CN112343061B - 超深淤泥基坑横支撑施工装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超深淤泥基坑横支撑施工装置及施工方法，包括首层横支撑件、施工作业板和多个悬索系统；首层横支撑件与基坑的围护结构连接；悬索系统包括鞍座、吊索和托梁；鞍座与首层横支撑件连接，施工作业板与托梁连接。本发明的有益效果是：为现场施工人员提供安全、开阔、舒适的施工作业面，适合开挖深度大，淤泥承载力低，淤泥厚度大的基坑内横支撑的施工，有效提高了基坑横支撑施工质量，并大幅缩短了施工工期，提高综合效益。悬索系统与施工作业板可拆装连接，实现模块化安装拆解，有效控制横支撑预拱度，提高施工质量；施工作业板可循环利用，降低了施工成本。

Description

超深淤泥基坑横支撑施工装置及施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，具体地指一种超深淤泥基坑横支撑施工装置及施工方法。

背景技术

随着城市基础设施建设日益增加，已逐步面向“深地”发展，尤其是高速发展的沿海城市。基坑作为地面与地下施工过程的连接通道，其变形及稳定性直接影响基坑及地下施工安全，而基坑内横支撑施工质量对基坑开挖过程及开挖完成后的变形和稳定性有直接影响。传统的钢筋混凝土横支撑施工一般是先对拟施工的横支撑下地面进行预处理，然后浇筑垫层，最后绑扎钢筋、制模、浇筑混凝土。这种施工工艺适合基坑内土体承载力较大，或虽土体承载力不够，但可采用相关加固措施进行处的土体，而不适用于沿海地带含淤泥层较厚的超深基坑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有基坑内横支撑的施工装置或施工体系不适用于超深淤泥土体基坑的问题，提供一种超深淤泥基坑横支撑施工装置，包括首层横支撑件、施工作业板和多个悬索系统；

所述首层横支撑件与所述基坑的围护结构连接；多个所述悬索系统沿所述首层横支撑件的长轴方向设置；

所述悬索系统包括鞍座、吊索和托梁；所述鞍座与所述首层横支撑件连接，所述托梁间隔设于所述鞍座下方，所述托梁通过所述吊索与所述鞍座或所述首层横支撑件连接；

所述施工作业板与所述托梁连接。

进一步，所述悬索系统还包括上固定件、下固定件和长度调节件；所述上固定件与所述鞍座连接；所述下固定件与所述托梁连接；所述吊索上端直接与所述上固定件连接或所述吊索上端通过所述长度调节件与所述上固定件连接；所述吊索下端通过所述长度调节件与所述下固定件连接或所述吊索下端直接与所述下固定件连接。

进一步，所述长度调节件为螺纹管件；所述吊索上端或下端及所述上固定件或所述下固定件上设有与所述螺纹管件螺纹配合的螺纹段。

进一步，每个所述悬索系统包括对称设置于所述托梁两侧的两个下固定件；至少一个所述下固定件与所述托梁或吊索可拆式连接。

进一步，所述施工作业板有多个，每个所述施工作业板与至少两个所述托梁连接。

进一步，相邻两个所述施工作业板的连接缝位于同一个所述托梁上端。

进一步，所述施工作业板的两端还设有斜支撑；所述斜支撑与所述围护结构或所述托梁连接。

进一步，所述首层横支撑件包括钢筋笼、角钢和混凝土层；所述角钢与所述围护结构两侧连接；所述钢筋笼与所述角钢连接；所述混凝土层填充于所述钢筋笼内。

本发明还提出一种利用超深淤泥基坑横支撑施工装置进行横支撑施工的方法，包括如下步骤：

步骤一、进行基坑内围护结构及首层横支撑件的施工；

步骤二、根据所述首层横支撑件的长度确定悬索系统的鞍座的数量和位置，将多个所述鞍座固定在所述首层横支撑件上；

步骤三、根据拟施工横支撑的高度确定斜支撑的位置和吊索的长度，并将斜支撑安装于所述围护结构上；根据拟施工横支撑的长度设置施工作业板，将所述施工作业板通过所述斜支撑与所述围护结构连接，并在所述施工作业板上安装托梁；将所述鞍座和所述托梁通过吊索连接；

步骤四、在所述施工作业板上布置拟施工横支撑的钢筋，并绑扎钢筋形成拟施工横支撑的钢筋笼；在所述钢筋笼的各个侧端安装侧模板，形成拟施工横支撑的浇筑腔；向所述浇筑腔内浇筑混凝土，待混凝土强度达到规范或设计要求后拆除所述侧模板，完成该层横支撑的施工；

