裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域中的基坑圍護(hù)工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于較深的基坑，一般采用排粧或地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，采用組合鋼支撐或鋼筋砼支撐體系作為水平承載結(jié)構(gòu)，上述組合鋼支撐包括組合鋼管支撐與組合型鋼支撐，其優(yōu)點(diǎn)是可回收再利用，但是組合鋼支撐結(jié)點(diǎn)強(qiáng)度低，且支撐體系的剛度低，變形較大。近期出現(xiàn)的魚腹梁支護(hù)更是存在支撐剛度低的重大缺陷?，F(xiàn)有組合鋼支撐技術(shù)雖然可采用施加預(yù)應(yīng)力的方法減小組合鋼支撐體系的變形，但基坑支撐體系受力分布不均勻且隨時(shí)間與周邊環(huán)境(如溫度、周邊加載、基坑挖土方式)變化而變化，施加的預(yù)應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)力重分布，可導(dǎo)致支護(hù)內(nèi)力增加，受力不均衡、不協(xié)調(diào)等新的潛在問題。因此組合鋼支撐在深基坑支護(hù)中仍然受到很大的限制，對(duì)較深的基坑或重要性較高、形狀較復(fù)雜的基坑，目前主要仍以鋼筋混凝土支撐為主，且為行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的較安全的支撐型式。但鋼筋混凝土支撐造價(jià)高，施工時(shí)間長，需要養(yǎng)護(hù)期長，且拆除施工麻煩，拆除施工時(shí)間長，現(xiàn)場操作費(fèi)工費(fèi)力，不能通過施加預(yù)應(yīng)力減小變形。拆除后的鋼筋與混凝土均為廢品，再利用價(jià)值極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐，該鋼管混凝土支撐施工速度快，造價(jià)低，安全度高，適用基坑深度大，適用跨度大，可大幅度減少立柱與立柱粧的數(shù)量，剛度高，且可施加預(yù)應(yīng)力，可回收再利用，可與鋼筋混凝土支撐體系混合使用，適應(yīng)性強(qiáng)。
[0004]該裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐包括圍檁或圈梁、鋼管或鋼管混凝土支撐、結(jié)點(diǎn)連接混凝土與結(jié)點(diǎn)連接鋼筋四部分，其中圍檁或圈梁為與基坑圍護(hù)的擋土結(jié)構(gòu)相連接的構(gòu)件，鋼管或鋼管混凝土支撐為近似水平方向布設(shè)承擔(dān)擋土結(jié)構(gòu)傳遞的部分水土壓力的結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)連接混凝土為在圍檁或圈梁與鋼管或鋼管混凝土支撐、鋼管或鋼管混凝土支撐之間、鋼管或鋼管混凝土支撐與混凝土支撐之間連接處將相鄰構(gòu)件連接為共同受力體的混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)連接鋼筋為位于結(jié)點(diǎn)連接混凝土內(nèi)加強(qiáng)結(jié)點(diǎn)連接混凝土及鄰近構(gòu)件連接強(qiáng)度的鋼筋。
[0005]在上述裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐中，上述的結(jié)點(diǎn)連接鋼筋包括鋼管混凝土連接筋、U形插筋、V形加強(qiáng)腋筋三部分，鋼管混凝土連接筋為與鋼管或鋼管混凝土支撐平行放置且與鋼管或鋼管混凝土支撐牢固連接的部分澆筑于結(jié)點(diǎn)連接混凝土內(nèi)的鋼筋，V形加強(qiáng)腋筋為位于相鄰鋼管或鋼管混凝土支撐交叉處穿越或牢固連接于鋼管或鋼管混凝土支撐構(gòu)件或其連接件的一邊近似平行于鋼管或鋼管混凝土支撐，另一邊近似垂直于相鄰鋼管或鋼管混凝土支撐角平分線的澆筑于結(jié)點(diǎn)連接混凝土內(nèi)的鋼筋，U形插筋為形狀近似子母“U”形的分布在上下表面且側(cè)面覆蓋V形加強(qiáng)腋筋的澆筑于結(jié)點(diǎn)連接混凝土內(nèi)的鋼筋。
[0006]在上述的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐中，上述的鋼管混凝土支撐的端部設(shè)置開孔的法蘭盤。
[0007]在上述的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐中，上述的結(jié)點(diǎn)連接鋼筋可設(shè)置為每端具有雙螺帽結(jié)構(gòu)的可承擔(dān)預(yù)應(yīng)力的控制螺栓。
[0008]本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐安裝與拆除施工方法，該方法克服了鋼管混凝土支撐重量大的施工難題，施工速度快，造價(jià)低。
[0009]該裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐安裝與拆除施工方法包括以下步驟:
[0010]a)將部分土方開挖至支撐底部位置；
[0011]b)將圈梁或圍檁、預(yù)制的分段的鋼管或鋼管混凝土支撐運(yùn)放至設(shè)計(jì)位置；
