CN115162358A - 一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下基坑工程技术领域，涉及一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系及施工方法。基坑工程装配式钢混组合支撑体系包括沿基坑的长度方向间隔布置的多个支撑单元，支撑单元包括钢混组合支撑梁、组合盖板、端部混凝土八字撑、垫梁、钢立柱、支撑横梁、支撑托座和千斤顶；钢混组合支撑梁包括H型钢、封头板、端头板以及混凝土加固结构，H型钢包括两个翼缘板和腹板，两个翼缘板上设有一一对应的多个连接孔，封头板、端头板以及腹板之间的空间浇筑有混凝土；混凝土加固结构包括与翼缘板连接的连杆、与连杆连接且在上下方向间隔布置的加固筋以及浇筑在翼缘板与腹板之间的将所述连杆与加固筋包覆的混凝土。本发明具有较高的支撑强度，节省成本。

Description

一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系及施工方法

技术领域

本发明属于地下基坑工程技术领域，尤其涉及一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系及施工方法。

背景技术

随着城镇化水平提高，越来越多的深基坑工程集中在建筑密度大、人口密集的环境中，施工场地狭小，周边环境复杂，“垂直支护结构+水平内支撑体系”成为了深基坑工程中最常用的支护体系。水平内支撑体系按其材料可分为：钢筋混凝土内支撑和钢支撑两类。

钢筋混凝土内支撑具有强度高、刚度大，控制变形能力好等优点，是目前深基坑工程最常用的支撑体系，但存在很多不足：（1）混凝土支撑属于临时工程，在主体结构完工后需要破除外运，材料不能重复利用，整体造价高；（2）费时，工期长：混凝土支撑支模、绑扎钢筋、浇筑振捣、养护以及后期的破除，整个工序长达几个月，严重制约的现场的施工进度；（3）费力，难度大：混凝土支撑施工难度大，使用完成后破除施工，需耗费大量人力物力；（4）不环保，混凝土破除废渣污染环境，破除时有噪声、粉尘、振动。

钢支撑凭其自身重量较轻、安装和拆除便捷、无需养护、可重复利用等优点，近年来应用也更加广泛。目前常见钢支撑主要有H型钢、钢管支撑等。钢管支撑刚度小，不适用大跨度基坑且控制变形能力相对较差，在使用上有较大的局限性；H型钢支撑受截面特征限制，材料强度性能不能全部发挥，造成经济浪费。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系及施工方法。

为实现上述目的，本发明的一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系的技术方案是：

一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系，包括沿基坑的长度方向间隔布置的多个支撑单元，支撑单元包括：

钢混组合支撑梁，沿基坑的长度方向并排间隔设置多个，包括H型钢、连接在H型钢两端的封头板、连接在两个封头板处的端头板以及混凝土加固结构，H型钢包括上下平行布置的翼缘板和垂直连接在两翼缘板之间的腹板，两个翼缘板上设有一一对应的多个连接孔，封头板、端头板以及腹板之间的空间浇筑有混凝土；混凝土加固结构包括设置在腹板两侧且上下两端分别与翼缘板连接的连杆、与连杆连接且在上下方向间隔布置的加固筋以及浇筑在翼缘板与腹板之间的空腔内并将所述连杆与加固筋包覆的混凝土；

组合盖板，设置在沿基坑长度方向并排间隔布置的钢混组合支撑梁的上方，并同时与各钢混组合支撑梁可拆连接；

端部混凝土八字撑，设置在钢混组合支撑梁的两端，包括三角传力件、混凝土支撑梁和立柱桩，立柱桩位于混凝土支撑梁的下方以用于支承混凝土支撑梁，混凝土支撑梁用于与围护墙一体浇筑成型；

