CN111648379A - 组合板撑支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装配整体式组合板撑支撑结构体系，是在基坑工程中，将一组板撑组件组装整合成水平方向的混凝土支撑，部分替代基坑支护的现浇混凝土支撑，板撑组件是预制的板状的预应力混凝土构件，可以安装拆卸重复利用，完成基坑支护功能后还可以临时或永久性用于围墙，并最终永久性地用于基坑支护的坑底平撑、建筑物内外墙、场地和道路的铺装、道沿石，以及组装成水槽作为水沟使用，极大减少材料成本。本发明公开的技术，降低成本、减少工期、方便施工、节能环保、提升质量、减少现场人工作业，具有显著的经济效益和社会效益，应用前景广阔。

Description

组合板撑支撑结构

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，特别涉及基坑工程技术领域，具体是组合板撑支撑结构。

背景技术

基坑支护(或称基坑围护)作为临时性的工程措施，却在建设成本中占据重要的一部分，尤其在软土地区，基坑支护的成本更高。当基坑围护桩墙采用悬臂型式无法满足安全和环境保护的要求时，常对围护桩墙增加水平向支点以减少围护桩墙的弯矩、剪力并提供支护结构的抗倾覆能力。支点形式一般是锚杆或内撑，锚杆作为支护支点的一种形式，由于永久留置于土体中，对周边地下空间形成不利的影响，因此近年来多被禁止出建筑红线而使用受限。

内撑常采用钢支撑或混凝土支撑。钢支撑的优点是速度快、工期短时成本低，但是其刚度小、节点整体性差且成本随工期递增，因此只适合于较小的基坑，且钢支撑储放期间维修费用也较大；当基坑较大、工期较长且安全要求较高时，混凝土支撑是必然选择。迄今为止，本工程技术领域内常用的基本上都是现浇混凝土支撑结构，而随着行业内人工成本的急剧增加，用工荒已成为愈来愈突出的问题，由于工作环境的原因，更多的工人愿意在厂房内从事建筑构件的制作而不愿在现场的脏苦环境中工作，这也是装配式建筑成为建筑业发展的主流趋势的原因，预制装配式成为国家在建筑业产业升级的战略选择。基坑工程技术领域推广装配式技术目前尚落后于上部主体结构装配式的发展步伐，装配式混凝土支撑技术的使用更是滞后。

目前，在基坑工程技术领域已公开的信息资料中，已有预制混凝土支撑的新技术构想，但都是整根预制的混凝土支撑，由于以下原因使得这些构想只能停留在纸面而无法实际运用：一段整根预制的混凝土支撑往往重量和体积较大，这使得正常的(利用塔吊的)现场吊装安装难以实现，占用运输空间大运费也高；一次使用过后无法用作他用，只能破碎废弃，环保和节能效果差；预制支撑采用常规钢筋混凝土材料整根预制，由于模具费用高等原因，成本较高，目前预制混凝土构件的成本几乎相当于现浇混凝土结构的两倍。这些因素极大地制约了预制混凝土支撑的实际运用。

本发明将提供一种新的支撑型式来解决此问题，这就是装配整体式组合板撑支撑结构体系。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种能够节省工期、材料重复利用而降低成本、无废弃物而节能环保、改善现场施工环境而安全文明程度高的新的支撑结构体系，即装配整体式组合板撑支撑结构体系。

为达到上述目的，本发明的组合板撑支撑结构采用以下技术方案：

所述的组合板撑支撑结构，由现浇混凝土支撑和预制的组合板撑组成，所述的组合板撑位于整体支撑结构的直段部位，包含至少两个预制的板撑组件，所述的板撑组件为单个的预制混凝土板件，所述的板撑组件设置为外部规则齐整的长方体，无外部预埋件和无板件平面外凸出体，在吊装运输储放过程中可以面与面贴合，无空间浪费，具有不易破坏性和方便运输性和方便堆放性，所述的板撑组件设置为可安装可拆卸可重复利用，所述板撑组件的不易破坏性和方便运输性和方便堆放性，能使板撑组件多次重复利用，完成基坑支护功能后，还能临时或永久性用于围墙，或永久性用于场地道路铺设和道沿石，或永久性用于建筑物内外墙，或永久性用于组装的水槽作为水沟使用，或永久性用于基坑支护的坑底平撑。

