CN107023018A - 可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***及其施工方法，该基坑围护支撑***由UH围护结构、中间支撑型钢、对撑、角撑、伞形支撑组合而成，所述UH围护结构由一块U型钢板桩和H型钢组合而成；所述对撑和角撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上；所述伞形支撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上，伞形支撑里的拉索两端分别固定在角撑和对撑的受力支点上。与现有技术相比，本发明采用UH围护结构、对撑、角撑、伞形支撑，使其具有自重小，承载能力大，隔水效果好，施工简单，效率高，钢材可循环利用，节约成本等优点。

Description

可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***及其施工方法，主要应用于市政基础、工业及民用工程建设中的地基基坑围护及防止土方位移等领域。

背景技术

随着高层建筑数量和高度的增加，基础埋深也随着增加。进入90年代后，我国经济的迅速发展，城市地价不断上涨，空间利用率随之提高，出现了众多的超高层建筑，使有些地下室埋深达20米以上，对基坑开挖技术提出更高、更严的要求，即不仅要确保边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等安全。同时，为了适应建筑市场日趋激烈的竞争，还要考虑提高土方挖运的机械化程度、缩短土方工期、降低工程成本、提高经济效益等方面的因素，我们引进了钢筋混凝土结构支撑，但考虑到钢筋混凝土结构支撑自重大、材料不能重复利用，安装和拆除需要较长工期，***拆除时会产生噪声、振动、碎屑飞出，工艺施工流程工期长不能随挖随撑从而导致对基坑墙体变形控制不利等缺点；围护采用工法桩，但考虑到工法桩须采用水和水泥施工，施工成本高，产生泥浆对周边环境污染大。针对上述缺点，本发明涉及一种可拆卸、可回收、组合式全钢基坑围护支撑***，该***采用可拆卸钢结构构建，具有自重小，安装拆除都方便，施工工艺简单，工期短，可重复利用等优点；根据土方开挖进度，可以做到随挖随撑，施加预紧力，对控制基坑墙体变形十分有利，施工不需要水和水泥，且UH围护结构在施工后可以回收重复使用，成本造价低，施工中不产生泥浆，无环境污染。

发明内容

本发明的目的就是提供一种自重小，承载能力大，隔水效果好，施工简单，效率高，钢材可循环利用，成本造价低的基坑围护支撑***。

一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，该基坑围护支撑***由UH围护结构、中间支撑型钢、对撑、角撑、伞形支撑组合而成，所述UH围护结构由一块U型钢板桩和H型钢组合而成；所述对撑和角撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上；所述伞形支撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上，伞形支撑里的拉索两端分别固定在角撑和对撑的受力支点上。

所述U型钢板桩两端各焊接一根圆钢筋，所述圆钢筋与U型钢板桩等长，其直径为30～50mm。

所述H型钢两端截面上各焊接一根钢管；所述钢管横向截面上有一道槽，所述槽的槽宽为15～25mm，所述槽的槽口焊接有止水装置，所述的止水装置由导槽，止水橡胶条组成。

所述的UH围护结构为非永久性结构，可拔出后重复使用。

所述H型钢焊接有钢管的端面预设两个螺栓通孔。

所述的对撑、角撑、伞形支撑为非永久性结构，可重复利用，所述对撑、角撑、伞形支撑可通过其自身的智能调节***给基坑施加预紧力；所述智能调节***由微机控制单元，液压控制单元，输入信号线，输出信号线，阀控单元组成。

一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***的施工方法，包括以下步骤：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)预先在H型钢、U型钢板桩桩身刷涂减磨剂，焊接在H型钢的钢管内壁均匀刷涂上沥青、发泡剂等止水材料，H型钢螺栓通孔上穿好螺栓，螺栓预紧螺母；

3)遥控控制边桩机移动到待施工位置，启动动力组件，边桩机吊臂将步骤2中的H型钢吊至边桩机静压装置里；

4)遥控控制启动边桩机上静压装置，将上述的H型钢压至设计标高；

5)重复步骤2,步骤3,步骤4将第二根H型钢压至设计标高；

6)遥控控制边桩机移位，旋转边桩机吊臂将步骤2中的U型钢板桩吊至边桩机静压装置里，将上述的U型钢板桩对准焊接在H型钢的钢管截面的槽，U型钢板桩上焊接的圆钢筋要求卡在上述H型钢钢管的内孔里遥控控制启动边桩机静压装置，将上述U型钢板桩压入地面直至设计标高；

