專利名稱：后拆撐式型鋼-混凝土雙圍檁基坑支撐體系及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域，涉及地下工程基坑支撐體系及該體系的施工方法，適用于地下主體結(jié)構(gòu)回筑階段需保留基坑支撐體系的情況。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市建筑群及基礎(chǔ)設(shè)施越來(lái)越密集，使得地下工程施工空間減小，施工環(huán)境復(fù)雜；另一方面，隨著地下空間的開發(fā)向著大規(guī)模、復(fù)雜化的方向發(fā)展，地下工程的基坑開挖面積與深度越來(lái)越大，地下結(jié)構(gòu)布置的靈活性與建筑要求越來(lái)越高。在地下工程中，由于施工空間、建筑要求及場(chǎng)地條件的限制，為控制圍護(hù)墻(樁)在水土壓力下的橫向變形，采用順作法回筑施工靠近圍護(hù)墻(樁)的主體結(jié)構(gòu)墻(柱)的過(guò)程中需要保留基坑支撐體系，使其持續(xù)受力，等到主體結(jié)構(gòu)整體完成可承受側(cè)向水土壓力時(shí)才可拆除支撐。例如，地下大型變電站、地下商場(chǎng)、地下綜合體等地下空間的層高較大，地下主體結(jié)構(gòu)樓板之間的豎向間距往往達(dá)到IOm以上，在主體結(jié)構(gòu)外墻由下向上施工至臨時(shí)水平支撐時(shí)仍不可拆撐，需要繼續(xù)保留支撐以抵抗側(cè)向水土壓力。為保證上述的支撐體系受力要求，目前采用的常規(guī)方法主要有后拆撐法與換斜撐法。后拆撐法是在澆注臨時(shí)鋼筋混凝土支撐體系的圍檁前，需要向下超挖土并在圍檁內(nèi)預(yù)埋結(jié)構(gòu)墻的部分鋼筋，便于后期施工結(jié)構(gòu)墻時(shí)，與墻內(nèi)鋼筋搭接。待結(jié)構(gòu)墻(柱)、梁、板施工完畢，形成整體結(jié)構(gòu)體系足以承受水土壓力時(shí)拆除臨時(shí)支撐，并切除超出結(jié)構(gòu)墻寬度部分的鋼筋混凝土圍檁。這樣的后拆撐法，存在一些較難解決的技術(shù)問(wèn)題圍檁與結(jié)構(gòu)墻為不同時(shí)期澆筑的混凝土，后期圍檁成為結(jié)構(gòu)墻的一部分，存在兩者共同受力是否可靠及交界面如何防水的問(wèn)題；結(jié)構(gòu)回筑階段墻體的豎向鋼筋無(wú)法貫穿支撐體系的圍檁，均需要斷開， 與圍檁內(nèi)預(yù)留的鋼筋搭接，使得結(jié)構(gòu)鋼筋骨架的整體性差，影響結(jié)構(gòu)混凝土澆筑，使結(jié)構(gòu)施工不能連續(xù)工作，直接影響施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。換斜撐法是指在拆除某道鋼筋混凝土水平支撐前，在其下部澆筑、施工大斜撐，斜撐一端支在圍護(hù)墻(樁)上，另一端支撐在已施工好的結(jié)構(gòu)底板上，以替換水平支撐受力。 換斜撐法也存在一定的局限性斜撐上端支點(diǎn)與底板距離較大時(shí)，斜撐長(zhǎng)度隨之增大，從而影響斜撐作為受壓桿的性能，尚需增設(shè)立桿提高斜撐的穩(wěn)定性；斜撐穿過(guò)下層已施工好的結(jié)構(gòu)樓板時(shí)，需要結(jié)構(gòu)樓板大開洞，待后期拆除斜撐后，再澆注填補(bǔ)，存在不同時(shí)期澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)共同受力是否可靠的問(wèn)題；增設(shè)一道大斜撐，鋼與混凝土等工程材料的用量將大大增加，按工期考慮，不僅增加施工的成本，而且施工進(jìn)度也會(huì)受到較大的影響。因此，設(shè)計(jì)出一種既能滿足結(jié)構(gòu)內(nèi)豎向鋼筋骨架的整體性要求，不需考慮不同期澆筑施工混凝土的粘結(jié)與防水處理，且不需要增設(shè)大斜撐及進(jìn)行局部樓板開洞的施工簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性好的基坑支撐體系及施工方法成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在于提供一種既能滿足基坑的有效支撐，又能保證地下結(jié)構(gòu)順利回筑并提高結(jié)構(gòu)的整體性且降低成本、縮短工期的后拆撐式型鋼_鋼筋混凝土雙圍檁支撐體系及施工方法，以滿足環(huán)境要求較高的超大面積深基坑工程的施工需要。本發(fā)明首先提出一種后拆撐式型鋼-鋼筋混凝土雙圍檁基坑支撐體系，包括位于基坑內(nèi)的圍護(hù)墻、位于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)的多根水平支撐、雙圍檁，所述雙圍檁包括固定于所述圍護(hù)墻上的圍檁、固定于所述水平支撐上的圍檁；多根水平布置的型鋼，排列于圍護(hù)墻側(cè)的圍檁與水平支撐側(cè)的圍檁之間；位于圍護(hù)墻與水平支撐之間的結(jié)構(gòu)墻，結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的豎向鋼筋， 從型鋼與雙圍檁之間的間隙自下而上穿過(guò)。