所述的坑底平撑，为设置于基础底标高以下，即基础垫层顶标高以下，水平设置于土体中的支撑，位于坑底以下，简称坑底平撑。

所述的板撑组件为预应力混凝土构件，制作时平置预制，平置预制可以降低模具成本，且可以提高板撑组件的混凝土浇筑质量。所述的平置为板撑组件预制时最短的棱边与竖直方向平行。

所述的板撑组件分为平置板撑组件或立置板撑组件两种，所述的平置为板撑组件组装放置时最短的棱边与竖直方向平行，所述的立置为板撑组件组装放置时最短的棱边和最长的棱边与水平方向平行。

所述的板撑组件内部设置有预留孔洞，与现浇混凝土支撑连接处的端部设置为企口。所述的预留孔洞和企口均属于板撑组件局部凹进形成，不属于所述的凸出。

所述的组合板撑支撑结构，现浇混凝土支撑为支撑结构的节点部分，所述的板撑组件通过整合棒与现浇部分连接成整体，所述的整合棒置于所述的板撑组件的内部预留孔洞内，外露部分浇筑在现浇混凝土支撑内，所述的整合棒可重复使用。所述的整合棒为棒形构件，断面形状为圆形或方形或多边形，材料为钢材、混凝土或钢混凝土组合构件，可选的，整合棒外包隔离层或隔离剂浇筑在现浇混凝土内。

优选的，所述的组合板撑由整合件将平置板撑组件和立置板撑组件组合成整体，所述的平置板撑组件或立置板撑组件内部预留凹槽，整合件置入所述的内部预留凹槽内完成组合功能，防止板撑组件的相对滑移，提供水平抗剪的结构功能。所述的内部预留凹槽形状为圆柱状或长方体状。所述的整合件形状为板状、长方体状或圆柱状，材料为钢材、混凝土或钢混凝土组合构件。所述的整合件可安装可拆卸可重复使用，整合件外包隔离层或隔离剂，其与板撑组件的间隙内可填充灌浆料进一步固定。

可选的，所述的平置板撑组件或立置板撑组件的接触面设置为具有凸齿和凹口的凸凹齿面，凸凹齿面啮合后可防止板撑组件的相对滑移，依靠凸凹齿面的咬合摩擦力提供水平抗剪的结构功能。所述的凸凹齿面的凸齿和凹口为弧形或三角形或矩形。凸凹齿面只是一个粗糙面，凹口和凸齿的尺寸微小，相对于板撑组件的厚度可以忽略不计，不影响板撑组件外部规则齐整的特性。

可选的，所述的组合板撑在垂置于板撑组件的平面内设置加劲肋，所述的加劲肋通过整合棒和整合件将平置板撑组件和立置板撑组件整合成整体，抵抗水平方向的垂直于组合板撑轴向的横向荷载。所述的加劲肋可以是混凝土构件、钢结构构件、钢混凝土组合构件。

所述的组合板撑支撑结构，现浇部分分为先现浇和后现浇两种施工模式，所述的先现浇为先浇筑节点混凝土后再安装板撑组件，所述的后现浇反之。在组合板撑组装时可沿支撑轴向施加预加力，在组合板撑的端部一侧的预留空间内设置支撑架，千斤顶施加预加力后，以楔紧体楔入支撑架与组合板撑的间隙内。所述的支撑架一端顶紧组合板撑，另一端顶紧现浇支撑(先现浇模式)或组合板撑(后现浇模式)，支撑架为钢桁架或钢管混凝土桁架或钢筋混凝土构件或钢混凝土组合构件，且留置于现浇支撑内。所述的楔紧体为楔形，材料为钢材或混凝土或钢混凝土组合构件。

可选的，一种用于组合板撑支撑结构体系的组合围檩，所述的组合围檩由一对平置板撑组件和一对立置板撑组件组成，平置板撑组件分别设置为组合围檩的上下两面，立置板撑组件分别设置为组合围檩内外两侧且位于所述的平置板撑组件的平面范围内，即立置板撑组件设置在下部的平置板撑组件上，而上部的平置板撑组件又设置在立置板撑组件上，平置板撑组件和立置板撑组件通过整合棒组成断面为矩形的组合围檩，组合围檩中空。所述的平置板撑组件和立置板撑组件内部设置有预留孔洞，所述的整合棒设置在所述的预留孔洞内。所述的整合棒为棒形构件或板件，断面形状为圆形或方形或多边形，材料为钢材、混凝土或钢混凝土组合构件，整合棒外包隔离层或隔离剂，其与板撑组件的间隙内可填充灌浆料进一步固定，整合棒可重复利用。

