CN112681331B - 钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法，该施工方法包括如下步骤：于基坑内施工多根立柱桩；于基坑的上方施工钢对撑，将钢对撑装设于多根立柱桩上，并使钢对撑的两端连接至基坑围檩上；于钢对撑的顶部铺设垫片，于垫片的顶部铺设钢栈桥，并使垫片与钢对撑的相对静摩擦力小于垫片与该钢栈桥的相对静摩擦力。本发明施工方法使钢对撑与钢栈桥共用竖向受力体系，减少了钢构件和立柱桩的数量，节省了施工工序，施避免了多工序交叉、结构交叉，提高了经济效益。另外，通过垫片的铺设，使得钢栈桥在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响钢对撑与垫片的相对移动，以便于更好的配合基坑的形变，避免了对立柱桩的损坏。

Description

钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑支护领域，特指一种钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法。

背景技术

基坑支护中包括竖向围护、内支撑和栈桥等结构。钢支撑、钢栈桥具有绿色施工、施工速度快、可重复使用等优势，在基坑施工中经常使用。但目前工程中大多采用单一钢支撑、单一钢栈桥或钢支撑（钢栈桥）与混凝土体系结合使用。当钢支撑与钢栈桥应用于同一基坑时，二者是互不连接、结构独立的，造成基坑施工中空间结构复杂、钢构件多且交叉施工、立柱桩数量多，不便于土方开挖及基坑内结构的施工，施工困难，工期长，成本高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法，在安全可靠的前提下，提高了经济效益，简化了施工工序，缩短了施工工期。

本发明通过如下方案来实现：一种钢支撑与钢栈桥一体化结构，所述钢支撑包括两端连接至基坑围檩的钢对撑，所述钢对撑通过多根立柱桩支撑于所述基坑的上方，所述钢对撑的顶部铺设有垫片，所述垫片的顶部铺设有钢栈桥，且所述垫片与所述钢对撑的相对静摩擦力小于所述垫片与所述钢栈桥的相对静摩擦力。

本发明的一体化结构属于装配式结构，通过将钢支撑和钢栈桥有效地结合在一起，在安全可靠的前提下，既可以发挥基坑内支撑作用、又可以用做栈桥，简化了基坑施工中空间结构，减少了钢构件和立柱桩的数量，不影响土方开挖及基坑内结构的施工，提高了经济效益，简化了施工工序，缩短了施工工期。另外，通过垫片的铺设，使得钢栈桥在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响钢对撑与垫片的相对移动，以便于更好的配合基坑的形变，避免了对下部立柱桩的损坏。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，所述垫片包括与所述钢对撑接触的金属板以及与所述钢栈桥接触且与所述金属板固定的橡胶板。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，所述钢对撑包括多根H型对撑梁，多根所述立柱桩沿所述钢对撑的长度方向成对布设，每对所述立柱桩之间均装设有托梁，多根所述H型对撑梁搭设于所述托梁上，多根所述H型对撑梁的顶面均铺设有所述垫片。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，每对所述立柱桩上均固定有用于装设相应所述托梁的牛腿。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，所述钢栈桥上对应于多根所述H型对撑梁的位置处均沿所述H型对撑梁的长度方向间隔设置的多个U型卡箍，多个所述U型卡箍穿过所述钢栈桥并卡接至对应所述H型对撑梁的相对两侧。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，所述钢栈桥为多板块拼接结构。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的进一步改进在于，所述钢栈桥的相对两侧安装有防护栏。

本发明还提供了一种钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法，包括如下步骤：

于基坑内施工多根立柱桩；

于基坑的上方施工钢对撑，将所述钢对撑装设于多根立柱桩上，并使所述钢对撑的两端连接至基坑围檩上；

于所述钢对撑的顶部铺设垫片，于所述垫片的顶部铺设钢栈桥，并使所述垫片与所述钢对撑的相对静摩擦力小于所述垫片与所述钢栈桥的相对静摩擦力。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法的进一步改进在于：

