基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系及施工方法，其體系包括壓頂梁(1)、圍檁和內(nèi)支撐(2)，內(nèi)支撐(2)為由預(yù)應(yīng)力空心方樁(3)和節(jié)點連接件拼接裝配而成的桁架式內(nèi)支撐(2)，桁架式內(nèi)支撐(2)兩端的第一端板與壓頂梁(1)上的連接板螺接而其余的第一端板與節(jié)點連接件的第二端板螺接；其施工方法的關(guān)鍵在于：將預(yù)應(yīng)力空心方樁(3)與節(jié)點連接件螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐(2)，并將桁架式內(nèi)支撐(2)兩端與壓頂梁(1)連接。該體系和方法方便快捷、施工速度快、工期短、能使后續(xù)挖土出土方便、拆卸過程也方便快捷省力、無安全隱患、能循環(huán)使用、節(jié)省材料。
【專利說明】基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域中的基坑支護系統(tǒng)的內(nèi)支撐體系的施工技術(shù)，具體講是 一種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系及施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市化建筑發(fā)展，充分利用地下空間已成趨勢，基坑開挖的深度和面積也不 斷擴大，基坑支護系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛。現(xiàn)有技術(shù)的基坑支護系統(tǒng)包括樁排式或墻 式的圍護墻結(jié)構(gòu)、一圈壓頂梁及多道不同高度的圍檁、鋼筋混凝土的內(nèi)支撐和止水帷幕，其 中，壓頂梁、圍檁及鋼筋混凝土內(nèi)支撐構(gòu)成了內(nèi)支撐體系。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的基坑支護系統(tǒng)的施工方法為：先施工好圍護墻，再在圍護墻頂澆注一 圈壓頂梁并同時澆注壓頂梁標(biāo)高的混凝土水平內(nèi)支撐，然后開挖基坑，開挖到下一層圍檁 設(shè)計標(biāo)高后，澆注圍檁及與該層圍檁同標(biāo)高的混凝土水平內(nèi)支撐，重復(fù)開挖、澆注圍檁和內(nèi) 支撐的過程，直至開挖到坑底。而澆注內(nèi)支撐的過程中，需要先在土體內(nèi)挖出長槽，放入鋼 筋，再以長槽的側(cè)面和底面作為側(cè)模板和底模板澆注混凝土。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)的基坑支護系統(tǒng)的內(nèi)支撐體及施工方法系存在以下缺陷：一是施工內(nèi)支 撐的過程，需要挖長槽、放鋼筋、澆注混凝土，步驟繁瑣、費時費力，速度較慢；二是澆注完該 層的內(nèi)支撐后，需要等到該層內(nèi)支撐的混凝土干硬達到一定強度后，才能進行后續(xù)開挖，延 長了工時；三是由于澆注內(nèi)支撐前需要在土體內(nèi)挖長槽替代模板，這樣，必須先澆注好該層 的內(nèi)支撐，才能向下挖土，但內(nèi)支撐燒注好之后形成了橫七堅八的內(nèi)支撐，挖土及出土過程 中必須繞過這些內(nèi)支撐，后續(xù)挖土及出土過程受到干擾，施工不便；四是基坑開挖完成后， 隨著基坑內(nèi)地下結(jié)構(gòu)的施工，即地下結(jié)構(gòu)外墻從下往上澆注的過程中，需要逐步拆除內(nèi)支 撐，為避免破壞地下主體結(jié)構(gòu)不能采用大型機械來拆除內(nèi)支撐，一般是采用人工敲掉，但內(nèi) 支撐截面積大、配筋多，拆卸勞動強度大，施工費時費力，極不方便，而且，即便是人工拆除 也可能會破壞到主體結(jié)構(gòu)，存在安全隱患；五是內(nèi)支撐作為臨時結(jié)構(gòu)，最終會被破壞拆掉， 內(nèi)支撐的鋼筋、混凝土等材料無法再次利用，材料耗費大，不環(huán)保。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種安裝過程方便快捷、施工速度快、工期 短、能使后續(xù)挖土出土方便、拆卸過程也方便快捷省力、無安全隱患、能循環(huán)使用、節(jié)省材料 的基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系。
[0006] 本發(fā)明的一個技術(shù)解決方案是，提供一種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體 系，它包括壓頂梁、多道不同標(biāo)高的圍檁和水平內(nèi)支撐，壓頂梁和圍檁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)，水平內(nèi)支撐為由多根預(yù)制的預(yù)應(yīng)力空心方樁和節(jié)點連接件拼接裝配而成的桁架式內(nèi) 支撐，每根預(yù)應(yīng)力空心方樁的兩端均固定有一塊帶螺紋孔的第一端板，節(jié)點連接件上設(shè)有 數(shù)量與該節(jié)點處交匯的預(yù)應(yīng)力空心方樁的數(shù)量相同的端頭，每個端頭上設(shè)有一塊帶螺紋孔 的第二端板，壓頂梁和圍檁上設(shè)有一端錨固在混凝土內(nèi)的多組預(yù)埋角鋼，每組預(yù)埋角鋼的 非錨固端焊接有一塊連接板，桁架式內(nèi)支撐兩端的第一端板與連接板螺接而桁架式內(nèi)支撐 其余的第一端板與節(jié)點連接件的第二端板螺接。