垫梁，设置在端部混凝土八字撑与对应的钢混组合支撑梁之间，垫梁一侧与混凝土支撑梁或三角传力件内的预埋螺栓固定连接，垫梁的另一侧与各钢混组合支撑梁的端头板连接；

千斤顶，设置在钢混组合支撑梁上。

进一步的，同一个支撑单元中，钢混组合支撑梁沿基坑的宽度方向并排设置有多个，在基坑的宽度方向上，相邻两个钢混组合支撑梁的端头板通过紧固螺栓连接，连接部位的上方和下方均设有所述组合盖板；在基坑的宽度方向上，处于跨中部位的两个钢混组合支撑梁之间连接有所述垫梁，所述千斤顶设置在跨中部位。

进一步的，同一个支撑单元中，任意相邻的两个钢混组合支撑梁之间均连接有桁架梁，桁架梁包括梁腹板、连接在梁腹板两端的端板以及与端板连接的U形连接板，梁腹板倾斜布置在两个相互平行的H型钢之间，U形连接板上的U形槽卡在H型钢的两翼缘板外，U形连接板与H型钢通过连接螺栓紧固连接，U形连接板、端板以及梁腹板之间还连接有加固肋。

进一步的，同一个钢混组合支撑梁上连接有两个桁架梁，两个桁架梁在钢混组合支撑梁的长度方向上对称布置。

进一步的，混凝土支撑梁内预埋有多个角钢挑撑，与端部混凝土八字撑连接的垫梁支撑放置在角钢挑撑上，与该垫梁连接的端头板部分支撑放置在角钢挑撑上。

进一步的，混凝土支撑梁包括连接在三角传力件顶点处的中间支撑梁、对称布置在中间支撑梁两侧的边侧支撑梁、连接边侧支撑梁与中间支撑梁的中间连接梁以及连接边侧支撑梁与围护墙的边侧连接梁；两个边侧支撑梁的一端与三角传力件连接，另一端与围护墙连接；两个中间连接梁与中间支撑梁形成十字形支撑结构；边侧连接梁、边侧支撑梁和围护墙之间围成三角形加固区，三角形加固区中浇筑有混凝土。

进一步的，还包括多根钢立柱，钢立柱用于插入在基坑地面内，钢立柱上连接有托座件，托座件的上方连接有支撑横梁，所述钢混组合支撑梁放置在支撑横梁上并与支撑横梁连接；钢混组合支撑梁的背向支撑横梁的一侧连接有上限位角钢，支撑横梁的背向钢混组合支撑梁的一侧连接有与上限位角钢对应的下限位角钢，上限位角钢与下限位角钢通过螺杆与螺母连接，以限制钢混组合支撑梁在水平方向和竖直方向移动。

本发明的一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法的技术方案是：

一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法，包括以下施工步骤：

步骤一、根据设计图纸进行测量放线；测量放线包括轴线和标高，轴线的测量放线是沿钢混组合支撑梁的轴线方向，测量两端的端部混凝土八字撑三角传力件之间的距离，确定钢混组合支撑梁的安装长度；标高的测量放线是确定钢立柱上托座件、支撑横梁以及端部混凝土八字撑内预埋的角钢挑撑的标高；

步骤二、支撑拼装；先根据各支撑轴线实测结果和分节图，确定组合盖板和桁架梁的安装间距，选择合适规格的桁架梁；然后确定对应支撑的吊装长度，在支撑堆场进行预拼装；

步骤三、构件安装；包括托座件、支撑横梁、垫梁、钢混组合支撑梁、千斤顶和限位装置的安装，托座件承受支撑横梁和钢混组合支撑梁的荷载，采用高强螺栓连接在对应的钢立柱上；垫梁安装在角钢挑撑上，紧贴混凝土支撑面，垫梁的轴线与钢混组合支撑梁的轴线垂直；钢混组合支撑梁放置在支撑横梁上，并通过螺栓与支撑横梁安装，各个支撑横梁的上面在同一个平面内，依次把预拼装好的钢混组合支撑梁从两端向中部合拢安装，钢混组合支撑梁节段之间、钢混组合支撑梁和垫梁之间用螺栓连接；千斤顶安装在钢混组合支撑梁跨中部位，用于调节并消除跨中部位处的缝隙；限位装置包括对应的上限位角钢和下限位角钢，上限位角钢连接在钢混组合支撑梁上部，下限位角钢连接在支撑横梁的下部，上限位角钢与对应的下限位角钢之间通过螺杆连接，对钢混组合支撑梁进行水平和竖直方向的限位；

