CN114809001B - 一种可循环使用的装配式prc支护结构及支护工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可循环使用的装配式PRC支护结构，包括PRC桩体，还包括预制冠梁，预制冠梁由多个混凝土预制块装配连接而成，混凝土预制块内沿高度方向开设有预留桩孔，预留桩孔内圈埋设有预埋钢板，预埋钢板内圈设有梁内螺纹，预制螺栓包括螺栓头端和固定于螺栓头端底端的螺栓杆体，PRC桩体顶端开设有桩体内孔，从而PRC桩体顶部沿装配好的预制冠梁上的预留桩孔通入，PRC桩体底部打入场地土层支撑，再将预制螺栓沿预留桩孔拧入，螺栓杆体伸入桩体内孔内，完成PRC桩体和预制冠梁的稳定连接，回收时再将预制螺栓拧出，将预制冠梁起吊拆解，实现PRC桩体、预制冠梁、预制螺栓的重复循环回收使用。

Description

一种可循环使用的装配式PRC支护结构及支护工艺

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种可循环使用的装配式PRC支护结构及支护工艺。

背景技术

随着地下空间开发的规模越来越大，周围环境的日益复杂，对深基坑支护技术的要求也越来越高，基坑不断向“深、大、近”方向发展。为了保证复杂环境下基坑工程顺利施工、主体地下结构和基坑周边环境的安全，践行绿色环保施工、建设生态文明社会的发展理念，对基坑侧壁、周边土体、周围环境的支挡、加固及保护措施的要求就越来越高，为此，深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视，新的技术、方法、工艺也随之不断涌现。

目前深基坑支护的主要类型有：复合土钉墙、排桩支护(桩锚、桩撑、双排桩)、地下连续墙、人工冻结法、重力式挡墙、联合支护。

对于场地条件不受限制，周边环境简单的基坑工程，多选用土钉墙、放坡、重力式挡墙的支护形式，而对于地形条件有限，周边环境复杂的基坑工程则选型偏于排桩等支挡式结构。地下连续墙多适用于深度较大的市政轨道交通领域，因造价昂贵，选用的领域有限，在民用建筑领域不适用。在民用建筑领域，排桩式支挡结构体系因基坑变形小，安全稳定性好等特点应用较为广泛与成熟，排桩支护主要应用于一、二级基坑支护工程中。现有排桩支护主要有两大类：一类为混凝土结构式支护；另一类为钢结构式支护。

对于混凝土结构式支护，主要为灌注桩与PRC桩支护；对于钢结构式主要有SMW工法桩、钢板桩以及组合式结构。混凝土结构式支护的优点为：施工质量有保证、不受工期限制，缺点为不可回收，造价相对较高，对于短期临时工程性价比较差，特别是对于PRC桩，虽然解决了施工便捷的问题，但因不可回收，也存在经济性问题；钢结构式支护优点为施工快捷，拆装方便，可收回利用，缺点为受工期限制较大，施工工期管理存在较大的风险，特别是对于地层也有着较高的要求，土层存在较硬层时会存在着打插困难，对设备要求较高，混凝土桩则对于土层适用性较好。

对此，目前亦提出装配式钢结构支撑(例如鱼腹梁支撑系统)，该系统在大跨度大空间的基坑中有着较好适用性，但该种体系依然存在着安装技术要求较高，长期租赁费用昂贵等常见问题，依然给其广泛应用产生了障碍。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种可循环使用的装配式PRC支护结构及支护工艺，以致力于解决背景技术中的全部问题或者之一。

基于上述目的，本发明提供了一种可循环使用的装配式PRC支护结构，包括PRC桩体，还包括：

预制冠梁，预制冠梁由多个混凝土预制块装配连接而成，混凝土预制块内沿高度方向开设有预留桩孔，预留桩孔内圈埋设有预埋钢板，预埋钢板内圈设有梁内螺纹；

预制螺栓，预制螺栓包括螺栓头端和固定于螺栓头端底端的螺栓杆体，螺栓头端外周侧设有与梁内螺纹相匹配的头螺纹，PRC桩体顶端开设有桩体内孔，桩体内孔的内圈设有桩内螺纹，螺栓杆体外周侧设有与桩内螺纹相匹配的杆螺纹。