[0007] 本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是，提供一種安裝過程方便快捷、施工速度快、工 期短、能使后續(xù)挖土出土方便、拆卸過程也方便快捷省力、無安全隱患、能循環(huán)使用、節(jié)省材 料的基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的施工方法。
[0008] 本發(fā)明的另一個技術(shù)解決方案是，提供一種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體 系的施工方法，其步驟包括：
[0009] a、預(yù)制好預(yù)應(yīng)力空心方樁和節(jié)點連接件，每根預(yù)應(yīng)力空心方樁兩端均固定有第一 端板，節(jié)點連接件的每個端頭上固定有第二端板；
[0010] b、在圍護樁頂澆注一圈壓頂梁混凝土并將多組預(yù)埋角鋼一端錨固在壓頂梁混凝 土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼的非錨固端焊接一塊連接板；
[0011] C、下挖土體到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁的第一端板與節(jié)點連接件的第 二端板螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐，并將桁架式內(nèi)支撐的兩端的第一端板與固定在壓 頂梁上的連接板螺接；
[0012] d、繼續(xù)下挖到下一層圍檁的標(biāo)高，澆注圍檁混凝土并在圍檁混凝土中將多組預(yù)埋 角鋼的一端錨固在圍檁混凝土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼的非錨固端焊接一塊連接板；
[0013] e、繼續(xù)下挖到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁的第一端板與節(jié)點連接件的第 二端板螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐，并將桁架式內(nèi)支撐的兩端的第一端板與固定在該 層圍檁上的連接板螺接；
[0014] f、重復(fù)步驟d?e，直至下挖到基坑底標(biāo)高。
[0015] 本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系及施工方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 以下優(yōu)點和效果：
[0016] 一是該內(nèi)支撐為桁架式，裝配時只需要將各個端板、連接板螺接固定，即可拼接裝 配出桁架式內(nèi)支撐并將其固定在壓頂梁或圍檁上，相比現(xiàn)有技術(shù)的挖槽、放鋼筋、澆混凝 土，本發(fā)明的安裝過程明顯操作方便快捷、省時省力；二是內(nèi)支撐安裝完畢后，即可進行后 續(xù)下挖步驟，無需像現(xiàn)有技術(shù)一樣等待內(nèi)支撐混凝土硬化，故縮短工時，加快工期；三是無 需依賴土體挖槽澆注內(nèi)支撐，故施工好壓頂梁或某層圍檁后，可以先直接下挖土體到一定 的安全深度，然后再拼裝固定內(nèi)支撐，這樣，下挖這部分土體時，不會受到橫七堅八的內(nèi)支 撐的干擾，便捷施工；四是需要拆卸掉內(nèi)支撐時，只需要將螺釘拆掉即可，相比現(xiàn)有技術(shù)的 人工敲掉破壞內(nèi)支撐的方案，本發(fā)明拆卸過程大幅度降低了勞動強度，省時省力，方便快 捷，不會破壞地下主體結(jié)構(gòu)，無安全隱患，而且拆掉的預(yù)應(yīng)力空心方樁和節(jié)點連接件可反復(fù) 多次利用，大幅度節(jié)省了耗材、節(jié)能環(huán)保，符合當(dāng)前綠色建筑工業(yè)化施工的潮流；五是該桁 架式內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力空心方樁，其截面優(yōu)化、自重輕、抗裂性強，故能加大支撐跨度，不 僅節(jié)省了材料，還可以少布設(shè)內(nèi)支撐，更加便于施工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是圖1中A部分也就是一號節(jié)點位置的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3是圖1中B部分也就是二號節(jié)點位置的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖4是本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的桁架式內(nèi)支撐的第一端 板與壓頂梁的連接板對接的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖5是本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的預(yù)應(yīng)力空心方樁的側(cè)剖 視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖6是圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖中所示1、壓頂梁，2、內(nèi)支撐，3、預(yù)應(yīng)力空心方樁，3. 