優(yōu)選的，該支撐體系還包括包覆于型鋼側(cè)面的止水板帶，所述止水板帶至少環(huán)繞型鋼一周，且所述止水板帶位于所述結(jié)構(gòu)墻內(nèi)。優(yōu)選的，所述型鋼兩端固定有封板，所述封板分別置于兩側(cè)圍檁內(nèi)。優(yōu)選的，所述型鋼之間的間距大于等于2m。本發(fā)明還提出一種如上所述的后拆撐式型鋼-鋼筋混凝土雙圍檁基坑支撐體系的施工方法，包括如下步驟步驟(1)，施工圍護(hù)墻，待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開挖基坑；步驟(2)，待基坑內(nèi)土體至水平支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以上，預(yù)埋型鋼，綁扎鋼筋混凝土水平支撐及雙圍檁內(nèi)的鋼筋，然后支設(shè)水平支撐及雙圍檁的模板，并澆注混凝土，施工型鋼、 水平支撐及雙圍檁；步驟(3)，待步驟(2)中形成的支撐體系的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行下層土體開挖；步驟(4)，施工混凝土基礎(chǔ)底板后，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，自下而上施工結(jié)構(gòu)柱、墻、 梁、板，靠近基坑邊的結(jié)構(gòu)墻施工至水平支撐時(shí)，將豎向鋼筋從型鋼以及雙圍檁之間的間隙由下至上穿過(guò)，支設(shè)模板后澆注結(jié)構(gòu)墻，結(jié)構(gòu)墻包覆型鋼的部分長(zhǎng)度；步驟(5)，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，至主體結(jié)構(gòu)水平受力體系形成，能夠支撐圍護(hù)墻，使其滿足變形要求時(shí)，切除結(jié)構(gòu)墻內(nèi)側(cè)伸出的部分型鋼，移除整道鋼筋混凝土支撐；步驟(6)，結(jié)構(gòu)墻與圍護(hù)墻之間進(jìn)行防水施工，并采用砂土填充。優(yōu)選的，步驟(4)中形成的水平支撐體系在步驟(5)的回筑階段一直保留。優(yōu)選的，步驟(4)中所述豎向鋼筋從型鋼以及雙圍檁之間的間隙由下至上一次穿過(guò)，不需留設(shè)接頭。優(yōu)選的，所述型鋼外側(cè)包覆有止水板帶，在步驟(4)中，止水板帶澆注于結(jié)構(gòu)墻內(nèi)。本發(fā)明后拆撐式型鋼_鋼筋混凝土雙圍檁支撐體系及施工方法具備合理的傳力機(jī)制、可靠的施工質(zhì)量、便捷的施工流程及良好的經(jīng)濟(jì)效益，不僅保證基坑開挖階段水平支撐體系達(dá)到受力要求，抵制圍護(hù)樁(墻)發(fā)生橫向變形，還加快了施工進(jìn)度，且降低了成本， 提高了施工質(zhì)量，為環(huán)境要求較高的超大面積深基坑支撐體系提供了新的設(shè)計(jì)思路，降低了后拆撐體系在結(jié)構(gòu)回筑階段的施工難度。


通過(guò)附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例的更具體說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的、 特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1是本發(fā)明后拆撐式型鋼_鋼筋混凝土雙圍檁支撐體系局部平面示意圖；圖2是圖1的A-A方向剖面90°旋轉(zhuǎn)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。參見圖1、圖2所示的一種后拆撐式型鋼-鋼筋混凝土雙圍檁支撐體系，包括位于基坑內(nèi)的圍護(hù)墻(樁)11、位于圍護(hù)墻11內(nèi)側(cè)的多根水平支撐12、固定于所述圍護(hù)墻11上的鋼筋混凝土圍檁6、固定于所述水平支撐12上的鋼筋混凝土圍檁5，多根水平布置的型鋼 1，均勻排列于圍護(hù)墻11側(cè)的圍檁6與水平支撐12側(cè)的圍檁5之間，作為兩側(cè)圍檁5、6之間的傳力途徑；多根豎向鋼筋10，從型鋼1與圍檁5及圍檁6之間自下而上穿過(guò)；連接所述豎向鋼筋10的結(jié)構(gòu)墻4。還包括，止水板帶2，包覆于型鋼1側(cè)面，至少環(huán)繞型鋼1 一周且位于所述結(jié)構(gòu)墻4內(nèi)，用于使用期結(jié)構(gòu)外墻的防水；固定于型鋼1兩端的封板3，所述封板 3分別置于兩側(cè)圍檁5、6內(nèi)，用于保證型鋼1有效傳力，圍檁5、6內(nèi)對(duì)應(yīng)封板3還可以設(shè)置有加強(qiáng)筋9 ；圍護(hù)墻11側(cè)的圍檁6內(nèi)配置有縱向鋼筋8，水平支撐12側(cè)的圍檁5內(nèi)配置有縱向鋼筋7。