优选地，还包括连接螺栓，混凝土预制块侧向贯通设有第一预留连接孔，螺栓头端侧向开设有第二预留连接孔，连接螺栓依次插设入第一预留连接孔、第二预留连接孔内卡接。

优选地，混凝土预制块两端分别设有凹接部和凸接部，以通过凸接部贴合伸入相邻混凝土预制块的凹接部内卡接装配。

优选地，凹接部两侧贯通设有第一预留装配孔，凸接部侧向贯通设有第二预留装配孔，依次沿第一预留装配孔、第二预留装配孔贯穿插设有固定杆件。

优选地，第一预留装配孔、第二预留装配孔由上至下布设有至少两个。

优选地，螺栓头端顶部设有十字凹槽。

优选地，预埋钢板设计呈与预留桩孔内圈相适应的环形形状。

优选地，预制冠梁侧端布设有若干个预留锚孔。

一种可循环使用的装配式PRC支护工艺，包括以下步骤：

a：冠梁预制，进行多尺寸型号的混凝土预制块模数化预制；

b：将预制好的混凝土预制块运送至场地，在场地内放样安放至设计标高，进行轴线定位，完成冠梁的装配安装；

c：将可回收的PRC桩体通过冠梁顶部的预留桩孔，打入场地土层；

d：PRC桩打设完毕后，利用预制螺栓分别拧入预留桩孔、桩体内孔内装配卡接，将桩与冠梁形成整体，然后进行锚杆的施工，最后形成一整套的支护系统；

e：基坑施工完毕后，先进行锚杆的拆除，再进行预制螺栓的拧出回收，冠梁的起吊回收，最后将PRC桩体拔出回收，检测合格后进行下一工程的应用，继而形成一整套可回收的PRC桩支护系统。

优选地，冠梁中非模数长度区段可采用钢构件或者现浇构件。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，主要有三部分组成：1、可回收使用的PRC桩体；2、开设有预留桩孔的混凝土预制冠梁；3、预制螺栓装置，具有施工便捷、可循环回收利用，且使用过程不受工期限制、造价低，绿色环保经济的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的预制冠梁的俯视结构示意图；

图3为本发明的预制冠梁转角位置处的俯视结构示意图；

图4为本发明的预制冠梁的侧视结构示意图；

图5为本发明的混凝土预制块的俯视结构示意图；

图6为本发明的混凝土预制块的侧视结构示意图；

图7为本发明的预制螺栓的结构示意图；

图8为本发明的预制螺栓的俯视图；

图9为本发明的桩体内孔的结构示意图。

图中：1、PRC桩体；2、预制冠梁；21、混凝土预制块；211、凹接部；212、凸接部；3、预留桩孔；31、梁内螺纹；4、预埋钢板；5、预制螺栓；51、螺栓头端；511、头螺纹；52、螺栓杆体；521、杆螺纹；6、桩体内孔；61、桩内螺纹；7、连接螺栓；8、第一预留连接孔；9、第二预留连接孔；10、第一预留装配孔；11、第二预留装配孔；12、十字凹槽；13、预留锚孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

一种可循环使用的装配式PRC支护结构，如图1至图9所示，包括PRC桩体1，还包括预制冠梁2，预制冠梁2由多个混凝土预制块21装配连接而成，混凝土预制块21内沿高度方向开设有预留桩孔3，预留桩孔3内圈埋设有预埋钢板4，预埋钢板4内圈设有梁内螺纹31，设置有预制螺栓5，预制螺栓5包括螺栓头端51和固定于螺栓头端51底端的螺栓杆体52，螺栓头端51外周侧设有与梁内螺纹31相匹配的头螺纹511，PRC桩体1顶端开设有桩体内孔6，桩体内孔6的内圈设有桩内螺纹61，螺栓杆体52外周侧设有与桩内螺纹61相匹配的杆螺纹521。

