CN113802569A - 一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点 - Google Patents

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张明聚
刘文杰
李鹏飞
郭彩霞
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Beijing University of Technology
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02Foundation pits
    • E02D17/04Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits

Abstract

本发明公开了一种连接钢管内支撑‑围护结构的钢套筒节点,由预埋钢板、模袋混凝土、钢套筒组成,节点结构一端与基坑侧壁连接,另一端与钢管内支撑连接。预埋钢板浇筑于围护结构地连墙内。钢套筒由上半套筒和下半套筒组成,侧面伸出一定长度翼缘,通过高强螺栓固定扣紧。圆柱模袋放置于钢套筒内部,混凝土灌注工作完成后,使得膜袋一端紧贴预埋钢板,另一端与钢管支撑顶紧。固定钢板用来承载钢管内支撑,钢套筒内有固定钢楔,用于限制内支撑水平方向位移。本发明模袋是一种透气透水材料,混凝土中水分通过挤压排出,降低了水灰比,增大强度,相比常用的钢楔式活络端头,能够显著改善内支撑的偏心问题,提高内支撑承载力,具有广阔的应用前景。

Description

一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点
技术领域
本发明涉及一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,属于基坑工程技术领域。
背景技术
21世纪随着地下空间的不断开发,基坑工程的安全问题越来越受到重视。对于地铁深基坑工程多呈狭长形,有利于平行均匀地布置内支撑对撑,而钢支撑系统具有受限制小且施工方便等特点在深基坑设计中具有广泛应用。大量事故表明,钢支撑的破坏往往发生在节点部位,目前常用的节点形式为活络端,但是活络端极易出现应力集中、安装不规范产生偏心的情况,降低活络端头的刚度,而钢支撑作为一种整体的承载体系,这种弱节点强构件的情况,使得钢支撑无法充分发挥其自身的承载力,由此给基坑工程带来一系列的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提出一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,具有安装拆除方便、装配化程度高、节约材料、受力性能好等优点。
本发明的技术方案如下:
一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,其特征在于:主体由预埋钢板、上半套筒、下半套筒、模袋混凝土、固定钢板、注浆孔等组件组成。预埋钢板在围护结构地连墙施工时浇筑于地连墙混凝内,并通过锚固钢筋进行焊接固定;所述的钢套筒包括上、下两个半套筒组成,且套筒两侧有一定宽度的外伸翼缘板,外伸翼缘板上设有螺纹孔,方便套筒的组装和拆卸工作;模袋材料选用具有透水透气性能的无纺布,在压力灌注混凝土后,通过两端钢板的挤压和混凝土自重能够及时排水排气,降低混凝土水灰比,增大其强度;固定钢板与定位钢楔控制钢管内支撑的架设位置,使内支撑和模袋混凝土的轴心在同一水平线上,受力、传力形式合理。
一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,包括预埋钢板(1)、上半套筒(2)、下半套筒(3)、模袋混凝土(4)、固定钢板(5)、固定钢楔(6)、注浆孔(7);所述预埋钢板(1)浇筑于围护结构地连墙内;下半套筒(3)与预埋钢板(1)进行焊接,上半套筒(2)与下半套筒(3)通过外伸翼缘上的高强螺栓扣紧;膜袋(4)固定在下半套筒(2)内,一端紧贴预埋钢板(1),另一端抵接钢管内支撑(11)端面;固定钢板(5)焊接于下半套筒(3)内部;固定钢楔(6)焊接与下半套筒两侧;钢管内支撑(11)架设在固定钢板(5)上。
一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,其特征在于:包括构件加工、预埋及焊接措施、安装顺序、具体步骤如下:
a.在工厂加工预埋钢板(1)、钢套筒(2)、(3);预埋钢板(1)在围护结构地连墙施工时浇筑其中;上半套筒顶部开设混凝土注浆孔(7),下半套筒(2)中焊接固定钢管内支撑(11)的装置,包括固定钢板(5)和固定钢楔(6),且在钢套筒(2)(3)的外伸翼缘板(8)上进行螺纹开孔;模袋(4)选用涤纶长丝无纺布,现场缝制成圆柱形;
b.下半套筒(3)焊接于预埋钢板(1)上,放置模袋(4)在下半套筒(3)槽内,上半套筒(2)与下半套筒(3)通过外伸翼缘钢板(8)用高强螺栓扣紧,钢管内支撑(11)架设在固定钢板(5)上;
c.从注浆口(7)灌注混凝土,使模袋(4)与预埋钢板(1)和钢管内支撑(11)顶紧。
固定钢板(5)与预埋钢板(1)之间要求预留出放置膜袋(4)的空间。
本发明相对于现有技术具有以下优点及突出效果:
(1)通过模袋灌注混凝土来保证钢管内支撑端头与模袋混凝土试块之间密切接触,以此尽可能消除偏心给整个内支撑体系带来的不利影响,强化节点部位,提高钢支撑承载力;(2)相较于传统的活络端,节约钢材,安装拆除方便,降低工程成本;(3)传力方式简单明确、受理合理,且通过模袋混凝土的压力注浆能为钢支撑提供一定的预应力。
附图说明
图1为钢套筒节点的三维结构示意图;
图2为钢套筒节点的拆分模式结构示意图;
图3为钢套筒节点正视图
图4为钢套筒节点侧视图
图中:1-预埋钢板;2-上半套筒;3-下半套筒;4-模袋混凝土;5-固定钢板;6-固定钢楔;7-注浆孔;8-外伸翼缘钢板;9-螺纹孔;10-模袋注浆口;11-模袋注浆口;12-钢管内支撑。
具体实施方式
以下结合附图,对本发明的结构、施工过程作进一步描述。
本发明是一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,是一种构造简单、安装拆卸方便、受力合理的体系,且能消除偏心作用给钢支撑带来的不利影响。如图所示,主体结构由预埋钢板、钢套筒2、3、模袋混凝土4、固定钢板5等组件组成。预埋钢板1浇筑于围护结构地连墙内,下半套筒3焊接与预埋钢板1上,上半套筒2与下半套筒3通过高强螺栓连接,圆形模袋4放置于钢套筒内部,混凝土注浆工作完成后,使得模袋一端紧贴预埋钢板1,另一端与钢管支撑11端部顶紧,固定钢板5用来承载钢管内支撑11,钢套筒内有固定钢楔6,用于限制内支撑11水平方向位移。
本发明的施工方法为:
在工厂加工预埋钢板、钢套筒、固定钢板,并且缝制好圆柱形模袋,需要在上半套筒和模袋顶部开设注浆孔,固定钢板和钢楔焊接于下半套筒,钢套筒外伸翼缘配备相应数量的螺纹孔。构件加工完成后运送至施工现场,在围护结构地连墙或排桩施工时,将预埋钢板浇筑于内支撑支撑位置的围护结构内,待基坑和开挖至预埋钢板处,将下半套筒焊接在预埋钢板上,放置模袋后,扣好上半套筒,架设钢管内支撑,在注浆孔进行混凝土的注浆工作,模袋内混凝土经过排水、填充内部空隙,并达到标准强度等阶段。

