壤松动，能够保持原有的结构大大降低施工难度。有利于加快施工进度，减少劳务和机械的费用。型钢芯回收率高，周转次数高，提高工程的经济效益。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1 是本发明的截面示意图；

图2 是本发明的结构示意图：

图3 是本发明型钢芯的结构示意图；

图4 是本发明钢套壳的结构示意图；

图5 是本发明阻砂器的结构示意图；

图中标号：1-型钢芯，11-圆孔，12-预留位置，13-减摩剂；2-钢套壳，21-垫块，22-定位器，23-流砂口，24-底部空腔；3-阻砂器，31-弹性气囊，32-气嘴，33-牵拉绳，34-阻砂钢板，35-孔洞，4-砂。

具体实施方式：

如图1～图5所示，本实施例的一种型钢组件，包括型钢芯1、钢套壳2和阻砂器3，其中：型钢芯1设置于钢套壳2内，钢套壳2与型钢芯1之间具有间隙，该间隙内填充有砂4，阻砂器3用于砂的储存或卸载。

型钢芯1，本实施例中截面为H型，上部设有圆孔11，圆孔11直径为10mm，施工结束后，吊绳上的吊钩利用型钢芯1的圆孔11，方便进行型钢芯1的起吊；在型钢芯1的下端500mm处设有预留位置12，预留位置12与钢套壳2的底部空腔24相匹配，可以与定位器22配合定位阻砂器3的位置；在型钢芯1的表面涂有一层0.5mm厚的工业凡士林所制的减摩剂13，减少型钢芯1与砂4之间的摩擦力，使型钢芯1更容易拔除。

钢套壳2为钢制的套壳，形状与型钢芯1相同，钢套壳2的腹板高度和厚度、以及翼板的宽度和厚度尺寸，均比型钢芯1大5mm；钢套壳2的长度比型钢芯1略小，以使型钢芯1上部的圆孔11露出于钢套筒2，一般而言，型钢芯1长于钢套壳0.5m。在钢套壳2的上部1/4位置，四面设置有矩形铁制长为50mm、宽为10mm、厚为4mm的垫块21，用于定位型钢芯1的位置，防止型钢芯1在钢套壳2内偏斜，影响整体型钢组件的承受荷载能力；在钢套壳2的下部设置有流砂口23，阻砂器3安装于流砂口23处，在流砂口23处还设置有定位器22，定位器22长为25mm、宽与钢套壳2的厚度相一致、厚度为4mm，用于卡住阻砂器3并起到定位作用，阻止砂4因自重通过流砂口23而往下流，底部空腔24设置于流砂口23的下方，用于收纳砂4。

阻砂器3，包括弹性气囊31，弹性气囊31加入高压气体之后的尺寸，刚好填满底部空腔24的空间；弹性气囊31上设有气嘴32，气嘴32是弹性气囊31内气体释放的开关；阻砂钢板34设置于弹性气囊31的上方，阻砂钢板34上设置有孔洞33，孔洞33尺寸略大于气嘴31；牵拉绳35与气嘴31相适配，通过拉开牵拉绳35可以打开气嘴31，释放气体后，弹性气囊31收缩带动粘结上面的阻砂钢板34下沉，从而打开流砂口23，使砂4从钢套壳2与型钢芯1之间的间隙流入底部空腔24内。

结合图3～图5所示，本实施例的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，包括如下步骤：

第一步，首先将阻砂器3放入钢套壳2内；阻砂钢板33粘结在弹性气囊31上，气嘴32通过孔洞35凸出在阻砂钢板33的上表面；牵拉绳33与气嘴32连接一体，控制气嘴32的开关，阻砂器3安装完毕。

第二步，在12m长的型钢芯1表面涂层1mm减摩剂13以减少摩擦力，利用吊车将型钢芯1放入钢套壳2内，此时型钢芯1底部预留位置12与流砂口23及底部空腔24匹配。

第三步，钢套壳2内的垫块21使型钢1定位，避免偏移，型钢芯1长于钢套壳0.5m，使圆孔11露出地表，方便施工结束后型钢芯1的拔除。

第四步，型钢芯1安装结束后，向型钢芯1与钢套壳2之间的间隙里注砂4，直到填满间隙，砂4的最上面进行封盖处理，避免受潮。

第五步，向水泥土浆放入整个型钢组件，施工结束后拉牵拉绳33，使气嘴32打开释放气体，弹性气囊31收缩，带动阻砂钢板33沉入底部空腔24的底部，此时，间隙中的砂4也因自重，通过流砂口23流入底部空腔24内，施工过程中可适当敲打型钢芯1，促使砂4快速、完全流入底部空腔24。