步骤五、待基坑土方开挖到下一层拟施工横支撑的预定标高后，重复上述步骤三和步骤四以实现下一层横支撑的施工。

进一步，所述吊索与所述托梁连接处设有长度调节件和长度加长件，并通过所述长度调节件或所述长度加长件调节所述施工作业板的高度和水平度。

本发明的有益效果是：

1、通过在首层横支撑件上设置多个悬索系统，并利用悬索系统铺设施工作业板，为现场施工人员和监理人员提供安全、开阔、舒适的施工作业面，适合开挖深度大，淤泥承载力低，淤泥厚度大的基坑内横支撑的施工，尤其适合流塑型淤泥、淤泥加固措施困难、工期短施工任务重等施工环境，相比现有的横支撑施工装置而言，有效提高了基坑横支撑施工质量，并大幅缩短了施工工期，提高综合效益。

2、悬索系统与施工作业板可拆装连接，实现模块化安装拆解，有效控制横支撑预拱度，提高施工质量，加快横支撑施工速度；施工作业板可循环利用，降低了施工成本。

附图说明

图1为本发明超深淤泥基坑横支撑施工装置的结构示意图。

图2为图1的右视结构示意图。

图3为图1的俯视结构示意图。

图4为图1中一个悬索系统的立体结构示意图。

图5为图4中长度调节件处的局部剖视结构示意图。

图6为图1中施工作业板上设有加强肋板的仰视结构示意图。

图7为图1中两个施工作业板与一个托梁配合的放大结构示意图。

图8为图7的俯视结构示意图。

图9为图1中斜支撑处的局部放大结构示意图。

图10为图1中的施工装置进行下一层横支撑施工的结构示意图。

图中：

1-围护结构；101-冠梁；102-灌注桩或地连墙；

2-首层横支撑件；201-角钢；202-混凝土层；203-钢筋笼；

3-悬索系统；301-鞍座；302-上固定件；303-吊索；304-长度调节件；305-下固定件；306-托梁；

4-施工作业板；401-加强肋板；402-连接螺栓；

5-斜支撑。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1至图10所示的超深淤泥基坑横支撑施工装置，包括首层横支撑件2、施工作业板4和多个悬索系统3。

首层横支撑件2与基坑的围护结构1连接；多个悬索系统3沿首层横支撑件2的长轴方向设置。

具体为：基坑的围护结构1包括先浇筑的灌注桩或地连墙102及后浇筑的冠梁101。当然，围护结构1也可以是基坑的其他结构。

本实施例的首层横支撑件2包括钢筋笼203、角钢201和混凝土层202；角钢201与围护结构1两侧连接；钢筋笼203与角钢201连接；混凝土层202填充于钢筋笼203内。

钢筋笼203及内部灌注的混凝土层202形成首层横支撑体系不仅可作为基坑内围护结构1的第一道横支撑，而且可用于承受悬索系统3及施工作业板4施加的荷载，无需额外设置悬索系统3的承载装置。角钢201可用于增加该首层横支撑体系的抗弯能力。钢筋笼203与角钢201采用焊接的方式增加首层横支撑件2的整体性，提高其承载能力。

本实施例中的首层横支撑件2的具体施工步骤为：确定首层横支撑件2的位置，对首层横支撑件2下方基坑土体进行预处理，根据要求施工垫层并设置预拱度。本实施例中的角钢201包括上部角钢201和下部角钢201，先设置下部角钢201与冠梁101连接，再在下部角钢201上绑扎钢筋笼203，再设置上部角钢201，并将上部角钢201、下部角钢201与钢筋笼203连接，待检验合格够浇筑混凝土形成混凝土层202。本实施例中，首层横支撑件2的设置方向与后期待施工的基坑内横支撑的设置方向相平行。首层横支撑件2也可以是其他支撑结构，并不局限于基坑内的横支撑，也可以是其他设置于基坑上方的横担或桁架。

悬索系统3包括鞍座301、吊索303、托梁306、上固定件302、下固定件305和长度调节件304；鞍座301与首层横支撑件2连接，托梁306间隔设于鞍座301下方，托梁306通过吊索303与鞍座301或首层横支撑件2连接。

具体为：上固定件302与鞍座301连接；下固定件305与托梁306连接；吊索303上端直接与上固定件302连接或吊索303上端通过长度调节件304与上固定件302连接；吊索303下端通过长度调节件304与下固定件305连接或吊索303下端直接与下固定件305连接。本实施例中，优选为吊索303上端直接与上固定件302连接，吊索303下端通过长度调节件304与下固定件305连接。