在于基坑内施工多根立柱桩时，使多根所述立柱桩沿所述钢对撑的长度方向成对布设，于每对所述立柱桩之间装设托梁；

在于基坑的上方施工钢对撑时，将多根H型对撑梁搭设于所述托梁上，并使多根所述H型对撑梁的两端均连接至基坑围檩上；

在于所述钢对撑的顶部铺设垫片时，于多根所述H型对撑梁的顶面均铺设所述垫片。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法的进一步改进在于，在于每对所述立柱桩之间装设托梁时，先于所述立柱桩上安装牛腿，再将所述托梁装设于相应对所述立柱桩的牛腿上。

本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法的进一步改进在于，在于所述垫片的顶部铺设钢栈桥之后，在所述钢栈桥上对应于多根所述H型对撑梁的位置处均沿所述H型对撑梁的长度方向间隔设置多个U型卡箍，依次将多个所述U型卡箍穿过所述钢栈桥并卡接至对应所述H型对撑梁的相对两侧。

附图说明

图1示出了本发明钢支撑平面布置图。

图2示出了本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构平面布置图。

图3示出了本发明立柱桩、牛腿、托梁的连接状态侧面示意图。

图4示出了本发明基坑围檩、钢对撑及钢栈桥的连接状态侧面示意图。

图5示出了本发明U型卡箍连接状态及钢栈桥的适配开孔示意图。

图6示出了本发明防护栏安装状态及钢栈桥的适配开孔示意图。

具体实施方式

为了解决传统的钢支撑与钢栈桥应用于同一基坑时，因结构独立而造成基坑施工中空间结构复杂、钢构件多且交叉施工、立柱桩数量多、不便于土方开挖及基坑内结构施工的问题，本发明提供了一种钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法，在安全可靠的前提下，提高了经济效益，简化了施工工序，缩短了施工工期。

下面结合附图对该钢支撑与钢栈桥一体化结构及其施工方法作进一步说明。

参阅图1、图2和图4，图1示出了本发明钢支撑平面布置图；图2示出了本发明钢支撑与钢栈桥一体化结构平面布置图；图4示出了本发明基坑围檩、钢对撑及钢栈桥的连接状态侧面示意图。

一种钢支撑与钢栈桥一体化结构，该钢支撑包括两端连接至基坑围檩11的钢对撑21，该钢对撑21通过多根立柱桩31支撑于该基坑10的上方，该钢对撑21的顶部铺设有垫片50，该垫片50的顶部铺设有钢栈桥40，且该垫片50与该钢对撑21的相对静摩擦力小于该垫片50与该钢栈桥40的相对静摩擦力。

具体来说，多根立柱桩31打入基坑底面A以下，为保证立柱桩31的承载力，可以将立柱桩31的下部设计为灌注桩。该基坑围檩11为混凝土围檩，其底部为围护桩12，该围护桩12打入基坑底面A以下，该基坑围檩11安装有支座111，该支座111上装设有供该钢对撑21连接的钢围檩112，该钢围檩112贴临该基坑围檩11的内侧安装。多根该立柱桩31共同形成稳固的竖向受力体系，进而在保证安全可靠的前提下，实现该钢对撑21与该钢栈桥40共用该竖向受力体系，减少了钢构件和立柱桩的数量，节省了施工工序，施避免了多工序交叉、结构交叉，提高了经济效益。另外，通过将该垫片50铺设于该钢对撑21和该钢栈桥40之间且使该垫片50与该钢对撑21的相对静摩擦力小于该垫片50与该钢栈桥40的相对静摩擦力，使得该钢栈桥40在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响该钢对撑21与该垫片50的相对移动，以便于更好的配合基坑10的形变，避免了对下部各立柱桩31的损坏。本实施方式仅为一较佳实施方式，给出了钢支撑与钢栈桥40相结合的启示，在实际应用时，可根据实际钢支撑的结构形式来进行适宜性调整。

