CN208701748U - 逆作阶段一体化竖向支承体系 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种逆作阶段一体化竖向支承体系，为克服逆作法原有竖向支撑桩柱的缺点，减少竖向支承桩柱施工对周边环境的影响，同时尽可能的加快竖向支撑桩柱的施工速度、保证桩柱质量，本实用新型提供了一种逆作阶段一体化竖向支撑体系及其工法，具体为将逆做阶段原有竖向支承桩柱均改为钢管材质的钢管，钢管插入结构基底作为立柱桩，在结构基底以上延伸至结构顶标高作为结构立柱并与原结构水平梁板体系连接成一体，本实用新型在保证逆作法原有竖向传力体系的可靠性同时，将原工法中钻孔灌注桩替换为钢管桩，支承柱替换为钢管柱。其具有施工速度快、环境污染少、施工少扰民、立柱桩垂直度高、成桩质量有保证的特点。

Description

逆作阶段一体化竖向支承体系

技术领域

本实用新型涉及一种逆作阶段一体化竖向支承体系。

背景技术

逆作法本质是利用主体地下结构的全部或者一部分作为支护结构，自上而下施工地下结构并与基坑开挖交替施工的工法。一经推出，该工法就以节约工期、节省工程造价、施工对周边环境保护较好等优势迅速在基坑界得到推广且形成了一套较为成熟的施工工艺。逆做阶段竖向荷载传递的可靠性是逆作法是否能够顺利实施的关键。因此保证竖向支承桩柱的施工质量至关重要。常规逆作阶段竖向支承桩柱采用钻孔灌注桩和角钢拼接格构柱。而钻孔灌注桩施工工艺复杂，废弃泥浆污染较大、工期长，灌注桩混凝土浇筑时会对其上的支承柱垂直度产生较大扰动，严重时甚至会导致整根支承柱因垂直度过低而报废；且地质条件不良时钻孔灌注桩易产生塌孔、缩颈、断桩等不良现象，导致竖向支承桩承载力大幅降低，甚至危及工程安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种逆作阶段一体化竖向支承体系，能够解决现有的钻孔灌注桩施工工艺复杂，废弃泥浆污染较大、工期长，影响支承柱的垂直度，及地质条件不良时钻孔灌注桩易产生塌孔、缩颈、断桩等问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种逆作阶段一体化竖向支承体系，包括：

插入场地基础标高以下的结构基底内的多根钢管立柱桩；

从所述结构基底以上延伸至结构顶标高的多根钢管结构立柱，每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接；

垂直于各钢管结构立柱、并在各钢管结构立柱的不同高度上设置的各层结构梁板。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，每根钢管结构立柱的内部浇筑有砼。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述钢管立柱桩或钢管结构立柱由多段拼接而成。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，每根钢管结构立柱的内径与其相连接的钢管立柱桩的内径可以不等。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，通过变直径钢管节点，每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接，其中，所述变直径钢管节点的截面为梯字型。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述变直径钢管节点的顶面为中间开孔的环形隔板，所述环形隔板与所述变直径钢管节点的顶部侧壁焊接。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述环形隔板的外径等于所述钢管结构立柱的内径。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述变直径钢管节点的底面为圆形隔板，所述圆形隔板与所述变直径钢管节点的底部侧壁焊接。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述圆形隔板的直径等于钢管立柱桩的内径。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，还包括加劲肋，所述加劲肋按预设间隔分布于所述钢管立柱桩的内侧壁上，每块加劲肋的一端与所述钢管立柱桩的内侧壁连接，另一端与所述圆形隔板的底面连接。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述变直径钢管节点的侧壁的坡比小于等于1：6。

进一步的，在上述逆作阶段一体化竖向支承体系中，所述变直径钢管节点埋设于对应于其高度位置的一层结构梁板内。

与现有技术相比，为克服逆作法原有竖向支撑桩柱的缺点，减少竖向支承桩柱施工对周边环境的影响，同时尽可能的加快竖向支撑桩柱的施工速度、保证桩柱质量，本实用新型提供了一种逆作阶段一体化竖向支撑体系及其工法，具体为将逆做阶段原有竖向支承桩柱均改为钢管材质的钢管，钢管插入结构基底作为立柱桩，在结构基底以上延伸至结构顶标高作为立柱并与钢管立柱桩连接成一体，本实用新型在保证逆作法原有竖向传力体系的可靠性同时，将原工法中钻孔灌注桩替换为钢管桩，支承柱替换为钢管砼柱。其具有施工速度快、环境污染少、施工少扰民、立柱桩垂直度高、成桩质量有保证的特点。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的逆作阶段一体化竖向支承体系的结构图；