本实施例中长度调节件304优选为螺纹管件；吊索303下端及下固定件305上设有与螺纹管件螺纹配合的螺纹段。通过长度调节件304不仅可调节鞍座301与托梁306的相对距离，调节托梁306的高度，还可为施工作业板4的拆装提供空间。

本实施例中每个悬索系统3包括对称设置于托梁306两侧的两个下固定件305；至少一个下固定件305与托梁306或吊索303可拆式连接。上固定件302的数量与下固定件305的数量对应，且设置位置相对称。本实施例中，每个悬索系统3包括一个鞍座301和一个托梁306，并包括两个吊索303、上固定件302、下固定件305和长度调节件304。

如图6所示，施工作业板4上设有加强肋板401。施工作业板4优选为钢板，加强肋板401与施工作业板4焊接形成整体。加强肋板401呈网格状焊接固定于施工作业板4的下板面。

如图7、8所示，施工作业板4与托梁306连接。施工作业板4可以只有几个，但为了拆装方便，施工作业板4优选为多个，每个施工作业板4与至少两个托梁306连接。本实施例中优选的是相邻两个施工作业板4的连接缝位于同一个托梁306上端。具体为：每个施工作业板4的两端分别设置在相邻的两个托梁306上并通过连接螺栓402连接，每个托梁306上设置有相邻的两个施工作业板4的端部。如图9所示，处于最两端的施工作业板4与先浇筑的灌注桩或地连墙102连接，本实施例中，与灌注桩或地连墙102连接的施工作业板4端部以下设有斜支撑5。本实施例中的斜支撑5用于承受施工作业板4端部荷载并将施工作业板4端部进行固定。当然，斜支撑5还可以设置在首层横支撑件2两端并与托梁306连接。或者，斜支撑5还可以与托梁306端部连接并与施工作业板4下端连接，以提升施工作业板4与托梁306的连接稳定性。

利用本实施例的超深淤泥基坑横支撑施工装置进行横支撑施工的方法，包括如下步骤：

步骤一、进行基坑内围护结构1及首层横支撑件2的施工，其中，围护结构1包括灌注桩或地连墙及冠梁，首层横支撑件2由钢筋笼与角钢绑扎后浇筑混凝土而成；

步骤二、根据首层横支撑件的长度确定悬索系统的鞍座301的数量和位置，将多个鞍座301均匀间隔固定在首层横支撑件2上；再在鞍座301的两侧分别安装一个上固定件302；

步骤三、根据拟施工横支撑的高度确定斜支撑5的位置并将斜支撑5安装于围护结构上；根据拟施工横支撑的位置确定吊索303长度，将吊索303上端与上固定件302连接；根据鞍座301的数量和位置确定施工作业板4的数量和位置及每个施工作业板4的长度，通过托梁306和连接螺栓402将各个施工作业板4连接成整体，再将连成整体的施工作业板4吊运至拟施工横支撑的位置，并使连成整体的施工作业板4的两端与斜支撑5固定；其中，托梁306的位置和数量与鞍座301的位置和数量对应；托梁306的两侧分别安装一个下固定件305，在下固定件305上安装长度调节件304，再将长度调节件304与步骤四中的吊索303下端连接；进行试吊，并确定相关吊装参数，吊装参数包括拟施工横支撑的重量参数；

步骤四、试吊结束后，在施工作业板4上布置拟施工横支撑的钢筋，并绑扎钢筋形成拟施工横支撑的钢筋笼；在施工作业板4上布置拟施工横支撑的钢筋时，可能需要拆开部分施工作业板4的长度调节件304和下固定件305，以便于放入拟施工横支撑的钢筋，待拟施工横支撑的钢筋放入后，再将拆开的长度调节件304和下固定件305连接；在施工作业板4上的拟施工横支撑的钢筋笼各个侧端安装侧模板，形成拟施工横支撑的浇筑腔；通过长度调节件304调节施工作业板4的高度和水平度，并设置预拱度，当然，施工作业板4的高度和水平度的调节还可通过长度加长件实现，本实施例的长度加长件可以是另一个或另外多个吊索，多个吊索之间可采用栓接或绑扎或焊接的形式；向浇筑腔内浇筑混凝土，待混凝土强度达到规范或设计要求后拆除侧模板并进行混凝土养护，完成该层横支撑的施工，如图10所示；将长度调节件304以下的下固定件305、施工作业板4和托梁306整体拆除；

步骤五、待基坑土方开挖到下一层拟施工横支撑的预定标高后，重复上述步骤三和步骤四以实现下一层横支撑的施工；其中，吊索303的长度不够时，在吊索303下端通过长度调节件304连接另一个或另多个吊索303；随着基坑的开挖，拟施工横支撑与首层横支撑件2的距离逐渐变远，因此吊索303的长度需要不断的增加，可通过长度调节件304和/或长度加长件实现多个吊索303的拼接，从而不需要拆卸吊索303与其上端的上固定件302。