可选的，一种用于组合板撑支撑结构体系的组合冠梁(也可以作为组合围檩使用)，所述的组合冠梁，由两个立置板撑组件和所述立置板撑组件之间的现浇混凝土组成，两个立置板撑组件分别设置于组合冠梁的(相对于基坑方向)内外两侧，所述的立置板撑组件内部预留孔洞，整合棒设置在所述的预留孔内，所述的整合棒固定所述的立置板撑组件，将立置板撑组件和现浇混凝土连为一体，阻止现浇混凝土和立置板撑组件的相对滑移，并提供组合冠梁的整体抗剪功能。所述的整合棒为棒形构件或板件，断面形状为圆形或方形或多边形，材料为钢材、钢筋混凝土或钢混凝土组合构件。

所述的板撑组件，制作时可以将各个棱角做成圆弧形倒角，可以有效减少运输使用过程中的碰撞导致的影响观感效果的缺陷。

本发明的有益效果是，与现有技术相比，组合板撑支撑结构具有以下优点：

1、提高施工速度，缩短工期：本发明所采用的组合板撑支撑结构，板撑组件为预制的预应力钢筋混凝土构件，是重复利用的构件，现场安装时间仅相当于现浇混凝土施工时现场支模板的时间，省去了现场绑扎钢筋和浇筑混凝土且养护的时间，因此极大提高了现场施工速度。

2、环保节能：本发明所公开的组合板撑支撑结构，板撑组件的安装和拆卸安静无噪音，避免了现场浇筑混凝土及破碎混凝土对周边环境的噪音影响，在市区住宅区的环保和社会效益更显著；预制的板撑组件除了可以作为基坑的支撑结构使用，还可以在多次使用后，作为临时或永久性围墙使用，并最终永久性地用于建筑物内外墙，场地和道路的铺装，基坑支护的坑底平撑，以及作为水沟使用的组合水槽，用于市政设施和农田水利灌溉设施，无废弃混凝土等建筑垃圾，属于环保发明；预制的板撑组件为多次重复使用的结构构件，减少了现浇混凝土结构一次性使用的能量消耗，因此也属于节能发明。

3、发挥了装配式的优势，方便施工，符合建筑业的产业升级战略方向，具有广泛的社会效益：本发明所公开的组合板撑支撑结构，板撑组件的使用，减少现场绑扎钢筋和混凝土湿作业的工程量，为应对人工成本上升，以及建筑工地用工荒的困境提供了更好的选择。

4、降低建设成本：基坑支护本就是临时的措施，成本高本就不合时宜，本发明所公开的组合板撑支撑结构，板撑组件的重复利用，以及最终的永久性使用，都极大降低了基坑支护的成本，甚至可以做到前期重复利用期间的材料成本零投入，只有制作、运输、安装、储放的费用，更加节约成本；所述的板撑组件制作，平置预制相对于整根支撑预制，需要的模具或模板费用极大降低，且板撑组件可采用先张法预应力技术，高强材料的使用，长台座生产线制作，即使只作为支撑使用一次也已经低于现浇混凝土支撑的成本，也低于同功能钢支撑一次性使用的成本，重复利用和最终永久性利用更进一步节省成本。

5、提升施工质量：本发明所公开的组合板撑支撑结构，板撑组件采用平置制作，混凝土更容易浇捣密实，相比于现场浇筑的较大体积的混凝土支撑，板撑组件浇筑质量更好，而且现场观感更好。