本发明通过设置PRC桩体1和预制冠梁2，特别的，预制冠梁2由多个混凝土预制块21装配连接而成，混凝土预制块21内沿高度方向开设有预留桩孔3，预留桩孔3内圈埋设有预埋钢板4，预埋钢板4采用不锈钢材质制成，一方面利于后续装配件拔插装设，另一方面利于进一步增加混凝土结构的预制冠梁2强度，预埋钢板4内圈设有梁内螺纹31，另外设置有预制螺栓5，预制螺栓5包括螺栓头端51和一体固定于螺栓头端51底端的螺栓杆体52，螺栓头端51外周侧设有与梁内螺纹31相匹配的头螺纹511，同时PRC桩体1顶端开设有桩体内孔6，桩体内孔6的内圈设有桩内螺纹61，螺栓杆体52外周侧设有与桩内螺纹61相匹配的杆螺纹521，从而PRC桩体1顶部沿装配好的预制冠梁2上的预留桩孔3通入，PRC桩体1底部打入场地土层支撑，再将预制螺栓5沿预留桩孔3拧入，螺栓杆体52伸入桩体内孔6内，以使杆螺纹521啮合连接于桩内螺纹61，螺栓头端51伸入预留桩孔3内，以使头螺纹511啮合连接于梁内螺纹31，完成PRC桩体1和预制冠梁2的稳定连接，优选的，预制螺栓5采用变截面设计，且同样采用钢材料制成，以进一步利于桩与冠稳固连接支护，回收时再将预制螺栓5拧出，将预制冠梁2起吊拆解，预制冠梁2由于采用混凝土结构和少量嵌设的预埋钢板4预制装配构成，结构、强度稳定，另一方面相对于纯钢结构梁，费用节省很大，且钢结构在地下工程中易受侵蚀寿命有限，一般两三年就必须报废更换，而混凝土结构梁自身不受力，可用很多年，且混凝土结构自重更大，也利于抵压承重以稳定支护，最后将PRC桩体1拔出回收，PRC桩体1本身抗拔拉能力较强，以此实现PRC桩体1、预制冠梁2、预制螺栓5的重复循环回收使用，由此，相对于传统的混凝土结构式支护、钢结构式支护以及现有的装配式钢结构支护，施工装配便捷、可循环回收利用，且使用过程不受工期限制，又造价低廉，有效的解决当前支护选型中存在的问题。

在本发明的实施例中，如图4和图7所示，还设置有连接螺栓7，混凝土预制块21侧向贯通设有第一预留连接孔8，螺栓头端51侧向开设有第二预留连接孔9，从而装配连接好PRC桩体1和预制冠梁2后，再通过连接螺栓7依次插设入第一预留连接孔8、第二预留连接孔9内卡接，以利于进一步稳固连接。

在本发明的实施例中，如图5和图6所示，混凝土预制块21两端分别设有凹接部211和凸接部212，从而通过凸接部212贴合伸入相邻混凝土预制块21的凹接部211内卡接装配，以实现各混凝土预制块21依次稳固装配连接形成整体的预制冠梁2，其中转角处的混凝土预制块21如图所示。

在本发明的实施例中，如图5和图6所示，凹接部211两侧贯通设有第一预留装配孔10，凸接部212侧向贯通设有第二预留装配孔11，从而依次沿第一预留装配孔10、第二预留装配孔11贯穿插设入固定杆件，固定杆件也选用钢制材料制成，以实现各混凝土预制块21之间的稳固装配连接。