图2是本实用新型一实施例的变直径钢管节点的结构图；

图3是本实用新型一实施例的环形隔板的结构图；

图4是本实用新型一实施例的圆形隔板的结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种逆作阶段竖向支承体系，包括：

插入场地基础标高1以下的结构基底2内的多根钢管立柱桩3；

从所述结构基底2以上延伸至所述场地地平标高1以上的多根钢管结构立柱4，每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接；

垂直于各钢管结构立柱4、并在各钢管结构立柱4的不同高度上设置的各层结构梁板5。

在此，为克服逆作法原有竖向支撑桩柱的缺点，减少竖向支承桩柱施工对周边环境的影响，同时尽可能的加快竖向支撑桩柱的施工速度、保证桩柱质量，本实用新型提供了一种逆作阶段一体化竖向支撑体系及其工法，具体为将逆做阶段原有竖向支承桩柱均改为钢管材质的钢管立柱桩3，钢管立柱桩3插入结构基底2作为立柱桩，在结构基底2以上延伸至结构顶标高设置钢管结构立柱4并与钢管立柱桩1连接成一体，本实用新型在保证逆作法原有竖向传力体系的可靠性同时，将原工法中钻孔灌注桩替换为钢管桩，支承柱替换为钢管土柱。其具有施工速度快、环境污染少、施工少扰民、立柱桩垂直度高、成桩质量有保证的特点。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，每根钢管结构立柱4的内部浇筑有砼。

在此，在钢管结构立柱4的承载力不足或截面尺寸增大受限时，在钢管中灌注高强度混凝土组成钢管混凝土体系，即采用内部浇筑高强度砼的加强措施，提高钢管结构立柱的竖向承载力。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述钢管立柱桩3或钢管结构立柱4可由多段拼接而成。

在此，钢管立柱桩3可采用静压或锤击等方法进入持力层。当单根钢管立柱桩3或钢管结构立柱4的长度不满足需求时，可采用现场焊接加长的方式直至长度满足设计要求。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，每根钢管结构立柱4的内径可不等于与其相连接的钢管立柱桩3的内径。

在此，底部的钢管立柱桩3的内径可以更大，以便在支承体系的底部提供更大的承载力，上部的钢管结构立柱4的内径可以更小，以保证钢管结构立柱的截面尺寸在受限范围内。

如图2所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，通过变直径钢管节点6，每根钢管结构立柱4的靠近所述结构基底端2与对应位置的一根钢管立柱桩4连接，其中，所述变直径钢管节点6的截面为梯字型。

在此，钢管结构立柱4与钢管立柱桩3连接处的内径尺寸过渡区域可采用如图2所示的变直径钢管节点6示意图进行连接，变直径钢管节点6的截面为梯字型，可在钢管结构立柱4的内径小于钢管立柱桩3的内径的情况上，实现钢管结构立柱4与钢管立柱桩3的可靠连接。

如图2和3所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述变直径钢管节点6的顶面为中间开孔的环形隔板61，所述环形隔板61与所述变直径钢管节点6的顶部侧壁焊接。

在此，一方面，环形隔板61可以提高变直径钢管节点6的竖向承载能力，以防止钢管结构立柱4和变直径钢管节点6的连接处环向变形；另一方面，环形隔板61的中间开孔便于混凝土浇筑入变直径钢管节点内6。

如图2和3所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述环形隔板61的外径等于所述钢管结构立柱4的内径D2，以保证连接牢度。图2中D1为钢管结构立柱4的外径。

如图2和4所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述变直径钢管节点6的底面为圆形隔板62，所述圆形隔板62与所述变直径钢管节点6的底部侧壁焊接。

在此，圆形隔板62可以提高变直径钢管节点6的竖向承载能力，以防止钢管立柱桩3和变直径钢管节点6的连接处环向变形。

如图3和4所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述圆形隔板的直径等于钢管立柱桩的内径D3，以保证连接牢度。图3中，D为钢管立柱桩的外径。

如图2所示，本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，还包括加劲肋7，所述加劲肋7按预设间隔分布于所述钢管立柱桩3的内侧壁上，每块加劲肋7的一端与所述钢管立柱桩3的内侧壁连接，另一端与所述圆形隔板62的底面连接，以防止钢管立柱桩3和变直径钢管节点6的连接处环向变形。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述变直径钢管节点6的侧壁的坡比小于等于1：6。

