CN115538455A - 现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑深基坑混凝土内支撑施工方法，尤其涉及现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法。1)划分现浇区域、预制区域；2)对预制区域内支撑结构进行分解；3)土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖；4)与步骤3同时进行，依据分解方案制作预制构件并养护；5)每个现浇区域开挖完成即进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖；6)现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装：7)据土方开挖顺序，开挖土方至下一层各区域内支撑底标高；8)进行步骤3至步骤7直至完成基坑开挖工程。本发明消除内支撑结构养护工艺间歇，缩短深大基坑施工周期，彻底解决窝工。

Description

现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法

技术领域

本发明涉及建筑深基坑混凝土内支撑施工方法，尤其涉及一种现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法。

背景技术

随着工艺的进步、建筑物高度增加及地下结构增多，深基坑、大型基坑的应用逐年增多，但其施工过程对项目进度目标有很大影响，开挖深度超5m的深大基坑更是作为危大、超规模危险性较大的分部分项工程进行重点控制。带有混凝土内支撑的排桩支护结构在此类项目中得到了广泛的应用，其内支撑施工普遍采用现浇工艺。

采用此工艺的基坑工程整体施工步骤如下：

1、平整场地及排桩结构施工。

2、分区域完成冠梁及第一道内支撑结构施工。

3、第一道内支撑养护达到设计强度要求后，开挖土方至第二道内支撑。

4、施工腰梁及第二道支撑。

5、重复步骤2、步骤3、步骤4，直至开挖至设计深度。

6、由下至上施工主体结构至最下部内支撑结构。

7、换撑及下部土方回填。

8、分段拆除最下部内支撑结构

9、重复步骤7、步骤8，完成主体结构地下部分施工。

此工艺存在如下不足：为了确保基坑稳定，要求以上步骤尽快完成以减少基坑暴露时间，各步骤穿插作业工序衔接十分紧密；步骤2分区域的目的在于便于土方、内支撑等工作管理与组织，形成流水施工；步骤3中，设计要求需同标高各区域内支撑结构全部养护至设计要求强度，才能使支护机构形成整体受力体系，否则将引起支护结构变形过大、导致坍塌等安全事故，但养护期不可避免的造成施工工艺间歇、现场窝工等情况；步骤8，需搭设下部脚手架确保本区域内支撑结构稳固后，采用绳锯等专用设备分段对混凝土结构进行切割，或采用机械拆除、爆破拆除等方式，效率低、危险性高、现场文明施工差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法。减少露天作业、恶劣天气对进度、质量的影响，消除内支撑结构养护工艺间歇，缩短施工工期，提升基坑工程安全性，缩短深大基坑施工周期，彻底解决窝工。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，具体包括如下步骤：

1)根据土方开挖分区图及土方开挖进度计划，划分现浇区域、预制区域；

2)对预制区域内支撑结构进行分解；

3)土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖；

4)与步骤3同时进行，依据分解方案制作预制构件并养护；

5)每个现浇区域开挖完成即进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖；

6)现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装：

7)据土方开挖顺序，开挖土方至下一层各区域内支撑底标高；

8)进行步骤3至步骤7直至完成基坑开挖工程。

作为本发明的进一步改进，所述步骤1)中划分现浇区域、预制区域依据土方开挖分区图进行，总体区域划分与土方开挖分区一致，根据各区域土方开挖工作交付时间进一步划分出现浇区域、预制区域，预制区域的拼装完成时间最迟不晚于全部浇筑区域混凝土养护至设计要求强度。

作为本发明的进一步改进，所述步骤2对预制区域内支撑进行分解时，综合考虑各预制构件的安装与拆除，单个构件重量最大值不大于5t，最大长度不大于运输路线最窄处尺寸，二者取小值；此外，分解部位尽可能位于梁端与格构柱连接处，过大过长的梁只在梁端与格构柱连接处分解不能满足上述重量及尺寸要求时，在中间1/3范围内增设1个分解节点。

