CN109736295B - 一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地下工程结构领域，公开了一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法，该支撑体系包括地下连续墙和地上结构的钢骨柱；地下连续墙包括分段式主承载墙体；相邻两段主承载墙体之间对应插入一个钢骨柱，钢骨柱至少相对的两侧壁上分别设置有多个抗剪栓钉，多个抗剪栓钉分别锚入相邻两段主承载墙体的混凝土内，以连接相邻两段主承载墙体。本发明提供的一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法，能够有效利用地下连续墙兼做上部结构的基础使用，充分发挥地下连续墙的竖向承载能力，节省了桩基础的施工成本，同时采用钢骨柱替代地下连续墙的接头钢板，能够节省施工材料及工程造价，施工方便，工期短，保证工程的经济性及可靠性。

Description

一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下结构工程领域，特别是涉及一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法。

背景技术

地下连续墙是远方基础工程在地面上采用一种挖槽机械，沿着深开挖工程的周边轴线，在泥浆护壁条件下开挖出一条狭长的深槽，清槽后，在槽内吊放钢筋笼，然后用导管法灌筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道连续的钢筋混凝土墙壁，作为地下截水、防渗、承重、挡水结构。

经过几十年的发展，地下连续墙的技术已较成熟，目前地下连续墙多采用“两墙合一”的逆作法设计、施工工程。“两墙合一”，即在基坑工程施工阶段地下连续墙作为围护结构，起到挡土和止水的目的；在结构永久使用阶段作为主体地下室结构外墙，通过设置与主体地下结构内部水平梁板构件的有效连接，不再另外设置地下结构外墙。两墙合一作为一种集挡土、止水、防渗和地下室结构外墙于一体的围护结构型式具有十分显著的技术和经济效果，可极大地节省工期，降低投资成本，尤其是在闹市区，不仅可缩短施工工期，还可快速修复路面，降低对基坑周边环境的影响。

然而，传统“两墙合一”的逆作法工程也有其不足之处，首先对于一柱一桩后插法施工，桩钻孔精度和立柱精度要求较高，施工质量难以保证，其次在围护结构上方需要设置结构柱，当采用顺作法时还需要临时格构柱，此时需额外单独为结构柱或临时格构柱设置基础，不能有效利用地下连续墙的承载力，施工较复杂，工程周期长，成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决现有技术中传统的地下连续墙两墙合一的工程中需要为钢骨柱额外设置基础而造成施工复杂、工程周期长、成本高的技术问题，提供一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法。

(二)技术方案

针对现有技术中存在的技术问题，第一方面，本发明提供一种建筑结构竖向支撑体系，包括：地下连续墙和地上结构的钢骨柱；所述地下连续墙包括分段式主承载墙体，每段主承载墙体由地下连续墙钢筋笼浇筑混凝土形成；相邻两段主承载墙体之间对应插入一个钢骨柱，所述钢骨柱至少相对的两侧壁上分别设置有多个抗剪栓钉，多个所述抗剪栓钉分别锚入相邻两段主承载墙体的混凝土内，以连接相邻两段主承载墙体。

进一步地，还包括：十字钢板；所述十字钢板设置在所述钢骨柱的底部，并与相邻两段主承载墙体的地下连续墙钢筋笼通过混凝土浇筑于一体；所述钢骨柱包括上部分和下部分，所述下部分嵌入所述十字钢板内，多个所述抗剪栓钉设置在所述上部分。

进一步地，所述十字钢板的顶部设有与所述钢骨柱的下部分配合插接的插槽。

进一步地，所述钢骨柱插入相邻两段所述主承载墙体的深度为4-5m。

进一步地，所述钢骨柱嵌入所述十字钢板内的下部分深度为1-1.5m。

进一步地，多个所述抗剪栓钉在所述钢骨柱的侧壁上呈多排间隔分布，且每排由至少5-10个抗剪栓钉组成。

进一步地，多个所述抗剪栓钉在所述钢骨柱的侧壁上呈多排间隔分布，且每排由至少5-10个抗剪栓钉组成。

第二方面，本发明还提供一种建筑结构竖向支撑体系的施工方法，基于上述所述的建筑结构竖向支撑体系，该施工方法包括：

预制多段地下连续墙钢筋笼；

预制钢骨柱，并在钢骨柱至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉；

每相邻两段地下连续墙钢筋笼之间分别插入一个带有抗剪栓钉的钢骨柱，并一起起吊至地下基坑内；

通过混凝土将每段地下连续墙钢筋笼浇筑形成主承载墙体，并将钢骨柱上的多个抗剪栓钉分别浇筑锚入在相邻两段所述主承载墙体内，连续浇筑混凝土使多段主承载墙体浇筑一体形成地下连续墙。

进一步地，在所述每相邻两段地下连续墙钢筋笼之间分别插入一个带有抗剪栓钉的钢骨柱之前，还包括：预制十字钢板，在所述十字钢板的顶部中轴线处开设与钢骨柱尺寸大小相适配的插槽，将预制的钢骨柱下部分插入所述插槽内，预制的钢骨柱上部分至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉。