1、第一端板，4、節(jié)點連接件， 4. 1、端頭，4. 2、第二端板，5、預(yù)埋角鋼，5. 1、連接板。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0025] 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐 體系，它包括壓頂梁1、多道不同標(biāo)高的圍檁和水平內(nèi)支撐2。壓頂梁1和圍檁均為現(xiàn)澆鋼 筋混凝土結(jié)構(gòu)。水平內(nèi)支撐2為由多根預(yù)制的預(yù)應(yīng)力空心方樁3和節(jié)點連接件4拼接裝配 而成的桁架式內(nèi)支撐2。每根預(yù)應(yīng)力空心方樁3的兩端均固定有一塊帶螺紋孔的第一端板 3. 1。節(jié)點連接件4上設(shè)有數(shù)量與該節(jié)點處交匯的預(yù)應(yīng)力空心方樁3的數(shù)量相同的端頭4. 1， 換句話說，如果某個節(jié)點處有三根預(yù)應(yīng)力空心方樁3交匯，那該節(jié)點處的節(jié)點連接件4就有 三個端頭4. 1，而且每個端頭4. 1對應(yīng)一根預(yù)應(yīng)力空心方樁3,且該端頭4. 1與對應(yīng)的預(yù)應(yīng) 力空心方樁3平行且位于同一直線。每個端頭4. 1上設(shè)有一塊帶螺紋孔的第二端板4. 2。 壓頂梁1上設(shè)有一端錨固在壓頂梁1混凝土內(nèi)的多組預(yù)埋角鋼5,圍檁上也設(shè)有一端錨固在 圍檁混凝土內(nèi)的多組預(yù)埋角鋼5。每組預(yù)埋角鋼5為相互平行的兩根，每組的兩根預(yù)埋角 鋼5的非錨固端與同一塊連接板5. 1焊接。桁架式內(nèi)支撐2兩端的第一端板3. 1與連接板 5. 1螺接而桁架式內(nèi)支撐2其余的第一端板3. 1與節(jié)點連接件4的第二端板4. 2螺接。具 體的說，桁架式內(nèi)支撐2最左端的預(yù)應(yīng)力空心方樁3的左端的第一端板3. 1與壓頂梁1或 圍檁上的連接板5. 1連接，而桁架式內(nèi)支撐2最右端的預(yù)應(yīng)力空心方樁3的右端的第一端 板3. 1與壓頂梁1或圍檁上的連接板5. 1連接；而剩下的不在兩端的第一端板3. 1是與節(jié) 點連接件4的第二端板4. 2連接。
[0026] 圖1是本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，從俯視 方向看，圖1只能看到壓頂梁1及其同標(biāo)高的內(nèi)支撐2,而看不到圍檁及其同標(biāo)高的內(nèi)支撐 2,但圍檁及其同標(biāo)高的內(nèi)支撐2與壓頂梁1及其同標(biāo)高的內(nèi)支撐2的結(jié)構(gòu)、連接方式均相 同，故不再圖示。
[0027] 該桁架式內(nèi)支撐2 -般是平面形式，那么節(jié)點連接件4的全部端頭4. 1都位于同 一個平面。如圖1、圖2所示，該桁架式內(nèi)支撐2的一號節(jié)點處為四通節(jié)點連接件4,有4個 位于同一平面的端頭4. 1且有四根預(yù)應(yīng)力空心方樁3交匯。如圖1、圖3所示，二號節(jié)點處 為三通節(jié)點連接件4,有3個位于同一平面的端頭4. 1且有三根預(yù)應(yīng)力空心方樁3交匯。該 桁架式內(nèi)支撐2也可以是空間形式，那么，節(jié)點連接件4的端頭4. 1就是位于不同平面如位 于XYZ軸三個方向上的端頭4. 1，以此拼接出空間形式的桁架。
[0028] 本發(fā)明基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的施工方法，其步驟如下。
[0029] a、預(yù)制好預(yù)應(yīng)力空心方樁3和節(jié)點連接件4,每根預(yù)應(yīng)力空心方樁3兩端均固定有 第一端板3. 1，節(jié)點連接件4的每個端頭4. 1上固定有第二端板4. 2。
[0030] b、在圍護樁頂澆注一圈壓頂梁1混凝土并將多組預(yù)埋角鋼5 -端錨固在壓頂梁1 混凝土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼5的非錨固端焊接一塊連接板5. 1。