需要說(shuō)明的是，文中的內(nèi)側(cè)是指用于形成建筑物的一側(cè)。所述型鋼1為H型鋼，橫截面尺寸為400mmX 400mm，型鋼1間距大于等于2m，以使型鋼1與圍檁5、6之間形成足夠的間隙。型鋼1長(zhǎng)度規(guī)定原則為超過(guò)地下主體結(jié)構(gòu)墻厚度， 以方便結(jié)構(gòu)墻混凝土支設(shè)模板、澆筑及后期切割分離。本發(fā)明同時(shí)公開了一種如上所述的基坑支撐體系的施工方法，包括如下步驟步驟(1)，施工圍護(hù)墻11，待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開挖基坑；步驟(2)，待基坑內(nèi)土體開挖至水平支撐12設(shè)計(jì)標(biāo)高以上，預(yù)埋設(shè)有止水板帶2的型鋼1，然后支設(shè)水平支撐12及圍檁5、6的模板，并澆注混凝土，施工型鋼1、水平支撐12 及圍檁5、6 ；步驟(3)，待支撐體系的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行下層土體開挖；步驟(4)，施工混凝土基礎(chǔ)底板后，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，自下而上施工結(jié)構(gòu)柱、墻、 梁、板，靠近基坑邊的結(jié)構(gòu)墻施工至水平支撐12時(shí)，將豎向鋼筋10從型鋼1以及圍檁5、6 之間的間隙由下至上穿過(guò)，支設(shè)模板后澆注結(jié)構(gòu)墻4連接豎向鋼筋10，結(jié)構(gòu)墻4包覆型鋼1 的部分長(zhǎng)度，使得型鋼1與結(jié)構(gòu)墻4共同受力，提高強(qiáng)度與剛度；步驟(5)，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，至主體結(jié)構(gòu)水平受力體系形成，可支撐圍護(hù)墻，使其滿足變形要求時(shí)，切除結(jié)構(gòu)墻4內(nèi)側(cè)伸出的部分型鋼1，則可便捷移除整道鋼筋混凝土支撐 12 ；步驟(6)，結(jié)構(gòu)墻4與圍護(hù)墻11之間進(jìn)行防水施工，并采用砂土填充。值得注意的是，步驟(4)中形成的型鋼_鋼筋混凝土雙圍檁水平支撐體系在步驟 (5)的回筑階段一直保留，可持續(xù)受力；步驟⑷中，豎向鋼筋10從型鋼1以及圍檁5、6之間的間隙由下至上一次穿過(guò)，不需留設(shè)接頭，可保證結(jié)構(gòu)鋼筋骨架的整體性；步驟(4)中， 止水板帶2澆注于結(jié)構(gòu)墻4內(nèi)，可有效解決結(jié)構(gòu)墻4的防水問(wèn)題。由以上公開的技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有以下的有益效果1、本發(fā)明的支撐體系中雙圍檁之間的H型鋼與圍檁形成的足夠間隙，使豎向鋼筋能自下而上貫穿圍檁而不斷開，保證了結(jié)構(gòu)鋼筋骨架的整體性，改善了結(jié)構(gòu)的受力性能；2、本發(fā)明的支撐體系中雙圍檁之間的H型鋼與圍檁形成的足夠空間可作為結(jié)構(gòu)墻的混凝土澆搗孔，保證結(jié)構(gòu)墻中穿越雙圍檁區(qū)域的混凝土的密實(shí)性；3、本發(fā)明的支撐體系中的H型鋼可進(jìn)行工廠化加工，施工現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行裝配，節(jié)省了施工工作量與施工時(shí)間；4、本發(fā)明中，H型鋼上設(shè)置了止水板帶，隔斷了結(jié)構(gòu)外墻滲水途徑，有效解決結(jié)構(gòu)墻的防水問(wèn)題；5、本發(fā)明中，在基坑土方開挖及結(jié)構(gòu)回筑階段，雙圍檁之間的H型鋼，剛度大，強(qiáng)度高，保證了內(nèi)外圍檁之間的傳力路徑，使得圍檁剛度增大，施工期變形減??；在主體結(jié)構(gòu)完成后，結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的H型鋼作為墻內(nèi)勁性構(gòu)件，有效提高了結(jié)構(gòu)墻的剛度與強(qiáng)度。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種后拆撐式型鋼-鋼筋混凝土雙圍檁基坑支撐體系，其特征在于包括位于基坑內(nèi)的圍護(hù)墻、位于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)的多根水平支撐、雙圍檁，所述雙圍檁包括固定于所述圍護(hù)墻上的圍檁、固定于所述水平支撐上的圍檁；多根水平布置的型鋼，排列于圍護(hù)墻側(cè)的圍檁與水平支撐側(cè)的圍檁之間；位于圍護(hù)墻與水平支撐之間的結(jié)構(gòu)墻，以及結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的豎向鋼筋，從型鋼與雙圍檁之間的間隙自下而上穿過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其特征在于該體系還包括包覆于型鋼側(cè)面的止水板帶，所述止水板帶至少環(huán)繞型鋼一周。