步骤四、在钢混组合支撑梁安装完成，端部混凝土八字支撑达到强度后进行预加力的施加；采用电动泵加载和自动伺服装置，每组千斤顶同时施加预加力，在外界条件变化引起轴力变化时，人工通过电动泵补压，自动伺服装置自动进行压力调节；

步骤五、后浇混凝土；在钢混组合支撑梁的对接连接区段、钢混组合支撑梁与垫梁连接区段后浇混凝土；

步骤六、千斤顶卸载；卸载千斤顶预加力前，把对应限位角钢处的螺栓拧松，避免轴力在约束节点残余，卸载时，每组千斤顶同步卸载；

步骤七、整个钢混组合支撑拆除。

优选的，预加力分三级加载，分别为预加力的40%、30%、30%，卸载时，进行分级卸载，第一级卸载预加力的30%，第二级卸载预加力的30%，第三级卸载预加力的40%。

优选的，后浇混凝土前，将钢混组合支撑梁上连接螺栓、腹板和翼缘板部分用胶带粘贴隔离。

本发明的有益效果是：

1、相较于钢筋混凝土支撑和纯型钢支撑，本发明的优势在于钢混组合支撑梁可以全部工厂预制加工，预制构件的吊装和连接方式与钢构件类似，现场只需少量补填或完全不填混凝土，即可达到较高的预制化、装配化水平。

2、钢混组合支撑梁其承载力、刚度及延性均优于纯钢结构或钢筋混凝土结构，与型钢混凝土相比，具有构件可预制化程度高、节点连接方便、无模板等优点。

3、钢混组合支撑梁将钢与混凝土组合在一起，彼此协同工作，混凝土提高开口截面钢的局部稳定性。通过增加整个截面的抗弯和抗扭刚度提高纯钢构件的整体稳定性；混凝土填充在H型钢腹腔内，起到组合受力的同时，解决了钢结构防火、防腐和耐久性的问题。

4、端部采用混凝土支撑，中部采用钢混组合支撑，混凝土支撑可随冠梁一起施工；跨中先开挖出土通道，然后即可快速连接钢混组合支撑梁，形成对撑效果；而且针对大跨度基坑，可以减少钢混组合支撑净跨，进而扩大两道对撑间的水平间距，便于土方开挖施工；同时端部采用混凝土八字撑，针对不规则基坑可以有效调节方向，进而使得钢混组合支撑轴向受力更明确。

5、减少混凝土和型钢的使用量，节省成本，各个构件之间采用螺栓紧固连接，施工完成后破除方便，能够减少粉尘的产生，更加环保。

附图说明

图1是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系的整体结构示意图；

图2是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中钢混组合支撑梁的结构示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是图2的A-A剖面图；

图5是图3的B-B剖面图；

图6是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中桁架梁的俯视图；

图7是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中桁架梁与钢混组合支撑梁的连接构造图；

图8是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中组合盖板的俯视图；

图9是图8的右视图；

图10是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中垫梁的结构示意图；

图11是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中垫梁与钢混组合支撑梁、端部混凝土八字撑之间的连接构造图；

图12是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中相邻两个钢混组合支撑梁之间的连接构造图；

图13是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中钢混组合支撑梁、钢立柱、托座件和支撑横梁的连接构造图；

