CN114635430B - 用于大深度半逆作开挖的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于大深度半逆作开挖的施工工艺及钢管柱内支撑结构，其施工工艺包括：S1：在基坑其中一侧的相邻两个钢管柱之间水平设置第一型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层得到第一梁体；S2：在基坑另一侧的相邻两个钢管柱之间水平设置第二型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层得到第二梁体；S3：在基坑中部的相邻两个钢管柱之间水平设置第三型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层得到第三梁体。本发明技术方案施工效率大大提高，节约工期，提高临时支撑结构利用率，减少工程材料的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及基坑开挖技术领域，特别是涉及用于大深度半逆作开挖的施工工艺。
背景技术
随着城市快速发展及地下空间的开发利用，地下空间向更深的方向开发，基坑深度也越来越深。当地下工程施做时需要穿越公路、建筑等障碍物而采取的新型工程施工方法，是由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工，该施工方法为盖挖法。
在相关技术中，将顶部封闭后，下部工程采用逐层开挖的方式挖深基坑，并需要将砖渣回填，还需要进行支模、安设支撑结构以及模板装拆预留孔洞等施工，支撑结构为临时结构，后续需要拆除，致使整个施工存在工期较长、临时支撑结构利用率较小、工程材料浪费等技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供用于大深度半逆作开挖的施工工艺，该施工工艺施工效率大大提高，节约工期，提高临时支撑结构利用率，减少工程材料的浪费。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于大深度半逆作开挖的施工工艺，包括如下步骤：
S1：在基坑其中一侧的相邻两个钢管柱之间水平设置第一型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层得到第一梁体，其中，所述第一型钢浇筑于所述第一梁体内；
S2：在基坑另一侧的相邻两个钢管柱之间水平设置第二型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层，得到第二梁体，其中，所述第二型钢浇筑于所述第二梁体内；
S3：在基坑中部的相邻两个钢管柱之间水平设置第三型钢，并将该侧位于负二结构层以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层得到第三梁体，其中，所述第三型钢浇筑于所述第三梁体内。
优选地，步骤S1还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第一底板，由第一底板向上浇筑负二结构层，得到第一梁体。
优选地，步骤S2还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第二底板，由第二底板向上浇筑负二结构层，得到第二梁体。
优选地，步骤S3还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第三底板，由第三底板向上浇筑负二结构层，得到第三梁体。
优选地，在步骤S1之前，所述施工工艺还包括由基坑负一结构层向下开挖至所述负二结构层以下。
优选地，由基坑负一结构层向下开挖土方深度为4.8m。
优选地，步骤S1、步骤S2以及步骤S3开挖土体时均采用跳仓法。
本发明还提供了一种钢管柱内支撑结构，由所述的用于大深度半逆作开挖的施工工艺施工得到，包括主梁、多个钢管柱以及型钢体，各钢管柱呈竖直设置且穿过所述主梁，所述主梁包括第一梁体、第二梁体以及第三梁体，所述型钢体包括设置于第一梁体内的第一型钢，设置于第二梁体内的第二型钢，以及设置于第二梁体内的第二型钢，所述第一型钢、所述第二型钢以及所述第三型钢分别位于对应的相邻两个钢管柱之间。
优选地，所述型钢体底面与所述主梁底面之间的距离尺寸为小于或等于160mm。
优选地，所述钢管柱内支撑结构还包括套设固定于各所述钢管柱外的抱箍件，所述第一型钢、所述第二型钢以及所述第三型钢分别与对应所述抱箍件的外表面固接。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
上述技术方案中所提供的用于大深度半逆作开挖的施工工艺，是通过步骤S1在开挖基坑其中一侧土体前，先将第一型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，步骤S2在开挖基坑另一侧土体前，先将第二型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，步骤S3在开挖基坑中部土体前，先将第三型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，通过随撑随挖的方式，土方可以一次性开挖到底，无需逐层开挖，减少支模及模板的安拆次数，使得施工效率大大提高，节约工期；其次，将第一型钢浇筑于第一梁体内，第二型钢浇筑于第二梁体内，以及第三型钢浇筑于第三梁体内，降低第一梁体、第二梁体以及第三梁体的配筋率，将临时支撑结构成为永久结构，提高临时支撑结构利用率，减少工程材料的浪费，无需拆卸方便快捷。