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的體系，其特征在于所述止水板帶在施工完成后位于所述結(jié)構(gòu)墻內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其特征在于所述型鋼兩端固定有封板，所述封板分別置于兩側(cè)圍檁內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體系，其特征在于所述型鋼之間的間距大于等于2m。
6.一種如權(quán)利要求1所述的后拆撐式型鋼_鋼筋混凝土雙圍檁基坑支撐體系的施工方法，包括如下步驟步驟(1)，施工圍護(hù)墻，待其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開挖基坑；步驟(2)，待基坑內(nèi)土體至水平支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高以上，預(yù)埋型鋼，綁扎鋼筋混凝土水平支撐及雙圍檁內(nèi)的鋼筋，然后支設(shè)水平支撐及雙圍檁的模板，并澆注混凝土，施工型鋼、水平支撐及雙圍檁；步驟(3)，待步驟(2)中形成的支撐體系的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行下層土體開挖；步驟(4)，施工混凝土基礎(chǔ)底板后，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，自下而上施工結(jié)構(gòu)柱、墻、梁、 板，靠近基坑邊的結(jié)構(gòu)墻施工至水平支撐時(shí)，將豎向鋼筋從型鋼以及雙圍檁之間的間隙由下至上穿過(guò)，支設(shè)模板后澆注結(jié)構(gòu)墻，結(jié)構(gòu)墻包覆型鋼的部分長(zhǎng)度；步驟(5)，回筑地下主體結(jié)構(gòu)，至主體結(jié)構(gòu)水平受力體系形成，能夠支撐圍護(hù)墻，使其滿足變形要求時(shí)，切除結(jié)構(gòu)墻內(nèi)側(cè)伸出的部分型鋼，移除整道鋼筋混凝土支撐；步驟(6)，結(jié)構(gòu)墻與圍護(hù)墻之間進(jìn)行防水施工，并采用砂土填充。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于步驟(4)中形成的水平支撐體系在步驟(5)的回筑階段一直保留。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于步驟(4)中所述豎向鋼筋從型鋼以及雙圍檁之間的間隙由下至上一次穿過(guò)，不需留設(shè)接頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的施工方法，其特征在于所述型鋼外側(cè)包覆有止水板帶，在步驟(4)中，止水板帶澆注于結(jié)構(gòu)墻內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種后拆撐式型鋼-鋼筋混凝土雙圍檁基坑支撐體系及施工方法，該支撐體系包括位于基坑內(nèi)的圍護(hù)墻、位于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)的多根水平支撐、固定于圍護(hù)墻上的圍檁、固定于水平支撐上的圍檁；多根水平布置的型鋼，排列于雙圍檁之間；結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的豎向鋼筋，從型鋼與雙圍檁之間的間隙自下而上穿過(guò)。在回筑階段，上述結(jié)構(gòu)一直保留，直至地下主體結(jié)構(gòu)水平受力體系形成，可支撐圍護(hù)墻時(shí)，切除結(jié)構(gòu)墻內(nèi)側(cè)伸出的部分型鋼，移除整道鋼筋混凝土支撐。本發(fā)明能保證基坑開挖階段水平支撐體系達(dá)到受力要求，抵制橫向變形，加快施工進(jìn)度，降低成本，提高施工質(zhì)量；為超大面積深基坑支撐體系提供了新的設(shè)計(jì)思路，降低了后拆撐體系在結(jié)構(gòu)回筑階段的施工難度。
文檔編號(hào)E02D17/02GK102505696SQ20111033548
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者華燕, 吳恩, 李曉勇, 牛金龍, 王軍, 邢利, 陳衛(wèi)東 申請(qǐng)人:上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司, 上海建瓴工程咨詢有限公司