作为本发明的进一步改进，所述步骤3制作区域临时道路单独设置，减少场区临时道路运输压力和拥挤；所述制作预制构件及养护工作在有盖厂房内完成，减少雨、雪等不利天气影响；所述制作预制构件及养护工作所用厂房可与前期围护桩钢筋笼制作厂结合，减少措施费投入。

作为本发明的进一步改进，所述步骤5现浇区域内支撑现浇混凝土结构施工与预制厂作业人员均为钢筋工、模板工、混凝土工、力工，有充足的作业人员可实现现浇区域作业面的最大化利用且不会产生窝工，利于缩短现浇区域施工工期；

现浇区域完成后，部分现浇区域作业人员派遣至预制厂进行预制构件的制作，剩余部分人员完成预制区拼装作业，实现了内支撑混凝土结构养护期不窝工。

作为本发明的进一步改进，所述步骤5现浇区域的最后部分采用提高混凝土强度、加早强剂的方式缩短养护时间，缩短工期。

作为本发明的进一步改进，所述步骤6拼装时，预制构件与格构柱之间连接采用快装快拆接头、格构柱同标高上下区域设加强肋的形式进行快速安装。

作为本发明的进一步改进，所述步骤6拼装时根据单节最大重量、尺寸设计移动专用支架便于接口的对准；或采用千斤顶、脚手架、木楔进行对准找正，便于提升拼装效率。

与现有方法相比，本发明的有益效果是：

1、和现有技术相比，在组织管理方面，本发明提供了更多作业面，在基坑内增设了占用基坑内场地时间更短的预制区域，缓解现场缺少作业面压力，缩短工期。基坑外增设制作厂完成预制构件的制作，使混凝土工程施工作业面更多，不同作业面上的作业人员调配更为方便，避免窝工的同时便于现场管理及资源均衡配备，提升人均生产率。

2、和现有技术相比，在工期控制方面，本发明实现了充分利用基坑内作业面，前期利于集中资源完成现浇区域施工；后期利于集中资源完成预制区拼装施工，使两项工序均缩短了绝对工期，缩短了总工期且整个过程混凝土工程无窝工。同时，缩短了基坑裸露时间，提高了安全性。

3、和现有技术相比，本发明增设了场外制作厂，当采用有盖厂房时受恶劣天气影响小，质量更容易保证。

4、和现有技术相比，本发明缩短了预制区域拆除作业时间，提升了现场文明施工及安全性。

预制区域的拆除较现浇区域更快，因为可采用焊接、螺栓连接、钢筋连接、预应力连接技术，较绳锯等专用设备切割混凝土梁效率更高，施工环境更好。同时，缓解后期拆除阶段现场临时道路及设备运输压力。

附图说明

图1是本发明采用混凝土内支撑排桩支护结构的深大基坑示意图；

图2是本发明土方开挖分区示意图；

图3是本发明全现浇结构内支撑施工进度计划图；

图4是本发明现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法进度计划图；

图5是本发明现浇区域、预制区域布置图；

图6是本发明预制区域内支撑分解示意图；

图7是本发明梁段与格构柱连接示意图；

图8是本发明梁段连接示意图。

图中：1-排桩围护结构 2-混凝土内支撑结构 3-混凝土梁 4-格构柱 41-格构柱托板 42-连接内撑 5-预制梁段 51-预埋挂钩 61-钢结构垫板 62连接钢筋 63-混凝土密封胶

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”等仅用于描述目的，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“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。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。

一种现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，具体包括如下步骤：

1)根据土方开挖分区图及土方开挖进度计划，划分现浇区域、预制区域。

划分现浇区域、预制区域依据土方开挖分区图进行，总体区域划分与土方开挖分区一致，根据各区域土方开挖工作交付时间进一步划分出现浇区域、预制区域，预制区域的拼装完成时间最迟不晚于全部浇筑区域混凝土养护至设计要求强度。这样的好处在于：对土方开挖工作的施工部署影响最小，更易于各区域的施工管理。