作为一较佳实施方式，该垫片50包括与该钢对撑21接触的金属板以及与该钢栈桥40接触且与该金属板固定的橡胶板。由于金属板较橡胶板光滑，故金属板与钢对撑21的相对静摩擦力远小于橡胶板与钢栈桥40的相对摩擦力，以更好的满足在受到上部荷载时，钢栈桥40能够保持稳定不移动，而钢对撑21能够配合基坑10的形变相对于垫片50进行轴向移动。另外，由于钢对撑21通常为多段对接而成，而对接位置处往往不够平整，故，本实施例通过采用橡胶板与钢栈桥40进行接触，因橡胶板的柔性特质，使得该钢栈桥40的铺设更加平整。该垫片50不限于上述结构形式，其橡胶板还可以换成柔性石墨垫板或硅胶垫板或减震泡沫垫板等任意可防滑的垫板，金属板也可以换成任意具有减摩性质的材料制成的垫板。

作为一较佳实施方式，配合图3和图5，图3示出了本发明立柱桩、牛腿、托梁的连接状态侧面示意图；图5示出了本发明U型卡箍连接状态及钢栈桥的适配开孔示意图。该钢对撑21包括多根H型对撑梁211，多根该立柱桩31沿该钢对撑21的长度方向成对布设，每对该立柱桩31之间均装设有托梁32，多根该H型对撑梁211搭设于该托梁32上，多根该H型对撑梁211的顶面均铺设有该垫片50。

具体来说，本实施方式中，该H型对撑梁211的数量为3根，3根H型对撑梁211间隔设置，3根H型对撑梁211的顶部翼缘板对该钢栈桥40共同发挥水平支撑作用、竖向腹板对该钢栈桥40共同发挥横梁作用，以更好的承受该钢栈桥40及其上部荷载。

进一步地，每对该立柱桩31上均固定有用于装设相应该托梁32的牛腿33。

具体来说，每对该立柱桩31的同一侧和同一高度处均装设有该牛腿33，相应该托梁32的两个端部分别固定于相应牛腿33上，较佳地，该托梁32为H型托梁，该牛腿33为稳定性较好的三角形焊接构件，包括彼此垂直的两翼缘板以及斜向固定于两翼缘板之间的斜撑板，该牛腿33的一翼缘板通过螺栓与相应立柱桩31固定，该牛腿的另一翼缘板通过螺栓与该托梁32的底部翼缘板固定，相应的，该H型对撑梁211沿垂直于各托梁32的方向搭设在各托梁32的顶部翼缘板上。

作为一较佳实施方式，该钢栈桥40上对应于多根该H型对撑梁211的位置处均沿该H型对撑梁211的长度方向间隔设置的多个U型卡箍41，多个该U型卡箍41穿过该钢栈桥40并卡接至对应该H型对撑梁211的相对两侧。

具体来说，该钢栈桥40上开设有供相应该U型卡箍41的两端穿过的第一孔洞42，该U型卡箍41的两端穿过相应第一孔洞42并延伸出相应H型对撑梁211的底部，于延伸端采用连接板和螺栓紧固，该U型卡箍41的开口宽度与该H型对撑梁211的翼缘板宽度相适配，使得该U型卡箍41卡接后，其两翼缘板位于相应该H型对撑梁211的相对两侧。为了使该U性卡箍能够更加顺利的卡接该H型对撑梁211，本实施例优选各H型对撑梁211顶部的垫片50的尺寸与相应H型对撑梁211的顶部翼缘板的尺寸相适配。通过该U型卡箍41的设置，既实现了该钢栈桥40与该钢对撑21的连接，又不影响在基坑围檩11发生形变时该钢对撑21与该钢栈桥40的相对移动，且限定了该钢对撑21仅能沿轴向移动，防止该钢对撑21发生水平偏移。