第六步，间隙中的砂4减少，型钢芯1与砂4之间的摩擦力减少，利用吊车将型钢芯1出回收利用。此时，型钢已完成其作用，只需向钢套壳2内填满砂石或水泥浆即可。

本发明克服了在SMW工法施工过程中传统施工方法的施工困难、成本高、工期长等缺陷。拔除后不会造成土壤松动，能够保持原有的结构大大降低施工难度。有利于加快施工进度，减少劳务和机械的费用。型钢芯回收率高，周转次数高，提高工程的经济效益。

Claims (9)

1.一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于，所述型钢组件包括型钢芯、钢套壳和阻砂器，型钢芯设置于钢套壳内，钢套壳与型钢芯之间具有间隙，该间隙内填充有砂，阻砂器用于砂的储存或卸载；

使用方法包括如下步骤：

第一步，首先将阻砂器放入钢套壳内；阻砂钢板粘结在弹性气囊上，气嘴通过孔洞凸出在阻砂钢板的上表面；牵拉绳与气嘴连接一体，控制气嘴的开关，阻砂器安装完毕；

第二步，在12m长的型钢芯表面涂层1mm减摩剂以减少摩擦力，利用吊车将型钢芯放入钢套壳内，此时型钢芯底部预留位置与流砂口及底部空腔匹配；

第三步，通过钢套壳内的垫块使型钢定位，避免偏移，型钢芯长于钢套壳0.5m，使型钢芯上的圆孔露出，方便施工结束后型钢芯的拔除；

第四步，型钢芯安装结束后，向型钢芯与钢套壳之间的间隙里注砂，直到填满间隙，砂的最上面进行封盖处理，避免受潮；

第五步，向水泥土浆放入整个型钢组件，施工结束后拉牵拉绳，使气嘴打开释放气体，弹性气囊收缩，带动阻砂钢板沉入底部空腔的底部，此时，间隙中的砂也因自重，通过流砂口流入底部空腔内，施工过程中通过敲打型钢芯，促使砂快速、完全流入底部空腔；

第六步，间隙中的砂减少，型钢芯与砂之间的摩擦力减少，利用吊车将型钢芯出回收利用，此时，型钢已完成其作用，只需向钢套壳内填满砂石或水泥浆即可。

2.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：型钢芯的截面为H型，上部设有圆孔，在型钢芯的下端设有预留位置，在型钢芯的表面涂有减摩剂。

3.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：型钢芯上部圆孔直径为10mm，在型钢芯的下端500mm处设有预留位置，在型钢芯的表面涂有一层0.5mm厚的工业凡士林所制的减摩剂。

4.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：钢套壳为钢制的套壳，形状与型钢芯相同，钢套壳的长度比型钢芯略小，以使型钢芯上部的圆孔露出于钢套筒，在钢套壳的下部设置有流砂口，阻砂器安装于流砂口处，底部空腔设置于流砂口的下方，用于收纳砂。

5.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：在流砂口处设置有定位器，定位器长为25mm、宽与钢套壳的厚度相一致、厚度为4mm，用于卡住阻砂器并起到定位作用，阻止砂因自重通过流砂口而往下流。

6.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：钢套壳的腹板高度和厚度、以及翼板的宽度和厚度尺寸，均比型钢芯大5mm；型钢芯长于钢套壳0.5m；在钢套壳的上部1/4位置，四面设置有矩形铁制长为50mm、宽为10mm、厚为4mm的垫块，用于定位型钢芯的位置，防止型钢芯在钢套壳内偏斜。

7.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：阻砂器包括弹性气囊，弹性气囊上设有气嘴，气嘴是弹性气囊内气体释放的开关；阻砂钢板设置于弹性气囊的上方，阻砂钢板上设置有孔洞，孔洞尺寸略大于气嘴；牵拉绳与气嘴相适配，通过拉开牵拉绳可以打开气嘴。

8.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：弹性气囊加入高压气体之后的尺寸，刚好填满底部空腔的空间。

9.根据权利要求1所述的一种用于基坑支护的型钢组件的循环使用方法，其特征在于：释放气体后，弹性气囊收缩带动粘结上面的阻砂钢板下沉，从而打开流砂口，使砂从钢套壳与型钢芯之间的间隙流入底部空腔内。