2)对预制区域内支撑结构进行分解。

对预制区域内支撑进行分解时，综合考虑各预制构件的安装与拆除，单个构件重量最大值不大于5t，最大长度不大于运输路线最窄处尺寸，二者取小值；此外，分解部位尽可能位于梁端与格构柱连接处，过大过长的梁只在梁端与格构柱连接处分解不能满足上述重量及尺寸要求时，在中间1/3范围内增设1个分解节点。

3)土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖。

土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖。因为预制区域混凝土结构施工期间对现场临时道路、作业面的需求很小，因此可根据临时道路情况布置更多的挖土设备，缩短各区域土方开挖绝对工期，利于缩短总工期、利于现场文明施工。

优选的，制作区域临时道路可单独设置，减少场区临时道路运输压力和拥挤，利于更快的完成步骤3。

优选的，所述制作预制构件及养护工作可以在有盖厂房内完成，减少雨、雪等不利天气影响。

优选的，所述制作预制构件及养护工作所用厂房可与前期围护桩钢筋笼制作厂结合，减少措施费投入。

4)与步骤3同时进行，依据分解方案制作预制构件并养护。

制作预制构件及养护可在基坑边线外进行，不占用基坑土方开挖作业面，开始时间不再受限于该区域土方开完完成时间，因此可以与步骤3同步进行；因在基坑边线外进行预制，创造了更多的混凝土工程施工作业面，不再紧邻土方开挖作业的作业环境减少安全隐患、利于质量控制、提升工作效率；预制厂的混凝土工程施工作业面可在前期现浇区域不具备施工条件是容纳剩余作业人员，避免窝工。

5)每个现浇区域开挖完成即进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖。

进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖。现浇区域内支撑现浇混凝土结构施工与预制厂作业人员均为钢筋工、模板工、混凝土工、力工，有充足的作业人员可实现现浇区域作业面的最大化利用且不会产生窝工，利于缩短现浇区域施工工期。现浇区域完成后，部分现浇区域作业人员可派遣至预制厂进行预制构件的制作，剩余部分人员完成预制区拼装作业，实现了内支撑混凝土结构养护期不窝工。

优选的，现浇区域的最后部分可采用提高混凝土强度、加早强剂等方式缩短养护时间，缩短工期。

6)现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装。

现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装。因为预制构件已在制作厂完成养护，拼装可采用汽车吊、叉车等成型机械及其它专用机械进行现场拼装，所需时间远远小于现浇及养护所需时间，因此能够大幅度缩短工期；预制构件与格构柱之间的连接采用焊接法、钢筋连接、螺栓连接、卡扣式、预应力连接等多种快速连接方式实现；

优选的，拼装时，预制构件与格构柱之间连接也可采用快装快拆接头、格构柱同标高上下区域设加强肋的形式进行快速安装。

优选的，拼装时可根据单节最大重量、尺寸设计可移动专用支架便于接口的对准，也可采用千斤顶、脚手架、木楔等常规方式进行对准找正，便于提升拼装效率。

7)据土方开挖顺序，开挖土方至下一层各区域内支撑底标高；

8)进行步骤3至步骤7直至完成基坑开挖工程。

本发明预制区域的拆除较现浇区域更快，因为可采用焊接、螺栓连接、钢筋连接、预应力连接技术，较绳锯等专用设备切割混凝土梁效率更高，施工环境更好。同时，缓解后期拆除阶段现场临时道路及设备运输压力。

【实施例】

如图1～8所示，一种现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，具体包括如下步骤：

图1为某深大基坑工程示意图，基坑宽120m，长240m，深35m，支护结构采用了带有混凝土内支撑的排桩围护结构。具体包括排桩围护结构1、混凝土内支撑结构2、混凝土梁3与格构柱4。

图2为现场土方开挖分区示意图。根据坑底标高、工程量、土质情况土方开挖分为A1区、B1区、C1区、D1区、E区、F区。

图3为现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法进度计划图，图4为现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法进度计划图，均未对原土方进度计划进行修改。

步骤1：根据原有土方开挖分区示意图及土方开挖进度计划，划分现浇区域、预制区域。

如图2所示，土方分区开挖完成顺序依次为A1、B1、C1、D1、E、F，内支撑需在同区域土方工程完成且具备作业面后进行。

如图3所示，当采用内支撑全现浇工艺时，最后完成的F区域内支撑采取了提高一个混凝土强度等级、增加早强剂等常用措施，但工期仍多达92天才能完成单层内支撑结构施工且具备向下开挖条件。