进一步地，所述通过混凝土将每段地下连续墙钢筋笼浇筑形成主承载墙体还包括：通过混凝土将十字钢板、钢骨柱下部分与相邻两段主承载墙体浇筑于一体。

(三)有益效果

本发明提供的一种建筑结构竖向支撑体系及其施工方法，地上结构的钢骨柱通过抗剪栓钉与地下连续墙结合，有效利用地下连续墙兼做上部结构的基础使用，充分发挥地下连续墙的竖向承载能力，节省了桩基础的施工成本，同时地下连续墙的多幅段主承载墙体通过钢骨柱连接，采用钢骨柱替代地下连续墙的接头钢板，能够节省施工材料及工程造价，施工方便，工期短，保证工程的经济性及可靠性。

附图说明

图1为本发明建筑结构竖向支撑体系一实施例的结构示意图；

图2为本发明建筑结构竖向支撑体系一实施例的主视结构示意图；

图3为本发明钢骨柱深入地下连续墙内一实施例的结构示意图。

其中：

1：地下连续墙； 2：钢骨柱； 3：抗剪栓钉；

4：十字钢板； 41：插槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1给出了本发明建筑结构竖向支撑体系一实施例的结构示意图；图2给出了建筑结构竖向支撑体系一实施例的主视结构示意图。如图1和图2所示，该支撑体系包括：地下连续墙1和地上结构的钢骨柱2。其中：

地下连续墙1包括分段式主承载墙体，每段主承载墙体由地下连续墙钢筋笼浇筑混凝土形成。地下连续墙1可采用“两墙合一”地下连续墙，作为一种集挡土、止水、防渗和地下室结构外墙于一体的围护结构型式，既可以作为基坑工程中的围护结构，起到挡土和止水的目的，还可作为主体地下室结构外墙，通过设置与主体地下结构内部水平梁板构件的有效连接，不再另外设置地下结构外墙。

钢骨柱2可采用十字型钢筋混凝土柱、圆柱形钢筋混凝土柱或格构型钢柱，主要承担上部结构的竖向承重作用，可作临时施工荷载或永久荷载。钢骨柱2仅部分结构插入地下连续墙1内，其插入相邻两段主承载墙体的深度优选为4-5m。

抗剪栓钉3是一种高强度刚度连接的紧固件，其主要设置在钢骨柱2插入地下连续墙1内的部分，由于钢骨柱2主要起到连接相邻两幅段主承载墙体的作用，在钢骨柱2至少相对的两侧外侧壁上设置多个抗剪栓钉3，多个抗剪栓钉3分别锚入在相邻两幅段主承载墙体的混凝土内，以连接相邻两段主承载墙体，可进一步通过浇筑混凝土将钢骨柱2与相邻两幅段主承载墙体浇筑于一体，形成牢固可靠的墙体。

抗剪栓钉3锚入在地下连续墙1的混凝土内，主要起到传递柱脚剪力的作用，同时可有效增加钢骨混凝土柱与连续墙之间的粘结力和锚固强度，能够保证钢骨柱2的上部荷载、内力有效传递至地下连续墙1，保证钢骨柱2截面与连续墙混凝土接触面局部承压满足规范要求。优选在钢骨柱2由上至下设置多排抗剪栓钉3，且每排由至少5-10个抗剪栓钉3组成，以均匀传递抗剪力。

在施工过程中，地下连续墙1通常采用多幅段连续施工的形式，通过将地下连续墙钢筋笼吊放入施工工程的基坑内浇筑混凝土形成一段主承载墙体，传统相邻两幅段的主承载墙体之间通过接头钢板连接再浇筑混凝土锚固，而本申请将地上结构的钢骨柱2替代传统的接头钢板，通过钢骨柱2连接相邻两幅段的主承载墙体，一方面，地上结构可以有效利用地下连续墙作为钢骨柱2基础，充分发挥地下连续墙1的竖向承载能力，节省了桩基础的施工成本，另一方面，节省了地下连续墙施工过程多幅段之间的连接材料，降低了工程造价，施工方便，工期短，保证工程的经济性及可靠性。

图3给出了钢骨柱深入地下连续墙内一实施例的结构示意图。如图3所示，该地下连续墙1包括分段式主承载墙体，钢骨柱2插入在相邻两幅段墙体之间，钢骨柱2上的多个抗剪栓钉3分别锚入相邻两幅段墙体内。钢骨柱2均从地下连续墙1的分幅处插入，根据建筑柱跨调整地下连续墙1接缝位置，保证地下连续墙1接缝和柱位保持一致。