[0031] C、下挖土體到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁3的第一端板3. 1與節(jié)點連接 件4的第二端板4. 2螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐2,并將桁架式內(nèi)支撐2的兩端的第一 端板3. 1與固定在壓頂梁1上的連接板5. 1螺接。所述的安全深度是根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的各項 參數(shù)如基坑大小、圍護墻的荷載能力、周邊環(huán)境有無建筑物、土體的物理力學(xué)性狀的大小綜 合考慮后計算出的，每個基坑現(xiàn)場的安全深度都不同，故無法量化?？傊?，就是能在無內(nèi)支 撐2干擾下安全下挖的一段深度。
[0032] d、繼續(xù)下挖到下一層圍檁的標(biāo)高，澆注圍檁混凝土并在圍檁混凝土中將多組預(yù)埋 角鋼5的一端錨固在圍檁混凝土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼5的非錨固端焊接一塊連接板5. 1。
[0033] e、繼續(xù)下挖到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁3的第一端板3. 1與節(jié)點連接 件4的第二端板4. 2螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐2,并將桁架式內(nèi)支撐2的兩端的第一 端板3. 1與固定在該層圍檁上的連接板5. 1螺接。
[0034] f、重復(fù)步驟d?e，直至下挖到基坑底標(biāo)高。
【權(quán)利要求】
1. 一種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系，它包括壓頂梁（1)、多道不同標(biāo)高的 圍檁和水平內(nèi)支撐（2)，壓頂梁（1)和圍檁均為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其特征在于：水平內(nèi) 支撐（2)為由多根預(yù)制的預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)和節(jié)點連接件（4)拼接裝配而成的桁架式內(nèi) 支撐（2)，每根預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)的兩端均固定有一塊帶螺紋孔的第一端板（3. 1)，節(jié)點 連接件（4)上設(shè)有數(shù)量與該節(jié)點處交匯的預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)的數(shù)量相同的端頭（4. 1)，每 個端頭（4. 1)上設(shè)有一塊帶螺紋孔的第二端板（4. 2)，壓頂梁（1)和圍檁上設(shè)有一端錨固在 混凝土內(nèi)的多組預(yù)埋角鋼（5)，每組預(yù)埋角鋼（5)的非錨固端焊接有一塊連接板（5. 1)，桁 架式內(nèi)支撐（2)兩端的第一端板（3. 1)與連接板（5. 1)螺接而桁架式內(nèi)支撐（2)其余的第 一端板（3. 1)與節(jié)點連接件（4)的第二端板（4. 2)螺接。
2. -種基坑支護系統(tǒng)的預(yù)制裝配式內(nèi)支撐體系的施工方法，其特征在于：其步驟包 括： a、 預(yù)制好預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)和節(jié)點連接件（4)，每根預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)兩端均固定 有第一端板（3. 1)，節(jié)點連接件（4)的每個端頭（4. 1)上固定有第二端板（4. 2); b、 在圍護樁頂澆注一圈壓頂梁（1)混凝土并將多組預(yù)埋角鋼（5) -端錨固在壓頂梁 (1)混凝土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼（5)的非錨固端焊接一塊連接板（5. 1); c、 下挖土體到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)的第一端板（3. 1)與節(jié)點連接 件（4)的第二端板（4.2)螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐（2)，并將桁架式內(nèi)支撐（2)的兩 端的第一端板（3. 1)與固定在壓頂梁（1)上的連接板（5. 1)螺接； d、 繼續(xù)下挖到下一層圍檁的標(biāo)高，澆注圍檁混凝土并在圍檁混凝土中將多組預(yù)埋角 鋼（5)的一端錨固在圍檁混凝土內(nèi)，并在同組預(yù)埋角鋼（5)的非錨固端焊接一塊連接板 (5. 1)； e、 繼續(xù)下挖到安全深度，再將各個預(yù)應(yīng)力空心方樁（3)的第一端板（3. 1)與節(jié)點連接 件（4)的第二端板（4. 2)螺接以拼接裝配出桁架式內(nèi)支撐（2)，并將桁架式內(nèi)支撐（2)的兩 端的第一端板（3. 1)與固定在該層圍檁上的連接板（5. 1)螺接； f、 重復(fù)步驟d?e，直至下挖到基坑底標(biāo)高。
【文檔編號】E02D17/04GK104060617SQ201410304489
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】錢久軍, 吳佳雄, 張子江, 張俊杰, 王季寧, 李海東 申請人:寧波冶金勘察設(shè)計研究股份有限公司