專利名稱：一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及基坑支護的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)與施工方法，及其圍檁材料的回收利用。
背景技術(shù)：
在基坑支護結(jié)構(gòu)中，內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)常用的圍檁，主要有鋼筋混凝土圍檁和型鋼圍檁。鋼筋混凝土圍檁能將基坑支護中的豎向圍護排樁墻體有效地結(jié)合成一個整體，承擔著水平水土壓力，但施工工期較長，材料不可復(fù)用；型鋼圍檁具有施工方便，不需養(yǎng)護，施工工期短，但對豎向圍護樁給合成一個整體效果不理想?？梢哉f，這二種圍檁均各自的有優(yōu)缺
點。當內(nèi)支撐的間距較大時，在鋼筋混凝土圍檁的內(nèi)側(cè)需增大配筋，才能滿足其抗彎強度要求。其內(nèi)支撐的間距越大，則鋼筋混凝土圍檁的配筋量就越高，從而將大大增加材料成本。增加內(nèi)支撐的間距是基坑支護工程的發(fā)展方向，因為這樣不僅能減少內(nèi)支撐的數(shù)量，而且能增加基坑內(nèi)部的施工空間，提高基坑的施工速度。為了提高圍檁的抗彎能力，將H型鋼與鋼筋混凝土梁組合成圍檁，這樣既可以減少鋼筋的用量，又能將H型鋼重復(fù)利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)行基坑支護的支撐結(jié)構(gòu)圍檁抗彎強度低、與對撐或角撐連接不便等缺點，提供一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合圍檁，以及該組合圍檁的施工方法。將型鋼與鋼筋混凝土梁組合成圍檁，既可以方便地與型鋼對撐或角撐相連接，又能方便地與鋼筋混凝土對撐或角撐相連接。為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，型鋼和鋼筋混凝土梁水平疊放在一起，鋼筋混凝土梁與豎向圍護樁相連，鋼筋混凝土梁內(nèi)設(shè)有預(yù)埋連接螺栓，在型鋼的兩側(cè)翼緣上，按一定間距分布多個螺栓孔，型鋼一側(cè)的螺栓孔用于連接預(yù)埋連接螺栓，另一側(cè)的螺栓孔用于連接基坑支護的內(nèi)支撐，預(yù)埋連接螺栓穿過型鋼一側(cè)翼緣上的螺栓孔通過可拆卸螺母緊固，解除螺母可以將型鋼回收。所述的型鋼為H型鋼。H型鋼為多層。H型鋼H的豎向疊放。H型鋼與混凝土梁接觸面上設(shè)有隔離層。隔離層為油毛氈或紙或編織物等。H型鋼截面為正方形。預(yù)埋螺栓為高強摩擦螺栓。 預(yù)埋連接螺栓穿過H型鋼一側(cè)翼緣上的螺栓孔通過可拆卸螺母緊固。在鋼筋混凝土梁內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓呈一字型、L型或U型。鋼筋混凝土梁內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓與鋼筋混凝土梁中的筋相連。在圍檁的底部設(shè)有三角形牛腿，牛腿沿圍檁內(nèi)側(cè)水平方向均勻分布。
H型鋼是架放在三角形牛腿上。圍護樁為豎向鉆孔灌注樁或SMW工法樁，型鋼和鋼筋混凝土梁與豎向鉆孔灌注樁或SMW工法樁組合成一支護整體。一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，I)在圍檁的位置上綁扎鋼筋混凝土梁的鋼筋，并同時放置預(yù)埋連接螺栓；2)將預(yù)埋連接螺栓一端與H型鋼相連，另一端與鋼筋混凝土梁中的鋼筋相連；3)鋼筋混凝土梁的外側(cè)立模板，鋼筋混凝土梁的內(nèi)側(cè)利用H型鋼作模板，澆筑混凝土，并養(yǎng)護一定時間，達到要求強度后，用螺母擰緊預(yù)埋連接螺栓，使型鋼與鋼筋混凝土梁連接到一起。步驟2)中，在圍檁的位置上，安裝三角形牛腿，型鋼架放在牛腿上； 4)步驟中，增加隔離層。步驟I)施工前，先剝出圍護樁中的筋，鋼筋混凝土梁的鋼筋與圍護樁的筋相連接，連接方式為焊接或者綁扎連接。