基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基坑工程的混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)及其施工方法，特別是一種基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著中國(guó)特色社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各地城市化進(jìn)程不斷加快，擴(kuò)容新建和舊城改造市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度不斷提高，建筑技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展取得了顯著成就，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著國(guó)家逐步加快城鎮(zhèn)化建設(shè)，我國(guó)每年需新建或改造市政道路數(shù)十萬(wàn)公里，并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里市政基礎(chǔ)設(shè)施仍將保持高速發(fā)展趨勢(shì)。在我國(guó)市政道路建設(shè)中，地下暗埋通道(箱涵)作為建筑物密集區(qū)高等級(jí)市政道路的重要構(gòu)筑物之一，其數(shù)量占道路全線構(gòu)筑物的比重較大，其施工進(jìn)度直接影響著整個(gè)項(xiàng)目的工期。
[0003]結(jié)合各大城市地下通道(箱涵)建設(shè)的具體情況，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般采用支護(hù)粧加內(nèi)支撐體系。內(nèi)支撐目前有現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐、鋼管支撐兩種主要形式?，F(xiàn)澆的鋼筋混凝土支撐具備較強(qiáng)的空間連接剛度而使整個(gè)基坑受力變形呈現(xiàn)出較大空間整體效應(yīng)，平面剛度大，結(jié)構(gòu)變形小，可有效保護(hù)基坑周邊建筑物和地下管線安全，在工程界得到廣泛的認(rèn)可和使用，然而，現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐施工所包含的工序較多，包括:墊層、立模、澆搗、養(yǎng)護(hù)等，需要先澆筑第一道混凝土支撐養(yǎng)護(hù)7 -28天后，方可開(kāi)挖撐下土方，如此施工時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重制約建設(shè)速度。此外，現(xiàn)澆作業(yè)必將依靠大量人工進(jìn)行，隨著就業(yè)觀念的轉(zhuǎn)變，建筑行業(yè)勞動(dòng)力資源日益緊缺，勞動(dòng)密集型工序迫切需要改變。鋼管支撐雖然可加快施工進(jìn)度，但鋼支撐節(jié)點(diǎn)一般是鉸接，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性差，基坑容易出現(xiàn)變形過(guò)大風(fēng)險(xiǎn)甚至坍塌事故，即使鋼支撐一般采用軸力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)在基坑開(kāi)挖期間施加預(yù)壓力，但費(fèi)用相當(dāng)高。
[0004]工程施工實(shí)踐對(duì)超寬基坑開(kāi)挖支撐體系提出了更高的要求，必須提供一種既經(jīng)濟(jì)又安全的施工工藝，滿足快速施工，保證工期需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)及其施工方法，可提高混凝土支撐結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，縮短工期，提高生產(chǎn)效率，節(jié)能降耗。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)，包括豎直插入土體并圍起來(lái)的護(hù)壁、護(hù)壁圍起來(lái)的空間內(nèi)規(guī)律排列的立柱粧、設(shè)在護(hù)壁頂端的冠梁、架設(shè)在護(hù)壁內(nèi)側(cè)壁上的腰梁以及呈井字形架設(shè)在護(hù)壁之間的橫梁，并且立柱粧支撐于橫梁的井字形節(jié)點(diǎn)處，護(hù)壁包括支護(hù)粧和位于支護(hù)粧之間的旋噴粧，所述腰梁和橫梁為在工廠內(nèi)預(yù)制的預(yù)制梁，所述護(hù)壁和立柱粧上設(shè)有支撐腰梁和橫梁的支撐部件。