图14是本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系中钢混组合支撑梁限位处的构造示意图。

附图标记：1-钢混组合支撑梁，2-H型钢，3-端头板，4-封头板，5-连杆，6-加固筋，7-包覆混凝土，8-端部混凝土八字撑，9-垫梁，10-三角传力件，11-连接孔，12-千斤顶，13-桁架梁，14-梁腹板，15-U形连接板，16-加固肋，17-盖板加劲肋，18-角钢挑撑，19-预埋螺栓，20-支撑横梁，21-托座件，22-高强螺栓，23-固定孔，24-上限位角钢，25-下限位角钢，26-系杆，27-钢立柱，28-围护墙，29-组合盖板，30-端头板加劲肋，31-水平钢板，32-竖直钢板，33-穿孔，34-垫梁加劲肋，35-安装孔，36-混凝土支撑梁，37-立柱桩，38-三角形加固区，39-端板。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系的具体实施例：

如图1所示，基坑工程装配式钢混组合支撑体系包括设置在基坑四周的围护墙28和多个支撑单元，支撑单元沿基坑的长度方向上间隔布置有多个，支撑单元的两端与相互平行的两面围护墙28连接。每个支撑单元均包括多节钢混组合支撑梁1、组合盖板29、垫梁9、端部混凝土八字撑8和千斤顶12。

如图2、图3、图4和图5所示，钢混组合支撑梁1包括H型钢2、连接在H型钢2两端的封头板4、连接在两个封头板4处的端头板3以及混凝土加固结构。H型钢2包括上下平行布置的翼缘板和垂直连接在两翼缘板之间的腹板，两个翼缘板上设有上下一一对应的多个连接孔11，连接孔11也可以用作减重孔。端头板3的朝向封头板4的一侧焊接连接有端头板加劲肋30，端头板3上设有多个与连接孔11的轴线垂直的固定孔23。如图4所示，混凝土加固结构包括设置在腹板两侧且上下两端分别与翼缘板连接的连杆5、与连杆连接且在上下方向间隔布置的多根加固筋6以及浇筑在翼缘板与腹板之间的空腔内的包覆混凝土7，包覆混凝土7将连杆5与加固筋6包覆。包覆混凝土7对钢混组合支撑梁1的承载力的贡献主要在于其抑制了H型钢2的局部屈曲，提高了钢混组合支撑梁1的整体稳定性和刚度。因此可以采用低强度的轻质混凝土，以减少大跨度组合梁的自重、降低起吊重量，可不计包覆混凝土对抗弯承载力的作用。当根据具体涉及需要计入混凝土对承载力的贡献时，混凝土强度等级不宜低于C20。

如图1所示，组合盖板29水平设置在沿基坑长度方向并排间隔布置的钢混组合支撑梁1的上方，并同时与各钢混组合支撑梁可拆连接。具体的，如8和图9所示，组合盖板包括水平钢板31、立设在水平钢板31上的两块间隔布置的竖直钢板32，两块竖直钢板32的相对的一侧以及两块竖直钢板32的相背的一侧均焊接有沿基坑长度方向间隔布置的盖板加劲肋17，水平钢板31和竖直钢板32上还设有多个穿孔33。本实施例中，组合盖板29设置的位置有两处，其中一处设置在沿基坑宽度方向上相邻两个钢混组合支撑梁1的连接位置处，另外一处设置在各H型钢2的上方。如图12所示，相邻两个钢混组合支撑梁1在对接时，两个端头板3抵靠在一起，并采用连接杆通过端头板3上的固定孔将两个端头板3连接，在两个端头板3的上方和下方均设置组合盖板29，组合盖板29的水平钢板31将两个端头板3之间的对接缝隙覆盖，同时上下对应的两个水平钢板31与端头板3通过紧固螺栓连接，两个水平钢板31与端头板3、对应的封头板4和H型钢2围成的空腔内浇筑有混凝土。位于H型钢2上方的组合盖板29则通过水平钢板与H型钢2的翼缘板通过紧固螺栓连接固定。