步驟2)施工前，沿圍檁位置，先挖除基坑內(nèi)的土層形成一個溝漕，以便安裝三角形牛腿。步驟3)中，預(yù)埋連接螺栓與鋼筋混凝土梁中的鋼筋相連，連接方式為焊接或綁扎連接。步驟4)中，澆筑混凝土前，用膠泥將H型鋼上的螺栓孔封住。工程結(jié)束后，擰開H型鋼與鋼筋混凝土梁的連接螺母，利用頂升器將H型鋼與鋼筋混凝土梁脫開，將H型鋼吊出回收利用。頂升器水平安裝在H型鋼內(nèi)，頂升器一端頂在預(yù)埋的螺栓上，另一端頂在H型鋼的翼緣上，開動頂升器，預(yù)埋的螺栓作為不動支點，頂升器將H型鋼慢慢地從鋼筋混凝土體上頂開。有益效果，該圍檁具有抗彎強度大、與對撐或角撐連接方便、可回收復(fù)用等優(yōu)點，達到了縮短工期、降低工程造價的目的。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明；圖I為本發(fā)明所述的與豎向鉆孔灌注樁圍護墻結(jié)合的一種H型鋼與鋼筋混凝土組
合圍檁。圖2為本發(fā)明所述與豎向SMW工法樁圍護墻結(jié)合的一種H型鋼與鋼筋混凝土組合圍檁。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。參看圖I或圖2，該種H型鋼與鋼筋混凝土組合圍檁，包括一個H型鋼1，鋼筋混凝土梁2，和預(yù)埋連接螺栓4，型鋼上有螺栓孔3。H型鋼I和鋼筋混凝土梁2水平疊放在一起，鋼筋混凝土梁2內(nèi)的設(shè)有預(yù)埋連接螺栓4，H型鋼I通過預(yù)埋連接螺栓與鋼筋混凝土梁連接在一起。預(yù)埋連接螺栓4呈一字形、L形或U形，以增加與混凝土的粘接面，并方便與鋼筋混凝土梁的主筋相連接。這種組合圍檁不僅具有較高的抗彎強度和水平抗壓能力，而且能方便與對撐或角撐相連或拆除，H型鋼能方便回收和重復(fù)利用，達到基坑支護的低碳環(huán)保之目的。在H型鋼I的兩側(cè)翼緣上，按一定間距分布多個螺栓孔3，一側(cè)的螺栓孔用于連接預(yù)埋連接螺栓4，另一側(cè)的螺栓孔用于連接角撐或?qū)巍Ｐ弯撋系穆菟?為預(yù)制孔或者鉆孔。預(yù)埋連接螺栓4穿過H型鋼一側(cè)翼緣上的螺栓孔通過可拆卸螺母緊固。擰緊H型鋼I與鋼筋混凝土梁2之間連接螺栓上的螺母，能增加H型鋼與鋼筋混凝土梁之間的摩擦力，從而提高了 H型鋼的軸向承載力。在鋼筋混凝土梁2內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓呈一字型、L型或U型，當為L型或U型時，由于帶有轉(zhuǎn)彎可以以增加預(yù)埋螺栓與混凝土的粘結(jié)力，使得預(yù)埋連接螺栓4不易脫出。鋼筋混凝土梁2內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓4與鋼筋混凝土梁2中的筋相連。與筋相連，可以增加預(yù)埋螺栓4的抗拔力，進而使得型鋼具有較好的承載力。在圍檁的底部設(shè)有三角形牛腿6，牛腿6沿圍檁內(nèi)側(cè)水平方向均勻分布。H型鋼I是架放在三角形牛腿6上，以便安裝定位和找平。三角形牛腿6為一直角三角形。直角三角形的一直角邊承載H型鋼I，直角三角形的另一直角邊為SMW工法樁7的豎向邊，直角三角形的斜邊為一支撐桿。該組合圍檁與豎向鉆孔灌注樁5圍護墻結(jié)合時的情況參看圖I ;該組合圍檁與豎向SMW工法樁7圍護墻結(jié)合的情況參看圖2。
該圍檁具有抗彎強度大、與對撐或角撐連接方便、可回收復(fù)用等優(yōu)點，達到了縮短工期、降低工程造價的目的。具體的施工方法如下鑿除周邊的混凝土或水泥土，留出圍檁的空間；將豎向鉆孔灌注樁5的鋼筋或豎向SMW工法樁7的H型鋼剝出，在圍檁的位置上綁扎鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋8和預(yù)埋連接螺栓4。鋼筋8與豎向鉆孔灌注樁5的鋼筋或豎向SMW工法樁7的H型鋼綁扎或者焊接。