总之，采用本发明的组合板撑支护结构，在节能环保、工程质量、经济性、方便性和减少工期等方面都比现有技术有显著进步。

附图说明

图1为本发明组合板撑支撑结构的俯视图。

图2为本发明组合板撑支撑结构的组合板撑横断面图。

图3为本发明组合板撑支撑结构的组合板撑侧立面图。

图4为本发明组合板撑支撑结构的板撑组件与现浇支撑连接节点的平面图。

图5为本发明组合板撑支撑结构的板撑组件(由整合件整合)的纵剖面图。

图6为本发明组合板撑支撑结构的板撑组件(由凸凹齿面整合)的纵剖面图。

图7为本发明组合板撑支撑结构的施加预加力的纵剖面图。

图8为本发明组合板撑支撑结构的施加预加力并浇筑混凝土后的纵剖面图。

图9为本发明组合板撑支撑结构体系的组合围檩的横断面图。

图10为本发明组合板撑支撑结构体系的组合冠梁的横断面图。

附图标记：

1 组合板撑

2 现浇支撑

3 立置板撑组件

4 平置板撑组件

5 预留孔洞

6 企口

7 整合棒

8 预留凹槽

9 整合件

10 凹口

11 凸齿

12 支撑架

13 千斤顶

14 楔紧体

15 围护桩

16 现浇混凝土

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1～10所示，其中，所述的组合板撑1和现浇支撑2组成装配整体式支撑结构体系，组合板撑1由立置板撑组件3和平置板撑组件4组装而成，板撑组件上设置有预留孔洞5和企口6，整合棒7穿入所述的预留孔洞5内并浇筑在现浇支撑2内，企口6与现浇支撑2交错重叠设置，埋置在现浇支撑2内，企口6阻止立置板撑组件3在竖向的下滑，提供抗剪力，整合棒7将现浇支撑2和立置板撑组件3连成整体，阻止板撑组件在水平向和竖向的移动，位于立置板撑组件3和平置板撑组件4接触面上下的预留凹槽8内插入整合件9，将立置板撑组件3和平置板撑组件4整合成整体阻止二者的相对滑移，或者立置板撑组件3和平置板撑组件4接触面上的凹口10和凸齿11啮合后阻止二者的相对滑移，将支撑架12设置在两个组合板撑1之间，或者设置在组合板撑1和现浇支撑2之间，通过千斤顶13施加预加力后，将楔紧体14置入支撑架12与组合板撑1(或现浇支撑2)之间的空隙，取掉千金顶13，在支撑架12范围及周围浇筑现浇混凝土16，就完成了支撑预加力的施加，组合围檩的实施是先将平置板撑组件4放置在下部，再将立置板撑组件3放置在下部平置板撑组件4的上方，然后将上部平置板撑组件4放置在立置板撑组件3的上方，并将整合棒7插入立置板撑组件3和平置板撑组件4的预留孔洞内，形成组合围檩，组合冠梁的实施是将两块立置板撑组件3平行立放在围护桩15桩头的两侧并预留预定的间距，将整合棒7置入立置板撑组件3的预留孔洞内，在两块立置板撑组件3之间的空挡内浇筑现浇混凝土16，形成组合冠梁。

实施例1

第一步：当基坑土方开挖到支撑的预定标高后，平整场地，在现浇支撑的部位做混凝土垫层，开始绑扎钢筋；

第二步：将预制好(也可以在施工围护桩同时现场预制)的板撑组件运到基坑现场，用塔吊或其它起重设备将板撑组件吊到相应位置，板撑组件搁置在做好的混凝土垫层上，调整矫正板撑组件的位置；

第三步：安装整合棒和整合件，将板撑组件整合在一起，形成组合板撑，如果需要施加预加力，则可以将支撑架置入组合板撑之间，以千斤顶施加预加力，将楔紧体嵌入后拿掉千斤顶；

第四部：可选的，平整场地，将用于组合冠梁的立置板撑组件搁置在围护桩桩头的内外两侧，安装整合棒，组装立置板撑组件，在两排立置板撑组件内浇筑现浇混凝土，形成组合冠梁；

第五部：可选的，平整场地，将用于组合围檩的下部平置板撑组件搁置在围护桩的内侧，将立置板撑组件搁置在下部平置板撑组件上方，将上部平置板撑组件搁置在立置板撑组件上方，安装整合棒，组装成组合围檩，组合围檩和围护桩之间的间隙内浇筑素混凝土，完成组合围檩施工；

第六部：待现浇支撑钢筋绑扎完毕，浇筑混凝土，将整合棒和板撑组件端部浇注在现浇混凝土内，形成装配整体式的组合板撑支撑结构体系。

第七步：基础底板或结构楼板换撑完成，取出整合棒和整合件，用千斤顶将板撑组件向上顶出，与现浇混凝土支撑脱开，吊装到地面，运走。

本发明提出的组合板撑支撑结构，缩短工期、方便施工、节能环保、降低成本，提升施工质量，在经济性、方便性、有益社会性能等方面都比现有技术有明显改善，将会带来显著的社会效益和经济效益，有力促进建筑业的产业升级。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (9)