Claims (3)

1.一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,其特征在于:包括预埋钢板(1)、上半套筒(2)、下半套筒(3)、模袋混凝土(4)、固定钢板(5)、固定钢楔(6)、注浆孔(7);所述预埋钢板(1)浇筑于围护结构地连墙内;下半套筒(3)与预埋钢板(1)进行焊接,上半套筒(2)与下半套筒(3)通过外伸翼缘上的高强螺栓扣紧;膜袋(4)固定在下半套筒(2)内,一端紧贴预埋钢板(1),另一端抵接钢管内支撑(11)端面;固定钢板(5)焊接于下半套筒(3)内部;固定钢楔(6)焊接与下半套筒两侧;钢管内支撑(11)架设在固定钢板(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,其特征在于:包括构件加工、预埋及焊接措施、安装顺序、具体步骤如下:
a.在工厂加工预埋钢板(1)、钢套筒(2)、(3);预埋钢板(1)在围护结构地连墙施工时浇筑其中;上半套筒顶部开设混凝土注浆孔(7),下半套筒(2)中焊接固定钢管内支撑(11)的装置,包括固定钢板(5)和固定钢楔(6),且在钢套筒(2)(3)的外伸翼缘板(8)上进行螺纹开孔;模袋(4)选用涤纶长丝无纺布,现场缝制成圆柱形;
b.下半套筒(3)焊接于预埋钢板(1)上,放置模袋(4)在下半套筒(3)槽内,上半套筒(2)与下半套筒(3)通过外伸翼缘钢板(8)用高强螺栓扣紧,钢管内支撑(11)架设在固定钢板(5)上;
c.从注浆口(7)灌注混凝土,使模袋(4)与预埋钢板(1)和钢管内支撑(11)顶紧。
3.根据权利要求1或2所述的一种连接钢管内支撑-围护结构的钢套筒节点,其特征在于:固定钢板(5)与预埋钢板(1)之间要求预留出放置膜袋(4)的空间。
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