[0007]本發(fā)明所述橫梁包括為條形中空結(jié)構(gòu)的橫梁構(gòu)件和可置于橫梁構(gòu)件內(nèi)中空處的條形結(jié)構(gòu)的榫頭，所述榫頭上表面正中沿榫頭長(zhǎng)度方向分布有多個(gè)位移孔。
[0008]本發(fā)明所述腰梁包括截面大小與橫梁構(gòu)件的截面大小相同的腰梁構(gòu)件和連接在兩段腰梁構(gòu)件之間的腰梁接頭，所述腰梁接頭的兩端面上皆設(shè)有多個(gè)均勻向外伸出的鋼筋條，所述腰梁構(gòu)件的兩端面上設(shè)有與鋼筋條位置對(duì)應(yīng)的插孔，所述腰梁接頭中段面向基坑內(nèi)側(cè)的一面設(shè)有兩個(gè)可插入橫梁構(gòu)件的端頭的、向內(nèi)凹入的垂直方向的通槽。
[0009]本發(fā)明所述橫梁為鄰近并排的兩條一同支撐在護(hù)壁和立柱粧之間，并且該兩條橫梁的端頭分別位于立柱粧的兩邊。
[0010]本發(fā)明所述支撐部件為多個(gè)水平方向的角鋼和傾斜向下的角鋼焊接而成三角形的牛腿結(jié)構(gòu)。
[0011 ] 本發(fā)明所述立柱粧為鋼板焊接成的格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明所述榫頭的長(zhǎng)度為lm?3m，所述榫頭上位移孔的直徑為10mm，孔間距2.5cm ?5cm0
[0013]一種基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0014]—、于預(yù)制場(chǎng)內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度預(yù)制鋼筋水凝土結(jié)構(gòu)的橫梁以及腰梁，制好后養(yǎng)護(hù)14?28天;
[0015]二、使用旋挖鉆機(jī)采用現(xiàn)有技術(shù)的旋挖粧工藝旋挖成孔，遇填石施工困難時(shí)采用現(xiàn)有技術(shù)的沖孔粧工藝，施工完成支護(hù)粧和立柱粧；
[0016]三、使用旋挖鉆機(jī)采用現(xiàn)有技術(shù)在相鄰兩個(gè)支護(hù)粧之間的中心位置挖掘施工旋噴粧；
[0017]四、沿著支護(hù)粧和旋噴粧頂部所在直線挖掘，得冠梁導(dǎo)槽，其中相對(duì)的兩側(cè)冠梁導(dǎo)槽比另外相對(duì)的兩側(cè)冠梁導(dǎo)槽的底部高出一段，該段高度為橫梁構(gòu)件的高度；
[0018]五、破除支護(hù)粧和旋噴粧頂部的混凝土與冠梁底部標(biāo)高平齊，在冠梁導(dǎo)槽內(nèi)保留支護(hù)粧和旋噴粧頂部的鋼筋，在冠梁導(dǎo)槽內(nèi)側(cè)壁安裝模板、放置鋼筋并與保留的支護(hù)粧和旋噴粧頂部鋼筋連接，然后澆筑混凝土，得冠梁；
[0019]六、使用全站儀測(cè)定立柱粧粧頂至冠梁的連線并設(shè)定冠梁修整冠梁凹槽的位置，使用挖掘機(jī)配合人工向下挖掘至露出冠梁和立柱粧上部；
[0020]七、在立柱粧面向兩個(gè)相對(duì)高的冠梁的兩個(gè)表面上分別連接支撐部件，修整冠梁的內(nèi)側(cè)面，留出與立柱粧兩側(cè)支撐部件位置對(duì)應(yīng)的凹入的冠梁凹槽用于放置橫梁構(gòu)件的端頭，所述支撐部件的頂面與相對(duì)底的兩側(cè)的冠梁上的冠梁凹槽的底面水平；
[0021]八、使用吊車(chē)分別吊起兩段橫梁構(gòu)件，分別安放在相對(duì)底的兩側(cè)的冠梁上的冠梁凹槽和立柱粧兩側(cè)的支撐部件的頂面上；
[0022]九、將兩段榫頭分別插接在安放好的兩段橫梁構(gòu)件內(nèi)，留出帶有向上的位移孔的部分，吊放安裝要與前兩段安放好的橫梁構(gòu)件連接的后兩段橫梁構(gòu)件，分別架設(shè)在立柱粧兩側(cè)上的支撐部件上，使用插桿插入榫頭留出部分的位移孔內(nèi)，將榫頭向后段橫梁構(gòu)件內(nèi)移動(dòng)，使榫頭一半在前段橫梁構(gòu)件內(nèi)，一半在后段橫梁構(gòu)件內(nèi)，安裝完成所有平行的橫梁；
[0023]十、使用吊車(chē)分別吊起兩段橫梁構(gòu)件，分別安放在相對(duì)高的兩側(cè)的冠梁上的冠梁凹槽和步驟八安放好的橫梁的頂面上，重復(fù)步驟九，完成安裝所有與步驟八所述橫梁垂直的橫梁；