沿圍檁位置，挖除基坑內(nèi)的土層形成一個溝漕，以便安裝三角形牛腿6，安裝三角型牛腿6，牛腿6的斜腿支撐在豎向圍護樁墻上，將H型鋼I架放在牛腿6上，以便定位和固定;預(yù)埋的連接螺栓4 一端與H型鋼I的螺栓孔3相連，另一端與鋼筋混凝土圍檁中的鋼筋8相連接，連接方式為綁扎或者焊接；在鋼筋混凝土圍檁的外側(cè)立模板，內(nèi)側(cè)利用H型鋼I作模板，并將螺栓孔3用膠泥封住；澆筑混凝土，并養(yǎng)護至一定齡期，達到設(shè)計要求強度時，將連接螺栓4上的螺母擰緊到設(shè)計要求的扭矩。通過上述步驟和施工方法，即可形成一種H型鋼與鋼筋混凝土組合圍檁，該圍檁不僅能承受較大的彎矩，也能承受較高的水平軸向壓力。當基坑支護工程完成后，可按下列步驟完成拆除和重復(fù)利用。擰開H型鋼I與鋼筋混凝土上的連接螺母；在H型鋼上水平安設(shè)一個專用的頂升器，一端頂在預(yù)埋的螺栓4上，另一端頂在H型鋼的翼緣上。
開動頂升器，預(yù)埋的螺栓4作為不動支點，頂升器將H型鋼I慢慢地從鋼筋混凝土體上頂開；當預(yù)埋螺栓4完全與H型鋼I脫開時，方能將H型鋼I吊出，即可實現(xiàn)H型鋼I的重復(fù)利用。 型鋼與鋼筋混凝土梁組合圍檁與傳統(tǒng)的基坑支護結(jié)構(gòu)中鋼結(jié)構(gòu)圍檁或鋼筋混凝土圍檁相比，具有以下優(yōu)點I.型鋼通過預(yù)埋螺栓與鋼筋混凝土梁緊密連接在一起，受力面增大，混凝土梁受力分散，消除混凝土梁的裂縫和損壞，減少鋼筋混凝土用量。型鋼可拆卸回收，循環(huán)使用，節(jié)能環(huán)保，降低材料成本。2.型鋼與鋼筋混凝土梁通過地腳螺栓緊密相連，協(xié)調(diào)一致地共同工作，可以阻止型鋼的局部屈曲，并能顯著改善型鋼的出平面扭轉(zhuǎn)屈曲性能，使型鋼的鋼材強度得以充分發(fā)揮。3.支撐通過與型鋼相連，型鋼可有效分散鋼支撐端頭的局部壓應(yīng)力，避免了傳統(tǒng) 支撐局部承壓不夠造成的混凝土局部壓碎而引起的支撐的過大變形。4.在基坑支護結(jié)構(gòu)中，圍檁的軸力、彎矩、剪力往往都很大，通過型鋼與混凝土梁的協(xié)調(diào)一致地共同工作，可以使圍檁構(gòu)件的受壓、受剪、受彎承載力大幅度提高，即節(jié)約了鋼材，又減小了構(gòu)件的截面面積，同時還減小基坑支護結(jié)構(gòu)的變形，提高基坑工程安全度。5.同時，H型鋼在混凝土梁的側(cè)面，在澆灌混凝土?xí)r，可以兼作模板作用，減少模板的用量。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實例的限制，上述實例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，型鋼和鋼筋混凝土梁水平疊放在一起，鋼筋混凝土梁與豎向圍護樁相連，鋼筋混凝土梁內(nèi)設(shè)有預(yù)埋連接螺栓，在型鋼的兩側(cè)翼緣上，按一定間距分布多個螺栓孔，型鋼一側(cè)的螺栓孔用于連接預(yù)埋連接螺栓，另一側(cè)的螺栓孔用于連接基坑支護的內(nèi)支撐，預(yù)埋連接螺栓穿過型鋼一側(cè)翼緣上的螺栓孔通過可拆卸螺母緊固，解除螺母可以將型鋼回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，型鋼為H型鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是H型鋼為多層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是H型鋼與混凝土梁接觸面上設(shè)有隔離層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，H型鋼截面為正方形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，預(yù)埋螺栓為高強摩擦螺栓。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是預(yù)埋連接螺栓穿過H型鋼一側(cè)翼緣上的螺栓孔通過可拆卸螺母緊固。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，在鋼筋混凝土梁內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓呈一字型、L型或U型。