7)重复步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6直至完成整个基坑的围护工程；

8)基坑开挖至H型钢上预安装的螺栓完全裸露，拧开螺母，将中间支撑型钢安装在H型钢上，并锁紧螺母；

9)将角撑用螺栓固定在中间支撑型钢上面，可根据基坑的大小布置多道角撑；

10)将对撑用螺栓固定在中间支撑型钢上面，可根据基坑的大小布置多道对撑；

11)将伞形支撑安装在角撑和对撑之间，用螺栓紧固在中间支撑型钢上面，伞形支撑上的拉锁两端分别固定在角撑和对撑的受力支点上，可根据基坑的大小布置多道伞形支撑。

12)重复步骤8、步骤9、步骤10、步骤11直至完成整个基坑的支撑工程。

13)后期基坑变形检测控制，开启对撑、角撑、伞型支撑里的智能调节***，基坑各受力支点通过输入信号线反馈给微机控制单元，微机控制单元向液压控制单元发出控制指令，经输出信号线传导给阀控单元，从而调节对撑、角撑、伞型支撑的支撑力以防止基坑变形和确保基坑的安全性。

与现有技术相比，其优点有：

1.采用可拆卸钢结构构建，自重小，安装拆除方便，施工工艺简单，可

重复利用；

2.基坑围护采用UH结构，不需要水和水泥辅助施工，无泥浆污染；

3.围护和支撑由全钢构成，施工工效快，无水泥养护时间，与工法桩加

混凝土支撑工艺相比，工期能缩短50％；

4.与工法桩加混凝土支撑工艺相比，在成本造价上大约能降低15％；

5.与混凝土支撑的先撑后挖工艺相比，本***可根据土方开挖进度做到

随挖随撑，施加预紧力，有效控制基坑墙体变形；

附图说明

图1为基坑围护支撑示意图

1 UH围护结构 2对撑 3伞形支撑 4角撑 5中间支撑型钢

图2为UH围护结构示意图

6 U型钢板桩 7圆钢筋 8钢管 9 H型钢 10槽 11止水装置

图3鱼腹式支撑图

12 拉索

图4螺栓连接图

14螺栓 15螺母

图5边桩机图

13边桩机 16静压装置

图6止水装置图

17导槽 18止水橡胶

图7智能调节***

19微机控制单元 20液压控制单元 21输入信号线 22输出信号线

23阀控单元

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，该基坑围护支撑***由UH围护结构1、对撑2、角撑4、伞形支撑3组合而成。所述基坑围护支撑***包括UH围护结构1，所述UH围护结构1由一块U型钢板桩6和H型钢9组合而成，所述U型钢板桩6两端各焊接一根圆钢筋7，所述H型钢9一端截面上各焊接一根钢管8，所述钢管8横向截面开了一道槽10，所述槽口焊接有止水装置11，所述U型钢板桩6通过钢管截面上的槽10嵌入在H型钢9上，所述H型钢6焊接有钢管的端面预设两个螺栓通孔；所述对撑2和角撑4通过中间支撑型钢5用螺栓紧固在UH围护结构1上；所述伞形支撑3通过中间支撑型钢5用螺栓紧固在UH围护结构上1，伞形支撑3里的拉索12两端分别固定在角撑4和对撑2的受力支点上。

本发明所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***采用边桩机13施工，其具体步骤为：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)预先在H型钢9、U型钢板桩6桩身刷涂减磨剂，焊接在H型钢9的钢管8内壁均匀刷涂上沥青、发泡剂等止水材料，H型钢螺栓通孔上穿好螺栓，螺栓14预紧螺母15；

3)遥控控制边桩机13移动到待施工位置，启动动力组件，边桩机吊臂将步骤2中的H型钢9吊至边桩机静压装置16里；

4)遥控控制启动边桩机上静压装置16，将上述的H型钢9压至设计标高；

5)重复步骤2,步骤3,步骤4将第二根H型钢9压至设计标高；

6)遥控控制边桩机13移位，旋转边桩机13吊臂将步骤2中的U型钢板桩6吊至边桩机13静压装置16里，将上述的U型钢板桩6对准焊接在H型钢9的钢管8截面的槽10，U型钢板桩6上焊接的圆钢筋7要求卡在上述H型钢9钢管8的内孔里，遥控控制启动边桩机静压装置16，将上述U型钢板,6压入地面直至设计标高；

7)重复步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6直至完成整个基坑的围护工程；

8)基坑开挖至H型钢9上预安装的螺栓14完全裸露，拧开螺母15，将中间支撑型钢5安装在H型钢9上，并锁紧螺母15；

9)将角撑4用螺栓固定在中间支撑型钢5上面，可根据基坑的大小布置多道角撑4；

10)将对撑2用螺栓固定在中间支撑型钢5上面，可根据基坑的大小布置多道对撑5；

11)将伞形支撑3安装在角撑4和对撑3之间，用螺栓紧固在中间支撑型钢5上面，伞形支撑3上的拉锁12两端分别固定在角撑4和对撑2的受力支点上，可根据基坑的大小布置多道伞形支撑3。