在本发明的实施例中，如图6所示，第一预留装配孔10、第二预留装配孔11由上至下布设有至少两个。

在本发明的实施例中，如图8所示，螺栓头端51顶部设有十字凹槽12，以供使用工具便捷拧动螺栓头端51转入或转出。

在本发明的实施例中，预埋钢板4设计呈与预留桩孔3内圈相适应的环形形状。

在本发明的实施例中，预制冠梁2侧端布设有若干个预留锚孔13，以供锚杆穿入施工起吊使用。

本发明还提供了一种可循环使用的装配式PRC支护工艺，包括以下步骤：

a：冠梁预制，进行多尺寸型号的混凝土预制块21模数化预制；

只需进行首次预制，后期基坑设计时可根据冠梁型号进行选用，从而进行现场预制；

b：将预制好的混凝土预制块21运送至场地，在场地内放样安放至设计标高，进行轴线定位，完成冠梁的装配安装；

c：将可回收的PRC桩体1通过冠梁顶部的预留桩孔3，打入场地土层；打入到设计高程；

d：PRC桩打设完毕后，利用预制螺栓5分别拧入预留桩孔3、桩体内孔6内装配卡接，具体的，利用连接螺栓7穿入第一预留连接孔8、第二预留连接孔9，固定杆件穿入第一预留装配孔10、第二预留装配孔11，将桩与冠梁形成整体，然后进行锚杆的施工，最后形成一整套的支护系统；

e：基坑施工完毕后，先进行锚杆的拆除，再进行预制螺栓5的拧出回收，冠梁的起吊回收，最后将PRC桩体1拔出回收，检测合格后进行下一工程的应用，继而形成一整套可回收的PRC桩支护系统。

其中，冠梁中非模数长度区段可采用钢构件或者现浇构件。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可循环使用的装配式PRC支护结构，包括PRC桩体，其特征在于，还包括：

预制冠梁，所述预制冠梁由多个混凝土预制块装配连接而成，所述混凝土预制块内沿高度方向开设有预留桩孔，所述预留桩孔内圈埋设有预埋钢板，所述预埋钢板内圈设有梁内螺纹；

预制螺栓，所述预制螺栓包括螺栓头端和固定于所述螺栓头端底端的螺栓杆体，所述螺栓头端外周侧设有与所述梁内螺纹相匹配的头螺纹，所述PRC桩体顶端开设有桩体内孔，所述桩体内孔的内圈设有桩内螺纹，所述螺栓杆体外周侧设有与所述桩内螺纹相匹配的杆螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，还包括连接螺栓，所述混凝土预制块侧向贯通设有第一预留连接孔，所述螺栓头端侧向开设有第二预留连接孔，所述连接螺栓依次插设入所述第一预留连接孔、所述第二预留连接孔内卡接。

3.根据权利要求1所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述混凝土预制块两端分别设有凹接部和凸接部，以通过所述凸接部贴合伸入相邻所述混凝土预制块的所述凹接部内卡接装配。

4.根据权利要求3所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述凹接部两侧贯通设有第一预留装配孔，所述凸接部侧向贯通设有第二预留装配孔，依次沿所述第一预留装配孔、所述第二预留装配孔贯穿插设有固定杆件。

5.根据权利要求4所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述第一预留装配孔、所述第二预留装配孔由上至下布设有至少两个。

6.根据权利要求1所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述螺栓头端顶部设有十字凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述预埋钢板设计呈与所述预留桩孔内圈相适应的环形形状。

8.根据权利要求1所述的一种可循环使用的装配式PRC支护结构，其特征在于，所述预制冠梁侧端布设有若干个预留锚孔。

9.采用权利要求1-8任一项所述可循环使用的装配式PRC支护结构的支护工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a：冠梁预制，进行多尺寸型号的所述混凝土预制块模数化预制；

b：将预制好的所述混凝土预制块运送至场地，在场地内放样安放至设计标高，进行轴线定位，完成冠梁的装配安装；

c：将可回收的所述PRC桩体通过冠梁顶部的所述预留桩孔，打入场地土层；

d：PRC桩打设完毕后，利用所述预制螺栓分别拧入所述预留桩孔、所述桩体内孔内装配卡接，将桩与冠梁形成整体，然后进行锚杆的施工，最后形成一整套的支护系统；

e：基坑施工完毕后，先进行锚杆的拆除，再进行所述预制螺栓的拧出回收，冠梁的起吊回收，最后将所述PRC桩体拔出回收，检测合格后进行下一工程的应用，继而形成一整套可回收的PRC桩支护系统。

10.根据权利要求9所述的一种可循环使用的装配式PRC支护工艺，其特征在于，冠梁中非模数长度区段可采用钢构件或者现浇构件。