在此，所述变直径钢管节点6的斜度不宜大于1:6，可以尽量小，如1：7、1：8，以防止变直径钢管节点侧向变形。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述变直径钢管节点6埋设于对应于其高度位置的一层结构梁板5内。

在此，所述变直径钢管节点作为过渡区域应位于建筑结构梁板高度范围内，一方面，所在层的结构梁板内的混凝土可以为变直径钢管节点侧向变形提供抗力，另一方面，所述变直径钢管节点埋设于结构梁板内，可以对变直径钢管节点进行空气隔离，防止变直径钢管节点生锈。

本实用新型的逆作阶段竖向支承体系一实施例中，所述变直径钢管节点6连接所述钢管立柱桩端的壁厚大于等于钢管立柱桩3的壁厚；所述变直径钢管节点6连接所述钢管结构立柱端的壁厚大于等于钢管结构立柱4的壁厚，以保证连接牢度。

如图1所示，上述逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法，包括：

将多根钢管立柱桩3插入场地基础标高1以下的结构基底2内；

设置从所述结构基底2以上延伸至所述场地地平标高1以上的结构顶标高的多根钢管结构立柱4，将每根钢管结构立柱4的靠近所述结构基底端2与对应位置的一根钢管立柱桩3连接；

在各钢管结构立柱4的不同高度上设置垂直于各钢管结构立柱4的各层结构梁板5。

在此，根据逆做阶段地上结构施工层数、施工荷载、工程所在地地质条件、风荷载与地震荷载作用大小确定钢管立柱桩、钢管结构立柱的截面尺寸及长度；

钢管结构立柱所采用钢管可采用工厂预加工后运至施工场地的方案，可进一步加快现场施工速度，节省工期；

钢管立柱桩施工时，将钢管立柱桩吊装至预定位置，利用锤击或者静压法将钢管桩下沉至设计深度，其中，当单节钢管长度不满足设计要求时可采用多节钢管立柱桩现场拼接的方式保证竖向支撑钢管立柱桩长度满足设计要求；

后续可将结构梁板与钢管结构立柱连接形成结构体系。如有钢管结构立柱竖向承载力不足，可采取钢管内灌注高标号混凝土措施提高竖向承载力。

为克服逆作法原有竖向支撑桩柱的缺点，减少竖向支承桩柱施工对周边环境的影响，同时尽可能的加快竖向支撑桩柱的施工速度、保证桩柱质量，本实用新型提供了一种逆作阶段一体化竖向支撑体系及其工法，具体为将逆做阶段原有竖向支承桩柱均改为钢管材质的钢管立柱桩，钢管插入结构基底作为立柱桩，在结构基底以上延伸至结构顶标高设置钢管结构立柱并与钢管立柱桩连接成一体，本实用新型在保证逆作法原有竖向传力体系的可靠性同时，将原工法中钻孔灌注桩替换为钢管桩，支承柱替换为钢管土柱。其具有施工速度快、环境污染少、施工少扰民、立柱桩垂直度高、成桩质量有保证的特点。

如图1和2所示，本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，设置从所述结构基底以上延伸至所述场地地平标高以上的多根钢管结构立柱之后，还包括：

在每根钢管结构立柱4的内部浇筑砼。

在此，在钢管结构立柱的承载力不足或截面尺寸增大受限时，在钢管中灌注高强度混凝土组成钢管混凝土体系，即采用内部浇筑高强度砼的加强措施，提高钢管结构立柱的竖向承载力。

如图2所示，本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，将每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接，包括：

通过截面为梯字型的变直径钢管节点6，将每根钢管结构立柱4的靠近所述结构基底端2与对应位置的一根钢管立柱桩3连接。

在此，钢管结构立柱与钢管立柱桩连接处的内径尺寸过渡区域可采用如图2所示的变直径钢管节点示意图进行连接，变直径钢管节点的截面为梯字型，可在钢管结构立柱的内径小于钢管立柱桩的内径的情况上，实现钢管结构立柱与钢管立柱桩的可靠连接。

如图2和3所示，本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，通过截面为梯字型的变直径钢管节点，将每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接之前，还包括：

将所述变直径钢管节点6的顶面设置为中间开孔的环形隔板61，将所述环形隔板61与所述变直径钢管节点6的顶部侧壁焊接。

在此，一方面，环形隔板可以提高变直径钢管节点的竖向承载能力，以防止钢管结构立柱和变直径钢管节点的连接处环向变形；另一方面，环形隔板的中间开孔便于混凝土浇筑入变直径钢管节点内。