本发明的施工方法相比现有的基坑横支撑施工方法而言，有效提高了基坑横支撑施工质量，并大幅缩短了施工工期，提高综合效益。可为现场施工人员和监理人员提供安全、开阔、舒适的施工作业面，适合开挖深度大，淤泥承载力低，淤泥厚度大的基坑内横支撑的施工，尤其适合流塑型淤泥、淤泥加固措施困难、工期短施工任务重等施工环境。而目前的超深淤泥基坑内的横支撑施工方法通常是先由上至下逐层搭设支架/脚手架为施工提供作业面，再搭设横支撑的钢筋笼，最后铺设浇筑用的底板和侧模板进行混凝土浇筑。施工完成后，基坑内的支架的拆卸需要耗费大量的人力，并严重影响工期和施工效率。本发明的方法不仅提供的施工作业面安全开阔，而且施工作业面和钢筋笼的浇筑用底板共用施工作业板，省略了现有方法中底板铺设和拆除工序，进一步提高了施工效率。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，同样也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：包括首层横支撑件、施工作业板和多个悬索系统；

所述首层横支撑件与所述基坑的围护结构连接；多个所述悬索系统沿所述首层横支撑件的长轴方向设置；

所述悬索系统包括鞍座、吊索和托梁；所述鞍座与所述首层横支撑件连接，所述托梁间隔设于所述鞍座下方，所述托梁通过所述吊索与所述鞍座或所述首层横支撑件连接；

所述施工作业板与所述托梁连接；所述施工作业板有多个，每个所述施工作业板与至少两个所述托梁连接。

2.根据权利要求1所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：所述悬索系统还包括上固定件、下固定件和长度调节件；所述上固定件与所述鞍座连接；所述下固定件与所述托梁连接；所述吊索上端直接与所述上固定件连接或所述吊索上端通过所述长度调节件与所述上固定件连接；所述吊索下端通过所述长度调节件与所述下固定件连接或所述吊索下端直接与所述下固定件连接。

3.根据权利要求2所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：所述长度调节件为螺纹管件；所述吊索上端或下端及所述上固定件或所述下固定件上设有与所述螺纹管件螺纹配合的螺纹段。

4.根据权利要求2所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：每个所述悬索系统包括对称设置于所述托梁两侧的两个下固定件；至少一个所述下固定件与所述托梁或吊索可拆式连接。

5.根据权利要求1所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：相邻两个所述施工作业板的连接缝位于同一个所述托梁上端。

6.根据权利要求1所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：所述施工作业板的两端还设有斜支撑；所述斜支撑与所述围护结构或所述托梁连接。

7.根据权利要求1所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置，其特征在于：所述首层横支撑件包括钢筋笼、角钢和混凝土层；所述角钢与所述围护结构两侧连接；所述钢筋笼与所述角钢连接；所述混凝土层填充于所述钢筋笼内。

8.一种利用如权利要求1所述的超深淤泥基坑横支撑施工装置进行横支撑施工的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、进行基坑内围护结构及首层横支撑件的施工；

步骤二、根据所述首层横支撑件的长度确定悬索系统的鞍座的数量和位置，将多个所述鞍座固定在所述首层横支撑件上；

步骤三、根据拟施工横支撑的高度确定斜支撑的位置和吊索的长度，并将斜支撑安装于所述围护结构上；根据拟施工横支撑的长度设置施工作业板，将所述施工作业板通过所述斜支撑与所述围护结构连接，并在所述施工作业板上安装托梁；将所述鞍座和所述托梁通过吊索连接；

步骤四、在所述施工作业板上布置拟施工横支撑的钢筋，并绑扎钢筋形成拟施工横支撑的钢筋笼；在所述钢筋笼的各个侧端安装侧模板，形成拟施工横支撑的浇筑腔；向所述浇筑腔内浇筑混凝土，待混凝土强度达到规范或设计要求后拆除所述侧模板，完成该层横支撑的施工；

步骤五、待基坑土方开挖到下一层拟施工横支撑的预定标高后，重复上述步骤三和步骤四以实现下一层横支撑的施工。

9.根据权利要求8所述的利用超深淤泥基坑横支撑施工装置进行横支撑施工的方法，其特征在于：所述吊索与所述托梁连接处设有长度调节件和长度加长件，并通过所述长度调节件或所述长度加长件调节所述施工作业板的高度和水平度。

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