附图说明
图1为本发明实施例中深基坑的结构示意图；
图2为图1所示负一结构层向下开挖至负二结构层以下后深基坑的示意图；
图3为本发明实施例步骤S1中设置第一型钢以及土体开挖后深基坑的示意图；
图4为图3所示浇筑第一板体后深基坑的示意图；
图5为图4所示浇筑第一梁体后深基坑的示意图；
图6为图5所示步骤S2施工后深基坑的示意图；
图7为图6所示设置第三型钢以及土体开挖后深基坑的示意图；
图8为图7所示浇筑第三板体后深基坑的示意图；
图9为图8所示浇筑第三梁体后深基坑的示意图；
图10为本发明实施例中一种钢管柱内支撑结构的抱箍件及型钢体的示意图。
附图标记说明：
1、钢管柱；2、型钢体；21、第一型钢；22、第二型钢；23、第三型钢；31、负一结构层；32、负二结构层；41、第一梁体；42、第二梁体；43、第三梁体；51、第一底板；52、第二底板；53、第三底板；6、抱箍件。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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。
请参阅图1-图9，在本发明实施例中，用于大深度半逆作开挖的施工工艺，至少包括如下步骤：
S1：在基坑其中一侧的相邻两个钢管柱1之间水平设置第一型钢21，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层32得到第一梁体41，其中，所述第一型钢21浇筑于所述第一梁体41内；
S2：在基坑另一侧的相邻两个钢管柱1之间水平设置第二型钢22，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层32，得到第二梁体42，其中，所述第二型钢22浇筑于所述第二梁体42内；
S3：在基坑中部的相邻两个钢管柱1之间水平设置第三型钢23，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层32得到第三梁体43，其中，所述第三型钢23浇筑于所述第三梁体43内。
可以理解的是，通过步骤S1在开挖基坑其中一侧土体前，先将第一型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，步骤S2在开挖基坑另一侧土体前，先将第二型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，步骤S3在开挖基坑中部土体前，先将第三型钢支撑于相邻两个钢管柱之间，各所述钢管柱1露出的轴向尺寸为11m，钢管柱1的长细比及应力比超限，给钢管柱1提供侧向支撑力，防止钢管柱1产生形变，可提升钢管柱1的整体稳定性，通过随撑随挖的方式，土方可以一次性开挖到底，无需逐层开挖，减少支模及模板的安拆次数，使得施工效率大大提高，节约工期。
其次，将第一型钢21浇筑于第一梁体41内，第二型钢22浇筑于第二梁体42内，以及第三型钢23浇筑于第三梁体43内，能够代替底筋，降低第一梁体41、第二梁体42以及第三梁体43的配筋率，将临时支撑结构成为永久结构，提高临时支撑结构利用率，减少工程材料的浪费，无需拆卸方便快捷。
请继续参阅图1-图9，在一个具体实施例中，所述用于大深度半逆作开挖的施工工艺还可以包括以下步骤：
如图1-图2所示，由基坑负一结构层31向下开挖至所述负二结构层32以下，其中，由基坑负一结构层31向下开挖土方深度为4.8m。
具体地，在负一结构层31以及平台层结构施工完成后，土方采用分块形式整体暗挖，由5.5m开挖至0.7m(绝对标高)，开挖深度为4.8m，首先，由于开挖终止面位于负二结构层32以下，能够实现在负二结构层32设置第一型钢21、第二型钢22以及第三型钢23，及时给钢管柱1提供侧向支撑力，避免因持续向下开挖钢管柱1露出的轴向长度过长，出现钢管柱1长细比及应力比超限的问题。
如图3-图5所示，在基坑左侧的相邻两个钢管柱1之间水平设置第一型钢21，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，开挖至底面且位于垫层底以上，对所述底面进行浇筑得到第一底板51，由第一底板51向上浇筑负二结构层32，得到第一梁体41，其中，所述第一型钢21浇筑于所述第一梁体41内。
具体地，采用跳仓法分块暗挖土方，基坑左侧由-0.7开挖至-3.9m(绝对标高)，开挖深度为4.6m，开挖前加设第一型钢21支撑，随撑随挖，由第一底板51向上作业的同时，还对基坑左侧第一底板51和负二结构层32之间的墙体和柱体进行施工。
如图6所示，基坑左侧施工完以后，在基坑右侧的相邻两个钢管柱1之间水平设置第二型钢22，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第二底板52，由第二底板52向上浇筑负二结构层32，得到第二梁体42，其中，所述第二型钢22浇筑于所述第二梁体42内。