12)重复步骤8、步骤9、步骤10、步骤11直至完成整个基坑的支撑工程。

13)后期基坑变形检测控制，开启对撑2、角撑4、伞型支撑3里的智能调节***，基坑各受力支点通过输入信号线20反馈给微机控制单元19，微机控制单元19向液压控制单元20发出控制指令，经输出信号线22传导给阀控单元23，从而调节对撑2、角撑4、伞型支撑3的支撑力以防止基坑变形和确保基坑的安全性。

14)成本造价与工期对比分析

成本对比

对于80延米长基坑，采用工法桩+混凝土支撑，按建筑市场上施工价格计算，每延米造价大概需要花费1.27万元；采用全钢围护支撑***，按照市场上钢材租赁价格计算，以6个月租金的为基准，每延米造价大概需要花费1.08万元；两种工艺比较，全钢围护支撑***每延米造价比工法桩+混凝土支撑工艺节约成本15％左右。

工期对比

对于80延米长基坑，采用工法桩，按每台机每天施工15根H型钢，大概需要7天，混凝土支撑施工及养护大概需要25天，总工期大概需要32天；采用全钢围护支撑***，UH围护结构按每天施工30根，拼装对撑，角撑，伞型支撑，大概工期需要15天；两种工艺比较，全钢围护支撑***工期比工法桩+混凝土支撑工艺缩短50％左右。

Claims (7)

1.一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，该基坑围护支撑***由UH围护结构、中间支撑型钢、对撑、角撑、伞形支撑组合而成，所述UH围护结构由一块U型钢板桩和H型钢组合而成；所述对撑和角撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上；所述伞形支撑通过中间支撑型钢，用螺栓紧固在UH围护结构上，伞形支撑里的拉索两端分别固定在角撑和对撑的受力支点上。

2.根据权利要求1所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，其特征在于，所述U型钢板桩两端各焊接一根圆钢筋，所述圆钢筋与U型钢板桩等长，其直径为30～50mm。

3.根据权利要求1所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，其特征在于，所述H型钢两端截面上各焊接一根钢管；所述钢管横向截面上有一道槽，所述槽的槽宽为15～25mm，所述槽的槽口焊接有止水装置，所述的止水装置由导槽，止水橡胶条组成。

4.根据权利要求1所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，其特征在于，所述的UH围护结构为非永久性结构，可拔出后重复使用。

5.根据权利要求1所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，其特征在于，所述H型钢焊接有钢管的端面预设两个螺栓通孔。

6.根据权利要求1所述的可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***，其特征在于，所述的对撑、角撑、伞形支撑为非永久性结构，可重复利用，所述对撑、角撑、伞形支撑可通过其自身的智能调节***给基坑施加预紧力；所述智能调节***由微机控制单元，液压控制单元，输入信号线，输出信号线，阀控单元组成。

7.一种可循环使用、拼装式全钢基坑围护支撑***的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)平整施工场地，根据施工图放出实样；

2)预先在H型钢、U型钢板桩桩身刷涂减磨剂，焊接在H型钢的钢管内壁均匀刷涂上沥青、发泡剂等止水材料，H型钢螺栓通孔上穿好螺栓，螺栓预紧螺母；

3)遥控控制边桩机移动到待施工位置，启动动力组件，边桩机吊臂将步骤2中的H型钢吊至边桩机静压装置里；

4)遥控控制启动边桩机上静压装置，将上述的H型钢压至设计标高；

5)重复步骤2,步骤3,步骤4将第二根H型钢压至设计标高；

6)遥控控制边桩机移位，旋转边桩机吊臂将步骤2中的U型钢板桩吊至边桩机静压装置里，将上述的U型钢板桩对准焊接在H型钢的钢管截面的槽，U型钢板桩上焊接的圆钢筋要求卡在上述H型钢钢管的内孔里遥控控制启动边桩机静压装置，将上述U型钢板桩压入地面直至设计标高；

7)重复步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6直至完成整个基坑的围护工程；

8)基坑开挖至H型钢上预安装的螺栓完全裸露，拧开螺母，将中间支撑型钢安装在H型钢上，并锁紧螺母；

9)将角撑用螺栓固定在中间支撑型钢上面，可根据基坑的大小布置多道角撑；

10)将对撑用螺栓固定在中间支撑型钢上面，可根据基坑的大小布置多道对撑；

11)将伞形支撑安装在角撑和对撑之间，用螺栓紧固在中间支撑型钢上面，伞形支撑上的拉锁两端分别固定在角撑和对撑的受力支点上，可根据基坑的大小布置多道伞形支撑。

12)重复步骤8、步骤9、步骤10、步骤11直至完成整个基坑的支撑工程。

13)后期基坑变形检测控制，开启对撑、角撑、伞型支撑里的智能调节***，基坑各受力支点通过输入信号线反馈给微机控制单元，微机控制单元向液压控制单元发出控制指令，经输出信号线传导给阀控单元，从而调节对撑、角撑、伞型支撑的支撑力以防止基坑变形和确保基坑的安全性。