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，鋼筋混凝土梁內(nèi)的預(yù)埋連接螺栓與鋼筋混凝土梁中的筋相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，在圍檁的底部設(shè)有三角形牛腿，牛腿沿圍檁內(nèi)側(cè)水平方向均勻分布。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，H型鋼是架放在三角形牛腿上。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁，其特征是，圍護樁為豎向鉆孔灌注樁或SMW工法樁，型鋼和鋼筋混凝土梁與豎向鉆孔灌注樁或SMW工法樁組合成一支護整體。
13.—種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是， 1)在圍檁的位置上綁扎鋼筋混凝土梁的鋼筋，并同時放置預(yù)埋連接螺栓； 2)將預(yù)埋連接螺栓一端與H型鋼相連，另一端與鋼筋混凝土梁中的鋼筋相連； 3)鋼筋混凝土梁的外側(cè)立模板，鋼筋混凝土梁的內(nèi)側(cè)利用H型鋼作模板，澆筑混凝土，并養(yǎng)護一定時間，達到要求強度后，用螺母擰緊預(yù)埋連接螺栓，使型鋼與鋼筋混凝土梁連接到一起。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，步驟2)中，在圍檁的位置上，安裝三角形牛腿，型鋼架放在牛腿上；
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，4)步驟中，增加隔離層。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，步驟I)施工前，先剝出圍護樁中的筋，鋼筋混凝土梁的鋼筋與圍護樁的筋相連接，連接方式為焊接或者綁扎連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，步驟2)施工前，沿圍檁位置，先挖除基坑內(nèi)的土層形成一個溝漕，以便安裝三角形牛腿。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，步驟3)中，預(yù)埋連接螺栓與鋼筋混凝土梁中的鋼筋相連，連接方式為焊接或綁扎連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，步驟4)中，澆筑混凝土前，用膠泥將H型鋼上的螺栓孔封住。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法， 其特征是，工程結(jié)束后，擰開H型鋼與鋼筋混凝土梁的連接螺母，利用頂升器將H型鋼與鋼筋混凝土梁脫開，將H型鋼吊出回收利用。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁的施工方法，其特征是，頂升器水平安裝在H型鋼內(nèi)，頂升器一端頂在預(yù)埋的螺栓上，另一端頂在H型鋼的翼緣上，開動頂升器，預(yù)埋的螺栓作為不動支點，頂升器將H型鋼慢慢地從鋼筋混凝土體上頂開。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種型鋼與鋼筋混凝土梁組合基坑支護圍檁及其施工方法，是將型鋼和鋼筋混凝土梁水平疊放在一起，通過預(yù)埋連接螺栓連接，形成一種新型的組合圍檁。圍檁受力面增大，使混凝土梁受力分散，消除混凝土梁的裂縫和損壞，提高圍檁的抗彎強度和型鋼的軸向抗壓能力，減小基坑支護結(jié)構(gòu)的變形，提高基坑工程安全度。還能方便與對撐或角撐相連和拆除，實現(xiàn)型鋼回收，并循環(huán)使用，達到基坑支護的低碳環(huán)保之目的。
文檔編號E02D17/02GK102704491SQ201210191169
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者劉全林, 劉斐然, 宋偉民, 王冰冰, 金換昊 申請人:上海強勁地基工程股份有限公司