具体地，采用跳仓法分块暗挖土方，基坑右侧由-0.7开挖至-3.9m(绝对标高)，开挖深度为4.6m，开挖前加设第二型钢22支撑，随撑随挖，由第一底板51向上作业的同时，还对基坑右侧第一底板51和负二结构层32之间的墙体和柱体进行施工。
如图7-图9所示，在基坑中部的相邻两个钢管柱1之间水平设置第三型钢23，并将该侧位于负二结构层32以下的土体进行开挖，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第三底板53，由第三底板53向上浇筑负二结构层32，得到第三梁体43，其中，所述第三型钢23浇筑于所述第三梁体43内。
具体地，采用跳仓法分块暗挖土方，基坑中部由-0.7开挖至-3.9m(绝对标高)，开挖深度为4.6m，开挖前加设第三型钢23支撑，随撑随挖，由第一底板51向上作业的同时，还对基坑中部第一底板51和负二结构层32之间的墙体和柱体进行施工。
请参阅图1-图10，本发明还提供了一种钢管柱内支撑结构，由所述的用于大深度半逆作开挖的施工工艺施工得到，包括主梁、多个钢管柱1以及型钢体2，各钢管柱1呈竖直设置且穿过所述主梁，所述主梁包括第一梁体41、第二梁体42以及第三梁体43，所述型钢体2包括设置于第一梁体41内的第一型钢21，设置于第二梁体42内的第二型钢22，以及设置于第二梁体42内的第二型钢22，所述第一型钢21、所述第二型钢22以及所述第三型钢23分别位于对应的相邻两个钢管柱1之间。需要说明的是，型钢体2采用Q355BH，使得型钢体2具有较好的强度，进一步提高对钢管柱1侧向的支撑作用。
可以理解的是，各所述钢管柱1露出的轴向尺寸为11m，钢管柱1的长细比及应力比超限，通过呈水平设置的型钢体2可提升钢管柱1的整体稳定性，所述型钢体2能够给钢管柱1提供侧向支撑力，防止钢管柱1产生形变，提高整体结构的强度；其次，安设于主梁内且位于靠近主梁底面一侧的型钢体2，浇筑混凝土时该型钢体2作为永久结构设置于主梁内，能够代替主梁内的底筋，不仅使得主梁配筋率大大降低，还提高了型钢体2的利用率，使得作业效率提高，工期缩短。
作为优选的实施方式，所述型钢体2底面与所述主梁底面之间的距离尺寸为小于或等于160mm，该型钢体2安设于主梁截面靠近底部一侧，能够代替主梁的底筋，不仅使得主梁配筋率大大降低，还提高了型钢体2作为临时支撑结构的利用率，将临时支撑结构成为永久结构，提高临时支撑结构利用率，减少工程材料的浪费。
另外，如图10所示，所述钢管柱内支撑结构还包括套设固定于各所述钢管柱1外的抱箍件6，所述第一型钢21、所述第二型钢22以及所述第三型钢23分别与对应所述抱箍件6的外表面固接，可以理解的是，通过抱箍件6连接钢管柱1与型钢体2，无需在钢管柱1上直接进行焊接，有效避免钢管柱1上出现连贯弱面的情况，较好的保证了钢管柱1的质量，使得支撑结构更加稳固。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种用于大深度半逆作开挖的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在基坑其中一侧的相邻两个钢管柱(1)之间水平设置第一型钢(21)，并将该侧位于负二结构层(32)以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层(32)得到第一梁体(41)，其中，所述第一型钢(21)浇筑于所述第一梁体(41)内；
S2：在基坑另一侧的相邻两个钢管柱(1)之间水平设置第二型钢(22)，并将该侧位于负二结构层(32)以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层(32)，得到第二梁体(42)，其中，所述第二型钢(22)浇筑于所述第二梁体(42)内；
S3：在基坑中部的相邻两个钢管柱(1)之间水平设置第三型钢(23)，并将该侧位于负二结构层(32)以下的土体进行开挖，且开挖至底面后向上浇筑负二结构层(32)得到第三梁体(43)，其中，所述第三型钢(23)浇筑于所述第三梁体(43)内；
所述钢管柱(1)的上端与顶部封闭层相连；
步骤S1还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第一底板(51)，由第一底板(51)向上浇筑负二结构层(32)，得到第一梁体(41)；
步骤S2还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第二底板(52)，由第二底板(52)向上浇筑负二结构层(32)，得到第二梁体(42)；
步骤S3还包括，开挖至底面，对所述底面进行浇筑得到第三底板(53)，由第三底板(53)向上浇筑负二结构层(32)，得到第三梁体(43)；
步骤S1、步骤S2以及步骤S3开挖土体时均采用跳仓法。
2.如权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，在步骤S1之前，所述施工工艺还包括由基坑负一结构层(31)向下开挖至所述负二结构层(32)以下。
3.如权利要求2所述的施工工艺，其特征在于，由基坑负一结构层(31)向下开挖土方深度为4.8m。
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