1.一种用于基坑支护的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的组合板撑支撑结构，由现浇混凝土支撑和预制的组合板撑组成，所述的组合板撑位于整体支撑结构的直段部位，包含至少两个预制的板撑组件，所述的板撑组件为单个的预制混凝土板件，所述的板撑组件设置为外部规则齐整的长方体，无外部预埋件和无板件平面外凸出体，在吊装运输储放过程中可以面与面贴合，无空间浪费，具有不易破坏性和方便运输性和方便堆放性，所述的板撑组件设置为可安装可拆卸可重复利用，所述板撑组件的不易破坏性和方便运输性和方便堆放性，能使板撑组件多次重复利用。

2.根据权利要求1所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的板撑组件为平置板撑组件或立置板撑组件，所述的板撑组件为预应力混凝土构件，制作时平置预制，平置预制可以降低模具成本，且可以提高板撑组件的混凝土浇筑质量，所述的平置是指板撑组件预制或组装放置时最短的棱边与竖直方向平行，所述的立置为板撑组件组装放置时最短的棱边和最长的棱边与水平方向平行。

3.根据权利要求1所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的组合板撑支撑结构，现浇混凝土支撑为支撑结构的节点部分，所述的板撑组件设置有内部预留孔洞，与现浇混凝土连接处的端部设置为企口，所述的板撑组件由整合棒与现浇混凝土支撑连接成整体，所述的整合棒置于所述的板撑组件的内部预留孔洞内，外露部分浇筑在现浇混凝土支撑内，所述的整合棒可重复使用。

4.根据权利要求1和权利要求2所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的组合板撑由整合件将平置板撑组件和立置板撑组件组合成整体，所述的平置板撑组件或立置板撑组件内部预留凹槽，整合件置入所述的内部预留凹槽内完成组合功能，防止板撑组件的相对滑移，提供水平抗剪的结构功能，所述的整合件可安装可拆卸可重复使用。

5.根据权利要求1和权利要求2所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的平置板撑组件或立置板撑组件的接触面设置为具有凸齿和凹口的凸凹齿面，凸凹齿面啮合后可防止板撑组件的相对滑移，依靠凸凹齿面的咬合摩擦力提供水平抗剪的结构功能。

6.根据权利要求1所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的组合板撑支撑结构，在组合板撑组装时可沿支撑轴向施加预加力，在组合板撑的端部一侧的预留空间设置支撑架，千斤顶施加预加力后，以楔紧体楔入支撑架与组合板撑的间隙内，所述的支撑架留置于现浇支撑内，所述的楔紧体为楔形。

7.根据权利要求1所述的组合板撑支撑结构，其特征在于，所述的板撑组件，在完成基坑支护功能后，还能临时或永久性用于围墙，或永久性用于场地道路铺设和道沿石，或永久性用于建筑物内外墙，或永久性用于组装的水槽作为水沟使用，或永久性用于基坑支护的坑底平撑。

8.一种用于组合板撑支撑结构体系的组合围檩，其特征在于，所述的组合围檩由一对平置板撑组件和一对立置板撑组件组成，平置板撑组件分别设置为组合围檩的上下两面，立置板撑组件分别设置为组合围檩内外两侧，所述的平置板撑组件和所述的立置板撑组件通过整合棒组成断面为矩形的组合围檩，组合围檩中空，所述的平置板撑组件和立置板撑组件内部预留孔洞，所述的整合棒设置在所述的预留孔洞内，将平置板撑组件和立置板撑组件整合成整体。

9.一种用于组合板撑支撑结构体系的组合冠梁，其特征在于，所述的组合冠梁，由两个立置板撑组件和所述立置板撑组件之间的现浇混凝土组成，两个立置板撑组件分别设置于组合冠梁的内外两侧，所述的立置板撑组件内部预留孔洞，整合棒设置在所述的预留孔洞内，所述的整合棒固定所述的立置板撑组件，将立置板撑组件和现浇混凝土连为一体，阻止现浇混凝土和立置板撑组件的相对滑移，并提供组合冠梁的整体抗剪功能。

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