如图4所示，采用本发明技术划分现浇区域、预制区域时，部分内支撑预制减少了对现场临时道路的占用，根据道路使用效率计算，缩短部分区域土方开挖绝对工期，实施例中将D1、E、F三个区域的土方开挖绝对工期调整为15天。然后，依时间顺序将后期完成的F区、E区、D1区域更改为预制区域，直至总工期缩短至预期之内。实施例项目无外界其它工期约束条件，因此选择将工期缩短至F区域土方开挖完成的同一天，完成整层全部区域内支撑施工。并且为最后完成的现浇区域混凝土养护赢得了自由时差，实施例中C1区为采取措施就可以有14天养护期。

划分后的现浇区域、预制区域如图5所示，其中A1、B1、C1为现浇区域，D1、E、F区为预制区域。

步骤2：对预制区域内支撑结构进行分解。

图6为预制区域内支撑分解示意图，如图6所示，根据设计图纸，遵循单个构件重量最大值不大于5t，最大长度不大于运输路线最窄处尺寸，二者取小值。

此外，分解部位尽可能位于梁端与格构柱连接处，过大过长的梁只在梁端与格构柱连接处分解不能满足上述重量及尺寸要求时，在中间1/3范围内增设1个分解点。通过查阅图纸，实施例中梁截面分别为0.9m×1m，拆除期间运输路线最窄处为2.5m位于基坑物料提升设备入口处。

最大长度设计：

5t重、截面0.9m×1m梁长度为：5/(0.9×1×2.1)＝2.645m

拆除期间运输路线最窄处为2.5m。

两者取小值：最长梁段长度2.5m。

对于长度小于2.5m的梁，直接选择将分解节点设置在梁端与格构柱连接处。

对于长度大于2.5m的梁，除了在梁端与格构柱连接处设置分解节点外，在中间1/3范围内增设1个分解点。

如图6所示，图中预制区域的“口”符号为分解节点。

步骤3：土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖。

实施例项目土方开挖时，依据如图4所示进度计划，依次完成了A1、B1、C1、D1、E、F区域的开挖工作。混凝土内支撑现浇施工按区域进行施工。

步骤4：与步骤3同时进行，依据分解方案制作预制构件并养护。

在A1、B1、C1区域具备作业面之前，混凝土作业人员在制作厂参加制作预制构件。制作厂作业人员数量随基坑混凝土工程作业面增多，逐步调遣至A1、B1、C1区域进行施工作业，确保了现浇区域绝对工期。

步骤5：每个现浇区域开挖完成即进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖。

在A1、B1、C1区域土方开挖完成后，调遣混凝土作业人员至各现浇区域进行内支撑混凝土结构现浇施工，部分作业人员由制作厂调遣。使人员配备保证了各现浇区域的绝对工期。

步骤6：现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装。

现浇区域养护、预制区域拼装、制作厂预制构件制作3个均具备作业面，满足配合拼装人数外，调遣现浇区域混凝土作业人员至制作厂进行预制结构制作。拼装时，可采用的焊接法、钢筋连接、螺栓连接、卡扣式、预应力连接等形式。

图7为梁段与格构柱连接示意图，图8为梁段连接示意图，如图7、图8所示，实施例项目结合现场周边材料供应情况，在梁端与格构柱节点选用了卡扣式连接方式，在梁段间分解节点选用了钢筋连接接头。

如图7所示，预制梁段5预制时在端部设置钢板制成的预埋挂钩51，格构柱4与预制梁段5连接处设置格构柱托板41及挂钩、格构柱4内部设置连接内撑42。安装时，将预制梁段5从上而下落入格构柱4上的格构柱托板41及挂钩内，放入钢结构垫板61将预制梁段5与格构柱4间的间隙挤压紧密即可。