作为一较佳实施方式，该钢栈桥40为多板块拼接结构。

具体来说，每个钢栈桥板块的边缘处均设有供相邻钢栈桥板块拼接的拼接孔43，本实施方式通过钢丝穿过相邻钢栈桥板块的相应拼接孔43以实现钢栈桥板块的拼接。其中，每个钢栈桥板块均为钢板制作而成，且钢板表面为具有抗滑作用的花纹形状。采用拼接结构的钢栈桥40，降低了施工难度，已施工的钢栈桥板块可以作为相邻未施工的钢栈桥板块的作业平台，提高了安全系数。

作为一较佳实施方式，参阅图6，图6示出了本发明防护栏安装状态及钢栈桥的适配开孔示意图。该钢栈桥40的相对两侧安装有防护栏45。

具体来说，钢栈桥40的相对两侧间隔设有供防护栏45竖杆插设的多个安装孔44，多个该安装孔44的深度均不超过该钢栈桥40的厚度，在实现插设竖杆的前提下，保证钢栈桥40的结构强度。

本发明还提供了一种钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法，参阅图1~图4所示，包括如下步骤：

步骤1、于基坑10内施工多根立柱桩31。

具体来说：在施工多根立柱桩31之前，先施工竖向围护结构，即施工围护桩12、地墙、基坑围檩11等；然后根据水平荷载大小计算确定钢支撑的布置及间距；再根据竖向荷载大小计算确定多根立柱桩31的截面尺寸型号、纵横向间距、插入基坑底面A深度、桩基深度等；最后按照计算结果施工多根立柱桩31。

步骤2、于基坑10的上方施工钢对撑21，将该钢对撑21装设于多根立柱桩31上，并使该钢对撑21的两端连接至基坑围檩11（具体为基坑围檩11内侧的钢围檩112）上。

步骤3、于该钢对撑21的顶部铺设垫片50，于该垫片50的顶部铺设钢栈桥40，并使该垫片50与该钢对撑21的相对静摩擦力小于该垫片50与该钢栈桥40的相对静摩擦力。

具体来说，为了提高作业安全性，可以于钢栈桥40的两侧安装防护栏，于钢栈桥40表面铺设防滑层等，安装完钢栈桥40之后，继续进行基坑开挖、土方运输、基坑内结构施工等，在施工的过程中，该钢栈桥40用作施工通道和作业平台，满足车辆行走、材料运输和堆放等功能。待基坑施工完成，首先拆除钢栈桥40，然后拆除钢支撑。

本方法通过使该钢对撑21与该钢栈桥40共用竖向受力体系（即多根立柱桩31），减少了钢构件和立柱桩的数量，节省了施工工序，施避免了多工序交叉、结构交叉，提高了经济效益。另外，通过该垫片50的铺设，使得该钢栈桥40在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响该钢对撑21与该垫片50的相对移动，以便于更好的配合基坑10的形变，避免了对下部各立柱桩31的损坏。

作为一较佳实施方式：

在进行步骤1的于基坑10内施工多根立柱桩31时，使多根该立柱桩31沿该钢对撑21的长度方向成对布设，于每对该立柱桩31之间装设托梁32。

在进行步骤2的于基坑10的上方施工钢对撑21时，将多根H型对撑梁211搭设于该托梁32上，并使多根该H型对撑梁211的两端均连接至基坑围檩11上。

在进行步骤3的于该钢对撑21的顶部铺设垫片50时，于多根该H型对撑梁211的顶面均铺设该垫片50。

具体来说，于每对该立柱桩31的同一侧和同一高度处分别装设牛腿33，然后于每对立柱桩31之间装设托梁32，并使该托梁32的两个端部分别固定于相应牛腿33上，该牛腿33和该托梁32的尺寸均根据竖向荷载大小计算确定。该托梁32形成各H型对撑梁211的安装制作，用以将上部荷载传递至牛腿33，再由牛腿33将荷载传递至立柱桩31。