如图10所示，垫梁9包括工字钢和连接在工字钢两个翼板之间的多个垫梁加劲肋34，垫梁加劲肋34沿垫梁9的长度方向平行间隔布置，且均与工字钢的腹板焊接。垫梁9的翼板上设有多个安装孔35，本实施例中，垫梁9主要设置在整个支撑体系的跨中加压部位和端部部位。设置在端部部位时，连接钢混组合支撑梁1和端部混凝土八字撑8；设置在跨中部位时，设有三组，中间的垫梁分别与两侧的垫梁连接，两侧的垫梁分别与跨中部位的两个对应的钢混组合支撑梁连接。千斤顶12便设置在跨中加压部位，用于施加预加力。

如图1所示，端部混凝土八字撑8设置在钢混组合支撑梁的两端，包括三角传力件10、混凝土支撑梁36和立柱桩37，立柱桩37位于混凝土支撑梁36的下方以用于支承混凝土支撑梁36，立柱桩37由钻孔灌注桩、格构柱组成，混凝土支撑梁36与围护墙28一体浇筑成型；三角传力件主要改变受力方向。本实施例中，混凝土支撑梁36包括连接在三角传力件10顶点处的中间支撑梁、对称布置在中间支撑梁两侧的边侧支撑梁、连接边侧支撑梁与中间支撑梁的中间连接梁以及连接边侧支撑梁与围护墙的边侧连接梁；两个边侧支撑梁的一端与三角传力件连接，另一端与围护墙28连接；两个中间连接梁与中间支撑梁形成十字形支撑结构；边侧连接梁、边侧支撑梁和围护墙28之间围成三角形加固区38，三角形加固区38中浇筑有混凝土。

如图11所示，三角传力件10内预埋有多个呈L形的预埋螺栓19和多个角钢挑撑18，预埋螺栓19和角钢挑撑18均部分伸出三角传力件10外。设置在端部部位的垫梁9支撑放置在角钢挑撑18上，并且与预埋螺栓19紧固连接，位于端部部位的钢混组合支撑梁1的端头板3部分支撑放置在角钢挑撑18上，并与该处的垫梁9通过紧固螺栓连接。

如图1所示，同一个支撑单元中，任意相邻的两个钢混组合支撑梁之间均连接有桁架梁。如图6和图7所示，桁架梁13包括梁腹板14、连接在梁腹板14两端的端板39以及与端板39连接的U形连接板15，梁腹板14倾斜布置在两个相互平行的H型钢2之间，U形连接板15上的U形槽卡在H型钢2的两翼缘板外，U形连接板15与H型钢2通过连接螺栓紧固连接，U形连接板15、端板39以及梁腹板14之间还连接有加固肋16。同一个钢混组合支撑梁1上连接有两个桁架梁13，两个桁架梁13在钢混组合支撑梁1的长度方向上对称布置。

整个钢混组合支撑体系还包括多根钢立柱27，钢立柱27也采用H型钢材，土质较好时一般直接插入土体，插入深度不小于5m；软弱土层下，应插入灌注桩内。如图13所示，钢立柱27通过高强螺栓22上连接有托座件21，托座件21的上方连接有支撑横梁20，支撑横梁20为工字钢结构，钢混组合支撑梁1放置在支撑横梁20上并通过螺栓与支撑横梁20连接。如图14所示，钢混组合支撑梁1的背向支撑横梁20的一侧连接有上限位角钢24，支撑横梁20的背向钢混组合支撑梁1的一侧连接有与上限位角钢24对应的下限位角钢25，上限位角钢24与下限位角钢25通过系杆26连接，系杆26为螺杆，螺杆的两端螺纹连接有螺母，以限制钢混组合支撑梁1在水平方向和竖直方向移动。