如图8所示，梁段连接处由预制梁段5、连接钢筋62、混凝土密封胶63构成，连接钢筋62采用两侧间隔预留的方式，与预制梁段5内原有钢筋重叠时，也可在单侧直接采用原纵向钢筋。

首先将预制梁段5摆正使连接钢筋62对准另一侧预制梁段5的预留孔，接口处预留连接钢筋62外漏长度+100～200操作宽度；将外漏部分的连接钢筋62涂抹植筋胶、两侧预制梁段5接触截面涂抹混凝土密封胶63，推紧两侧预制梁段5完成预制梁段5的连接。预制梁段5连接检验合格后，进行此预制梁与格构柱4的快速拼装。

步骤7：依据土方开挖顺序，开挖土方至下一层各区域内支撑底标高。

步骤8：循环进行步骤3至步骤7直至完成基坑开挖工程。

和现有技术相比，在组织管理方面，本发明提供了更多作业面，在基坑内增设了占用基坑内场地时间更短的预制区域，缓解现场缺少作业面压力，缩短工期。基坑外增设制作厂完成预制构件的制作，使混凝土工程施工作业面更多，不同作业面上的作业人员调配更为方便，避免窝工的同时便于现场管理及资源均衡配备，提升人均生产率。和现有技术相比，在工期控制方面，本发明实现了充分利用基坑内作业面，前期利于集中资源完成现浇区域施工；后期利于集中资源完成预制区拼装施工，使两项工序均缩短了绝对工期，缩短了总工期且整个过程混凝土工程无窝工。同时，缩短了基坑裸露时间，提高了安全性。和现有技术相比，本发明增设了场外制作厂，当采用有盖厂房时受恶劣天气影响小，质量更容易保证。和现有技术相比，本发明缩短了预制区域拆除作业时间，提升了现场文明施工及安全性。

本发明预制区域的拆除较现浇区域更快，因为可采用焊接、螺栓连接、钢筋连接、预应力连接技术，较绳锯等专用设备切割混凝土梁效率更高，施工环境更好。同时，缓解后期拆除阶段现场临时道路及设备运输压力

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)根据土方开挖分区图及土方开挖进度计划，划分现浇区域、预制区域；

2)对预制区域内支撑结构进行分解；

3)土方开挖时，先完成现浇区域土方开挖，后完成预制区域的开挖；

4)与步骤3同时进行，依据分解方案制作预制构件并养护；

5)每个现浇区域开挖完成即进行现浇区域内支撑现浇混凝土结构的施工，同时进行预制区域的后期开挖；

6)现浇区域养护的同时，进行预制区域拼装：

7)根据土方开挖顺序，开挖土方至下一层各区域内支撑底标高；

8)进行步骤3至步骤7直至完成基坑开挖工程。

2.根据权利要求1所述的现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，其特征在于，所述步骤1)中划分现浇区域、预制区域依据土方开挖分区图进行，总体区域划分与土方开挖分区一致，根据各区域土方开挖工作交付时间进一步划分出现浇区域、预制区域，预制区域的拼装完成时间最迟不晚于全部浇筑区域混凝土养护至设计要求强度。

3.据权利要求1所述的现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，其特征在于，所述步骤2对预制区域内支撑进行分解时，综合考虑各预制构件的安装与拆除，单个构件重量最大值不大于5t，最大长度不大于运输路线最窄处尺寸，二者取小值；此外，分解部位位于梁端与格构柱连接处，过大过长的梁只在梁端与格构柱连接处分解；不能满足上述重量及尺寸要求时，在中间1/3范围内增设1个分解节点。

4.据权利要求1所述的现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，其特征在于，所述步骤5现浇区域内支撑现浇混凝土结构施工与预制厂作业人员均为钢筋工、模板工、混凝土工、力工；现浇区域完成后，部分现浇区域作业人员派遣至预制厂进行预制构件的制作，剩余人员完成预制区拼装作业。

5.据权利要求1所述的现浇与预制相结合的混凝土内支撑结构施工方法，其特征在于，所述步骤6拼装时，预制构件与格构柱之间连接采用快装快拆接头、格构柱同标高上下区域设加强肋的形式进行安装。

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