较佳地，将多根H型对撑梁211搭设于该托梁32上时，施加预应力，使基坑10形成水平向受力体系。

作为一较佳实施方式，配合图5所示，在于该垫片50的顶部铺设钢栈桥40之后，在该钢栈桥40上对应于多根该H型对撑梁211的位置处均沿该H型对撑梁211的长度方向间隔设置多个U型卡箍41，依次将多个该U型卡箍41穿过该钢栈桥40并卡接至对应该H型对撑梁211的相对两侧。

较佳地，该钢栈桥40为多板块拼接结构。每个钢栈桥板块的边缘处均设有供相邻钢栈桥板块拼接的拼接孔43，在于该垫片50的顶部铺设钢栈桥40时，从钢对撑21的一端到另一端依次铺设钢栈桥板块，并通过钢丝穿过相邻钢栈桥板块的相应拼接孔43以实现钢栈桥板块的拼接，已施工的钢栈桥板块可以作为相邻未施工的钢栈桥板块的作业平台，提高了安全系数。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种钢支撑与钢栈桥一体化结构，其特征在于，所述钢支撑包括两端连接至基坑围檩的钢对撑，所述钢对撑通过多根立柱桩支撑于所述基坑的上方，所述钢对撑的顶部铺设有垫片，所述垫片的顶部铺设有钢栈桥，且所述垫片与所述钢对撑的相对静摩擦力小于所述垫片与所述钢栈桥的相对静摩擦力，满足所述钢栈桥在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响所述钢对撑与所述垫片的相对移动；所述钢对撑包括多根H型对撑梁，多根所述立柱桩沿所述钢对撑的长度方向成对布设，每对所述立柱桩之间均装设有托梁，多根所述H型对撑梁搭设于所述托梁上，多根所述H型对撑梁的顶面均铺设有所述垫片；所述垫片包括与所述钢对撑接触的金属板以及与所述钢栈桥接触且与所述金属板固定的橡胶板。

2.如权利要求1所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构，其特征在于，每对所述立柱桩上均固定有用于装设相应所述托梁的牛腿。

3.如权利要求1所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构，其特征在于，所述钢栈桥上对应于多根所述H型对撑梁的位置处均沿所述H型对撑梁的长度方向间隔设置的多个U型卡箍，多个所述U型卡箍穿过所述钢栈桥并卡接至对应所述H型对撑梁的相对两侧，各H型对撑梁顶部的垫片的尺寸与相应H型对撑梁的顶部翼缘板的尺寸相适配。

4.如权利要求1所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构，其特征在于，所述钢栈桥为多板块拼接结构。

5.一种如权利要求1所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：于基坑内施工多根立柱桩，使多根所述立柱桩沿所述钢对撑的长度方向成对布设，于每对所述立柱桩之间装设托梁；于基坑的上方施工钢对撑，将多根H型对撑梁搭设于所述托梁上，并使多根所述H型对撑梁的两端均连接至基坑围檩上；于多根所述H型对撑梁的顶面均铺设所述垫片，于所述垫片的顶部铺设钢栈桥，并使所述垫片与所述钢对撑的相对静摩擦力小于所述垫片与所述钢栈桥的相对静摩擦力，使得所述钢栈桥在受到上部荷载时能够保持稳定不移动，同时不影响所述钢对撑与所述垫片的相对移动。

6.如权利要求5所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法，其特征在于，在于每对所述立柱桩之间装设托梁时，先于所述立柱桩上安装牛腿，再将所述托梁装设于相应对所述立柱桩的牛腿上。

7.如权利要求5所述的钢支撑与钢栈桥一体化结构的施工方法，其特征在于：各H型对撑梁顶部的垫片的尺寸与相应H型对撑梁的顶部翼缘板的尺寸相适配；在于所述垫片的顶部铺设钢栈桥之后，在所述钢栈桥上对应于多根所述H型对撑梁的位置处均沿所述H型对撑梁的长度方向间隔设置多个U型卡箍，依次将多个所述U型卡箍穿过所述钢栈桥并卡接至对应所述H型对撑梁的相对两侧。

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