相较于钢筋混凝土支撑和纯型钢支撑，本发明的优势在于钢混组合支撑梁可以全部工厂预制加工，预制构件的吊装和连接方式与钢构件类似，现场只需少量补填或完全不填混凝土，即可达到较高的预制化、装配化水平。钢混组合支撑梁其承载力、刚度及延性均优于纯钢结构或钢筋混凝土结构，与型钢混凝土相比，具有构件可预制化程度高、节点连接方便、无模板等优点。钢混组合支撑梁将钢与混凝土组合在一起，彼此协同工作，混凝土提高开口截面钢的局部稳定性。通过增加整个截面的抗弯和抗扭刚度提高纯钢构件的整体稳定性；混凝土填充在H型钢腹腔内，起到组合受力的同时，解决了钢结构防火、防腐和耐久性的问题。端部采用混凝土支撑，中部采用钢混组合支撑，混凝土支撑可随冠梁一起施工；跨中先开挖出土通道，然后即可快速连接钢混组合支撑梁，形成对撑效果；而且针对大跨度基坑，可以减少钢混组合支撑净跨，进而扩大两道对撑间的水平间距，便于土方开挖施工；同时端部采用混凝土八字撑，针对不规则基坑可以有效调节方向，进而使得钢混组合支撑轴向受力更明确。另外，整个钢混组合支撑体系能减少混凝土和型钢的使用量，节省成本，各个构件之间采用螺栓紧固连接，施工完成后破除方便，能够减少粉尘的产生，更加环保。

本发明的一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法的具体实施例：

需要说明的是，本发明的基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法用于施工上述各实施例所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，具体包括以下施工步骤：

步骤一、根据设计图纸进行测量放线；测量放线包括轴线和标高，轴线的测量放线是沿钢混组合支撑梁的轴线方向，测量两端的端部混凝土八字撑三角传力件之间的距离，确定钢混组合支撑梁的安装长度；标高的测量放线是确定钢立柱上托座件、支撑横梁以及端部混凝土八字撑内预埋的角钢挑撑的标高；

步骤二、支撑拼装；先根据各支撑轴线实测结果和分节图，确定组合盖板和桁架梁的安装间距，选择合适规格的桁架梁；然后确定对应支撑的吊装长度，在支撑堆场进行预拼装；

步骤三、构件安装；包括托座件、支撑横梁、垫梁、钢混组合支撑梁、千斤顶和限位装置的安装，托座件承受支撑横梁和钢混组合支撑梁的荷载，采用高强螺栓连接在对应的钢立柱上；垫梁安装在角钢挑撑上，紧贴混凝土支撑面，垫梁的轴线与钢混组合支撑梁的轴线垂直；钢混组合支撑梁放置在支撑横梁上，并通过螺栓与支撑横梁安装，各个支撑横梁的上面在同一个平面内，安装误差控制在设计位置±5mm，依次把预拼装好的钢混组合支撑梁从两端向中部合拢安装，钢混组合支撑梁节段之间、钢混组合支撑梁和垫梁之间用螺栓连接；千斤顶安装在钢混组合支撑梁跨中部位，用于调节并消除跨中部位处的缝隙；限位装置包括对应的上限位角钢和下限位角钢，上限位角钢连接在钢混组合支撑梁上部，下限位角钢连接在支撑横梁的下部，上限位角钢与对应的下限位角钢之间通过螺杆连接，对钢混组合支撑梁进行水平和竖直方向的限位；

步骤四、在钢混组合支撑梁安装完成，端部混凝土八字支撑达到强度后进行预加力的施加；采用电动泵加载和自动伺服装置，每组千斤顶同时施加预加力，在外界条件变化引起轴力变化时，人工通过电动泵补压，自动伺服装置自动进行压力调节；

步骤五、后浇混凝土；在钢混组合支撑梁的对接连接区段、钢混组合支撑梁与垫梁连接区段后浇混凝土；浇筑前连接螺栓、H型钢腹板及翼缘板等部位应用胶带粘贴隔离，便于拆除时凿除混凝土；

步骤六、千斤顶卸载；卸载千斤顶预加力前，把对应限位角钢处的螺栓拧松，避免轴力在约束节点残余，卸载时，每组千斤顶同步卸载；

步骤七、整个钢混组合支撑拆除。

其中，在步骤三中，钢混组合支撑梁、垫梁、组合盖板、桁架梁均安装连接好后，位置无误差，然后紧固螺栓。紧固螺栓分2次，初拧和终拧，每次拧紧均应检查钢混组合支撑的轴线和平整度，紧固螺栓采用力矩扳手，螺母拧紧后至少外露2个丝牙。待支撑安装完成后，用水准仪复核整体安装的平整度，确保预加力施加前，安装误差控制在设计范围内。预加力施加后检查螺栓的松动，拧紧所有螺栓。施加预加力前，上、下限位角钢不能拧紧，以防预加力损失在约束节点，待加载完成后再拧紧。