如图2和4所示，本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，通过截面为梯字型的变直径钢管节点，将每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接之前，还包括：

将所述变直径钢管节点6的底面设置为圆形隔板62，所述圆形隔板62与所述变直径钢管节点6的底部侧壁焊接。

在此，圆形隔板62可以提高变直径钢管节点6的竖向承载能力，以防止钢管立柱桩3和变直径钢管节点6的连接处环向变形。

如图2所示，本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，还包括：

按预设间隔在所述钢管立柱桩3的内侧壁上分布加劲肋7，将每块加劲肋7的一端与所述钢管立柱桩3的内侧壁连接，另一端与所述圆形隔板62的底面连接，以防止钢管立柱3桩和变直径钢管节点6的连接处环向变形。

本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，通过截面为梯字型的变直径钢管节点，将每根钢管结构立柱的靠近所述结构基底端与对应位置的一根钢管立柱桩连接之前，还包括：

将所述变直径钢管节点6的侧壁的坡比小于等于1：6。

在此，所述变直径钢管节点的斜度不宜大于1:6，可以尽量小，如1：7、1：8，以防止变直径钢管节点侧向变形。

本实用新型的逆作阶段一体化竖向支承体系的安装方法一实施例中，垂直于各钢管结构立柱、并在各钢管结构立柱的不同高度上设置的各层结构梁板的步骤中，包括：

将所述变直径钢管节点6埋设于对应于其高度位置的一层结构梁板5内。

在此，所述变直径钢管节点作为过渡区域应位于建筑结构梁板高度范围内，一方面，所在层的结构梁板内的混凝土可以为变直径钢管节点侧向变形提供制约，另一方面，所述变直径钢管节点埋设于结构梁板内，可以对变直径钢管节点进行空气隔离，防止变直径钢管节点生锈。

综上所述，采用本实用新型所示的逆作阶段一体化竖向支承体系具有以下特点：

(1)节省工期。钢管立柱桩可采用锤击或静压成桩技术，一天最快可成桩10根左右，远超过钻孔灌注桩施工速度。

(2)环境污染小。钢管桩施工不需要处理废弃泥浆，对环境保护有利。

(3)钢管立柱桩垂直度高。钢管立柱桩锤击到位后无需浇筑混凝土，避免了混凝土浇筑对竖向支承柱垂直度的影响。

(4)成桩质量高。钻孔灌注桩易产生缩颈、断桩等不良现象，大大降低桩基竖向承载力，而采用钢管桩成桩质量高，竖向承载力有保证。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，包括：

插入场地基础标高以下的多根钢管立柱桩；

从结构基底以上延伸至所述结构顶标高的多根钢管结构立柱，每根钢管结构立柱与对应位置的一根钢管立柱桩连接；

垂直于各钢管结构立柱、并在各钢管结构立柱的不同高度上设置的各层结构梁板。

2.如权利要求1所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，每根钢管结构立柱的内部浇筑有砼。

3.如权利要求1所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述钢管立柱桩或钢管结构立柱由多段拼接而成。

4.如权利要求1所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，每根钢管结构立柱的内径与其相连接的钢管立柱桩的内径不等。

5.如权利要求1所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，每根钢管结构立柱通过变直径钢管节点与对应位置的一根钢管立柱桩连接，其中，所述变直径钢管节点的截面为梯字型。

6.如权利要求5所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述变直径钢管节点的顶面为中间开孔的环形隔板，所述环形隔板与所述变直径钢管节点的顶部侧壁焊接。

7.如权利要求6所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述环形隔板的外径等于所述钢管结构立柱的内径。

8.如权利要求5所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述变直径钢管节点的底面为圆形隔板，所述圆形隔板与所述变直径钢管节点的底部侧壁焊接。

9.如权利要求8所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述圆形隔板的直径等于钢管立柱桩的内径。

10.如权利要求8所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，还包括加劲肋，所述加劲肋按预设间隔分布于所述钢管立柱桩的内侧壁上，每块加劲肋的一端与所述钢管立柱桩的内侧壁焊接，另一端与所述圆形隔板的底面焊接。

11.如权利要求5所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述变直径钢管节点的侧壁的坡比小于等于1：6。

12.如权利要求5所述的逆作阶段一体化竖向支承体系，其特征在于，所述变直径钢管节点埋设于对应于其高度位置的结构梁板内。