[0024]十一、使用挖掘機(jī)配合人工向下開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，在護(hù)壁內(nèi)側(cè)面上的預(yù)設(shè)位置采用現(xiàn)有技術(shù)安裝用于支撐腰梁的支撐部件，其中護(hù)壁相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)面上的支撐部件比另外相對(duì)的兩內(nèi)側(cè)面上的支撐部件高出一段，該段高度為橫梁構(gòu)件的高度；在立柱粧中部面向護(hù)臂內(nèi)側(cè)面上兩個(gè)相對(duì)高的支撐部件的表面上分別連接支撐部件，所述立柱粧中部的支撐部件的頂面與護(hù)臂內(nèi)側(cè)面上低的支撐部件的頂面水平；
[0025]十二、在護(hù)臂內(nèi)側(cè)面上的支撐部件上吊放安裝腰梁構(gòu)件，在兩段腰梁構(gòu)件之間連接腰梁接頭，所述腰梁接頭上的通槽面向內(nèi)側(cè)，安放完成腰梁；
[0026]十三、使用吊車(chē)分別吊起兩段橫梁構(gòu)件，分別安放在相對(duì)低的兩側(cè)腰梁上的腰梁接頭的通槽和立柱粧中部上的支撐部件的頂面之間，重復(fù)步驟九，安放完成相對(duì)低的兩側(cè)腰梁之間的橫梁；
[0027]十四、使用吊車(chē)分別吊起兩段橫梁構(gòu)件，分別安放在相對(duì)高的兩側(cè)腰梁上的腰梁接頭的通槽和步驟十三安放好的橫梁的頂面之間，重復(fù)步驟九，安放完成相對(duì)高的兩側(cè)腰梁之間的橫梁；
[0028]十五、繼續(xù)向下開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，完成整個(gè)深基坑挖掘工作。
[0029]本發(fā)明所述立柱粧為鋼板焊接成的格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)時(shí)，采用格構(gòu)柱結(jié)構(gòu)安裝成立柱粧的施工方法如下:
[0030]—、在場(chǎng)外鋼構(gòu)加工廠使用鋼板焊接成加工制作格構(gòu)柱；
[0031]二、根據(jù)施工設(shè)計(jì)定位，使用旋挖鉆機(jī)采用旋挖粧工藝旋挖成孔，遇填石施工困難時(shí)采用沖孔粧工藝；
[0032]三、采用25t吊機(jī)將格構(gòu)柱垂直吊放入孔洞內(nèi)，并吊住不放；
[0033]四、向孔洞內(nèi)灌注水下混凝土至標(biāo)高，將格構(gòu)柱的下部固定在混凝土內(nèi)；
[0034]五、將固定住格構(gòu)柱的混凝土養(yǎng)護(hù)28天。
[0035]本法的施工方法所述步驟十二中，腰梁構(gòu)件兩端面上設(shè)有插孔，所述腰梁接頭兩端頭上設(shè)有向外伸出的鋼筋條，腰梁構(gòu)件與腰梁接頭通過(guò)腰梁接頭端頭伸出的鋼筋條和腰梁構(gòu)件兩端面上設(shè)有插孔插接。
[0036]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)包括預(yù)制的混凝土的橫梁構(gòu)件、橫梁接頭，以及腰梁構(gòu)件、榫頭，可以在施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成橫梁和腰梁，大大節(jié)省了施工的工期，節(jié)省了現(xiàn)澆施工需要的人工，使施工更加有效率，且質(zhì)量更加好。
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1為橫梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2為榫頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖3為腰梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖4為腰梁接頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖5為榫頭連接橫梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖6腰梁接頭連接腰梁構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖7為立柱粧為格構(gòu)柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖8為基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0046]如圖1 - 7所示，本發(fā)明一種基坑預(yù)制裝配式混凝土支撐結(jié)構(gòu)，包括豎直插入土體并將施工空間圍起來(lái)的護(hù)壁1，護(hù)壁1由支護(hù)