步骤四中预加力施加时，为保证加载均匀，预加力分三级加载，分别为预加力的40%、30%、30%，相应的，在卸载时，进行分级卸载，第一级卸载预加力的30%，第二级卸载预加力的30%，第三级卸载预加力的40%。

步骤七中，千斤顶完全卸载时可进行钢混组合支撑拆除。拆除顺序和安装顺序相反，依次拧开节点处螺栓，塔吊调运至堆场。拆除时注意构件是否在稳定支座上，可根据塔吊的吊装能力，2节或多节依次调运，在堆场拆分成构件。

以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系，包括沿基坑的长度方向间隔布置的多个支撑单元，其特征在于，支撑单元包括：

钢混组合支撑梁，沿基坑的长度方向并排间隔设置多个，包括H型钢、连接在H型钢两端的封头板、连接在两个封头板处的端头板以及混凝土加固结构，H型钢包括上下平行布置的翼缘板和垂直连接在两翼缘板之间的腹板，两个翼缘板上设有一一对应的多个连接孔，封头板、端头板以及腹板之间的空间浇筑有混凝土；混凝土加固结构包括设置在腹板两侧且上下两端分别与翼缘板连接的连杆、与连杆连接且在上下方向间隔布置的加固筋以及浇筑在翼缘板与腹板之间的空腔内并将所述连杆与加固筋包覆的混凝土；

组合盖板，设置在沿基坑长度方向并排间隔布置的钢混组合支撑梁的上方，并同时与各钢混组合支撑梁可拆连接；

端部混凝土八字撑，设置在钢混组合支撑梁的两端，包括三角传力件、混凝土支撑梁和立柱桩，立柱桩位于混凝土支撑梁的下方以用于支承混凝土支撑梁，混凝土支撑梁用于与围护墙一体浇筑成型；

垫梁，设置在端部混凝土八字撑与对应的钢混组合支撑梁之间，垫梁一侧与混凝土支撑梁或三角传力件内的预埋螺栓固定连接，垫梁的另一侧与各钢混组合支撑梁的端头板连接；

千斤顶，设置在钢混组合支撑梁上。

2.根据权利要求1所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，同一个支撑单元中，钢混组合支撑梁沿基坑的宽度方向并排设置有多个，在基坑的宽度方向上，相邻两个钢混组合支撑梁的端头板通过紧固螺栓连接，连接部位的上方和下方均设有所述组合盖板；在基坑的宽度方向上，处于跨中部位的两个钢混组合支撑梁之间连接有所述垫梁，所述千斤顶设置在跨中部位。

3.根据权利要求2所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，同一个支撑单元中，任意相邻的两个钢混组合支撑梁之间均连接有桁架梁，桁架梁包括梁腹板、连接在梁腹板两端的端板以及与端板连接的U形连接板，梁腹板倾斜布置在两个相互平行的H型钢之间，U形连接板上的U形槽卡在H型钢的两翼缘板外，U形连接板与H型钢通过连接螺栓紧固连接，U形连接板、端板以及梁腹板之间还连接有加固肋。