在上述实施例的基础上，本实施例中，该支撑体系还包括：十字钢板4；该十字钢板4设置在钢骨柱2的底部，具体地，可在十字钢板4的顶部设置与钢骨柱2的底部配合插接的插槽41，优选插槽41处于十字钢板4的中轴线上，使钢骨柱2的下部分嵌入十字钢板4内。同样地，每相邻两段主承载墙体之间对应设置一个十字钢板4，十字钢板4与相邻两段主承载墙体的地下连续墙钢筋笼通过混凝土浇筑于一体。钢骨柱2包括上部分和下部分，钢骨柱2的下部分嵌入十字钢板4内，焊接固定或通过混凝土浇筑锚固，多个抗剪栓钉3设置在钢骨柱2的上部分。其中，钢骨柱2嵌入十字钢板4内的下部分深度优选为1-1.5m，十字钢板4的底部可延伸深入基坑底部使其更牢固稳定。

十字钢板4与相邻两段主承载墙体的地下连续墙钢筋笼通过混凝土浇筑于一体，与地下连续墙体1形成嵌固咬和作用，能够承受地下连续墙1垂直接缝上的剪力，与地下连续墙1形成整体共同承担上部结构的竖向荷载，协调多幅段的不均匀沉降，保证工程的安全、合理及可靠性，同时十字钢板4还具备较好的止水性能。

本发明还提供了一种建筑结构竖向支撑体系的施工方法，该施工方法是基于上述所述的建筑结构竖向支撑体系，该建筑结构竖向支撑体系如上所述，在此不再赘述，施工方法具体包括：

(1)预制多段地下连续墙钢筋笼；

(2)预制钢骨柱2，并在钢骨柱2至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉3；此时还可同时预制十字钢板4，在十字钢板4的顶部中轴线处开设与钢骨柱尺寸大小相适配的插槽41，将预制的钢骨柱2下部分插入该插槽41内，预制的钢骨柱2上部分至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉3；

(3)每相邻两段地下连续墙钢筋笼之间分别插入一个带有抗剪栓钉的钢骨柱2，并连带钢骨柱2底部的十字钢板4一起起吊至地下基坑内；

(4)通过混凝土将每段地下连续墙钢筋笼浇筑形成主承载墙体，同时通过混凝土将十字钢板4、钢骨柱2下部分与相邻两段主承载墙体浇筑于一体，并将钢骨柱2上的多个抗剪栓钉3分别浇筑锚入在相邻两段主承载墙体内，连续浇筑混凝土使多段主承载墙体浇筑一体形成地下连续墙1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，包括：地下连续墙和地上结构的钢骨柱；

所述地下连续墙包括分段式主承载墙体，每段主承载墙体由地下连续墙钢筋笼浇筑混凝土形成；

相邻两段主承载墙体之间对应插入一个钢骨柱，所述钢骨柱至少相对的两侧壁上分别设置有多个抗剪栓钉，多个所述抗剪栓钉分别锚入相邻两段主承载墙体的混凝土内，以连接相邻两段主承载墙体；

十字钢板，所述十字钢板设置在所述钢骨柱的底部，并与相邻两段主承载墙体的地下连续墙钢筋笼通过混凝土浇筑于一体；所述钢骨柱包括上部分和下部分，所述下部分嵌入所述十字钢板内，多个所述抗剪栓钉设置在所述上部分；所述十字钢板的底部延伸深入基坑底部；

所述建筑结构竖向支撑体系的施工方法包括：

预制多段地下连续墙钢筋笼；

预制钢骨柱，并在钢骨柱至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉；

预制十字钢板，在所述十字钢板的顶部中轴线处开设与钢骨柱尺寸大小相适配的插槽，将预制的钢骨柱下部分插入所述插槽内，预制的钢骨柱上部分至少相对的两侧壁上分别设置多个抗剪栓钉；

每相邻两段地下连续墙钢筋笼之间分别插入一个带有抗剪栓钉的钢骨柱，并一起起吊至地下基坑内；

通过混凝土将每段地下连续墙钢筋笼浇筑形成主承载墙体，并将钢骨柱上的多个抗剪栓钉分别浇筑锚入在相邻两段所述主承载墙体内，连续浇筑混凝土使多段主承载墙体浇筑一体形成地下连续墙。

2.根据权利要求1所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，所述十字钢板的顶部设有与所述钢骨柱的下部分配合插接的插槽。

3.根据权利要求1所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，所述钢骨柱插入相邻两段所述主承载墙体的深度为4-5m。

4.根据权利要求3所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，所述钢骨柱嵌入所述十字钢板内的下部分深度为1-1.5m。

5.根据权利要求1所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，多个所述抗剪栓钉在所述钢骨柱的侧壁上呈多排间隔分布，且每排由至少5-10个抗剪栓钉组成。

6.根据权利要求1所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，所述钢骨柱为十字型钢筋混凝土柱、圆柱形钢筋混凝土柱或格构型钢柱。

7.根据权利要求1所述的建筑结构竖向支撑体系，其特征在于，所述通过混凝土将每段地下连续墙钢筋笼浇筑形成主承载墙体还包括：

通过混凝土将十字钢板、钢骨柱下部分与相邻两段主承载墙体浇筑于一体。