[0012]c)安裝結(jié)點(diǎn)連接鋼筋、鋼筋混凝土替代段鋼筋；
[0013]d)澆筑結(jié)點(diǎn)連接混凝土、鋼筋混凝土替代段混凝土 ；
[0014]e)養(yǎng)護(hù)現(xiàn)澆的混凝土 ；
[0015]f)進(jìn)入使用期；
[0016]g)在基坑回填或換撐完成后，切割或破碎結(jié)點(diǎn)連接混凝土 ；
[0017]h)回收鋼管或鋼管混凝土支撐。
[0018]在上述的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐安裝與拆除施工方法中，在上述的步驟
b)中，可采用吊車將預(yù)制的圈梁或圍檁、預(yù)制的分段的鋼管或鋼管混凝土支撐運(yùn)送至設(shè)計(jì)位置，也可以將其滾動(dòng)運(yùn)送至設(shè)計(jì)位置。
[0019]在上述的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐安裝與拆除施工方法中，在上述的步驟
c)中，可在鋼筋安裝過程中，對(duì)鋼管或鋼管混凝土支撐施加預(yù)應(yīng)力。
[0020]在上述的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐安裝與拆除施工方法中，在上述的步驟c)中，對(duì)于長度或形狀不規(guī)則的部分支撐，可采用鋼筋混凝土支撐作為替代段。
[0021]本發(fā)明的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐及其施工方法，實(shí)現(xiàn)了高強(qiáng)度高剛度的支撐體系的回收再利用，且可在安裝施工時(shí)通過施加預(yù)應(yīng)力減小圍護(hù)的變形，相對(duì)于鋼支撐，大幅度提高了支撐的剛度與強(qiáng)度，可與鋼筋混凝土支撐混合使用，便于安裝，施工質(zhì)量可靠；相對(duì)于鋼筋混凝土支撐，支撐跨度大，且可施加預(yù)應(yīng)力減小圍護(hù)變形，可回收再利用，減少了立柱的數(shù)量，大幅度提高施工速度，并大幅度節(jié)省了工程成本。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐剖面示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐端部截面示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐在結(jié)點(diǎn)處施加預(yù)應(yīng)力階段示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐在分段結(jié)點(diǎn)處螺栓連接示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐在分段結(jié)點(diǎn)處鋼筋混凝土連接示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐與鋼筋混凝土支撐連接結(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐K形連接結(jié)點(diǎn)配筋示意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐“十”字形連接結(jié)點(diǎn)配筋示意圖；
[0030]圖9為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所用的裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐T形連接結(jié)點(diǎn)配筋示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031]作為本發(fā)明的如圖1?圖9所示的一個(gè)實(shí)施例，主要目的在于介紹本發(fā)明的一種裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、工作原理與施工方法。該裝配式基坑圍護(hù)鋼管混凝土支撐包括圍檁或圈梁(14)、鋼管或鋼管混凝土支撐、結(jié)點(diǎn)連接混凝土(9)與結(jié)點(diǎn)連接鋼筋四部分。其中圍檁或圈梁(14)為與基坑圍護(hù)的擋土結(jié)構(gòu)相連接的構(gòu)件，可以是鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，其截面的形狀可以是長方形、箱形、工字形或T形，也可以是圓形。鋼管或鋼管混凝土支撐為近似水平方向布設(shè)承擔(dān)擋土結(jié)構(gòu)傳遞的部分水土壓力的結(jié)構(gòu)，鋼管或鋼管混凝土支撐可以是鋼管，也可以是鋼管混凝土，其截面形狀可以是圓形，長方形、箱形、工字形或T形，當(dāng)為圓形時(shí)，可采用滾動(dòng)的方式在基坑中運(yùn)送，便于施工。如采用鋼管混凝土支撐，則可達(dá)到強(qiáng)度高、剛度大、跨度大的目的。如采用鋼管混凝土作為支撐，可采用如圖1所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。在圖1中，鋼管(1)的直徑可在500mm?1200mm之間選擇，鋼管(1)的壁厚可在5mm?30mm之間選擇?？稍阡摴?1)內(nèi)灌注充填混凝土(2)，以提高其力學(xué)性能?？稍阡摴?1)的兩端安裝端板(3)與連接法蘭盤(5)，并