4.根据权利要求3所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，同一个钢混组合支撑梁上连接有两个桁架梁，两个桁架梁在钢混组合支撑梁的长度方向上对称布置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，混凝土支撑梁内预埋有多个角钢挑撑，与端部混凝土八字撑连接的垫梁支撑放置在角钢挑撑上，与该垫梁连接的端头板部分支撑放置在角钢挑撑上。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，混凝土支撑梁包括连接在三角传力件顶点处的中间支撑梁、对称布置在中间支撑梁两侧的边侧支撑梁、连接边侧支撑梁与中间支撑梁的中间连接梁以及连接边侧支撑梁与围护墙的边侧连接梁；两个边侧支撑梁的一端与三角传力件连接，另一端与围护墙连接；两个中间连接梁与中间支撑梁形成十字形支撑结构；边侧连接梁、边侧支撑梁和围护墙之间围成三角形加固区，三角形加固区中浇筑有混凝土。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系，其特征在于，还包括多根钢立柱，钢立柱用于插入在基坑地面内，钢立柱上连接有托座件，托座件的上方连接有支撑横梁，所述钢混组合支撑梁放置在支撑横梁上并与支撑横梁连接；钢混组合支撑梁的背向支撑横梁的一侧连接有上限位角钢，支撑横梁的背向钢混组合支撑梁的一侧连接有与上限位角钢对应的下限位角钢，上限位角钢与下限位角钢通过螺杆与螺母连接，以限制钢混组合支撑梁在水平方向和竖直方向移动。

8.一种基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

步骤一、根据设计图纸进行测量放线；测量放线包括轴线和标高，轴线的测量放线是沿钢混组合支撑梁的轴线方向，测量两端的端部混凝土八字撑三角传力件之间的距离，确定钢混组合支撑梁的安装长度；标高的测量放线是确定钢立柱上托座件、支撑横梁以及端部混凝土八字撑内预埋的角钢挑撑的标高；

步骤二、支撑拼装；先根据各支撑轴线实测结果和分节图，确定组合盖板和桁架梁的安装间距，选择合适规格的桁架梁；然后确定对应支撑的吊装长度，在支撑堆场进行预拼装；

步骤三、构件安装；包括托座件、支撑横梁、垫梁、钢混组合支撑梁、千斤顶和限位装置的安装，托座件承受支撑横梁和钢混组合支撑梁的荷载，采用高强螺栓连接在对应的钢立柱上；垫梁安装在角钢挑撑上，紧贴混凝土支撑面，垫梁的轴线与钢混组合支撑梁的轴线垂直；钢混组合支撑梁放置在支撑横梁上，并通过螺栓与支撑横梁安装，各个支撑横梁的上面在同一个平面内，依次把预拼装好的钢混组合支撑梁从两端向中部合拢安装，钢混组合支撑梁节段之间、钢混组合支撑梁和垫梁之间用螺栓连接；千斤顶安装在钢混组合支撑梁跨中部位，用于调节并消除跨中部位处的缝隙；限位装置包括对应的上限位角钢和下限位角钢，上限位角钢连接在钢混组合支撑梁上部，下限位角钢连接在支撑横梁的下部，上限位角钢与对应的下限位角钢之间通过螺杆连接，对钢混组合支撑梁进行水平和竖直方向的限位；

步骤四、在钢混组合支撑梁安装完成，端部混凝土八字支撑达到强度后进行预加力的施加；采用电动泵加载和自动伺服装置，每组千斤顶同时施加预加力，在外界条件变化引起轴力变化时，人工通过电动泵补压，自动伺服装置自动进行压力调节；

步骤五、后浇混凝土；在钢混组合支撑梁的对接连接区段、钢混组合支撑梁与垫梁连接区段后浇混凝土；

步骤六、千斤顶卸载；卸载千斤顶预加力前，把对应限位角钢处的螺栓拧松，避免轴力在约束节点残余，卸载时，每组千斤顶同步卸载；

步骤七、整个钢混组合支撑拆除。

9.根据权利要求8所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法，其特征在于，预加力分三级加载，分别为预加力的40%、30%、30%，卸载时，进行分级卸载，第一级卸载预加力的30%，第二级卸载预加力的30%，第三级卸载预加力的40%。

10.根据权利要求8所述的基坑工程装配式钢混组合支撑体系的施工方法，其特征在于，后浇混凝土前，将钢混组合支撑梁上连接螺栓、腹板和翼缘板部分用胶带粘贴隔离。

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