基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)和施工方法，其結(jié)構(gòu)包括壓頂梁（1）和支撐桿件（2），壓頂梁（1）和支撐桿件（2）內(nèi)設(shè)有鋼筋籠，鋼筋籠由縱向受力非預應力鋼筋和橫向箍筋綁扎成，壓頂梁（1）和支撐桿件（2）內(nèi)貫通有多個縱向套管，每個縱向套管內(nèi)設(shè)有鋼絞線（6），鋼絞線（6）被張拉并且被錨具（8）錨固；其施工方法的關(guān)鍵在于：放置壓頂梁（1）鋼筋籠和支撐桿件（2）鋼筋籠時，在鋼筋籠布設(shè)有帶鋼絞線（6）的縱向套管，待混凝土強度達到張緊強度后，張拉各個鋼絞線（6）。該水平內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)和施工方法即能保證足夠的承載力和抗形變能力、又能節(jié)省鋼材、且便于后續(xù)拆卸。
【專利說明】基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，具體講是一種基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐及其施工方法，更詳細的說，是一種基坑支護體系中的壓頂梁標高處的后張法無粘結(jié)預應力混凝土水平向內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)和施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化建設(shè)的不斷深入發(fā)展，為了有效提高土地的利用率，建筑物向地下空間發(fā)展已成為趨勢。建筑物基坑開挖的規(guī)模也越來越大，開挖深度也不斷加深，所以基坑支護體系也更受到重視。基坑支護體系由圍護墻結(jié)構(gòu)(包括樁排式和墻式)、支撐系統(tǒng)、圍檁和止水帷幕等組成。其中支撐系統(tǒng)通常是多道不同標高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的水平內(nèi)支撐，而本發(fā)明所指的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐是指，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壓頂梁本身以及與壓頂梁位于同一標高的多根鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的支撐桿件。由常識可知，壓頂梁及支撐桿件均包括內(nèi)部的由縱向受力非預應力鋼筋和橫向箍筋構(gòu)成的鋼筋籠及錨固鋼筋籠的混凝土。壓頂梁隨著基坑開挖需要承受土體側(cè)壓力，故為水平受彎構(gòu)件；而每根支撐桿件的兩端與壓頂梁固定且中間段隨著基坑的開挖而懸空，故每根支撐桿件為豎向偏心受彎構(gòu)件。而鑒于水平內(nèi)支撐尤其是各個支撐桿件是臨時性結(jié)構(gòu)，隨著后續(xù)施工如地下室外墻施工至壓頂梁標桿附近時必須拆除，而且拆除水平內(nèi)支撐時又不能危及周圍主體工程的施工結(jié)構(gòu)如地下室外墻結(jié)構(gòu)。
[0003]上述的壓頂梁和支撐桿件作為基坑支護體系的一部分，首先要滿足足夠的承載力，其次需要具備較好的抗形變能力，如壓頂梁需要抵御水平向彎曲位移而支撐桿件需要抵御豎向彎折位移，最后需要壓頂梁及各支撐桿件便于拆卸，這就存下了如下矛盾:如要足夠的承載力和抗形變能力，就必須提高混凝土結(jié)構(gòu)的配筋率，而由于構(gòu)造原因，壓頂梁及支撐桿件的截面面積較大，故鋼筋用量自然較多，但是鋼筋多了不但會增大耗材提高成本，而且更主要是給拆解帶來很多困難。而拆卸水平向內(nèi)支撐時，為避免破壞周圍的施工主體結(jié)構(gòu)，不能采用大型機械，只能采用小型機械甚至人力來拆卸，麻煩費力，延誤工期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是，提供一種即能保證足夠的承載力和抗形變能力、又能節(jié)省鋼材、且便于后續(xù)拆卸的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，它包括壓頂梁和與壓頂梁同標高的多根支撐桿件，壓頂梁內(nèi)設(shè)有鋼筋籠，各個支撐桿件內(nèi)也設(shè)有鋼筋籠，鋼筋籠由縱向受力非預應力鋼筋和橫向箍筋綁扎成，壓頂梁內(nèi)貫通有多個縱向套管，支撐桿件內(nèi)也貫通有多個縱向套管，每個縱向套管內(nèi)設(shè)有鋼絞線，鋼絞線被張拉并且被錨具錨固。
[0006]本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種即能保證足夠的承載力和抗形變能力、又能節(jié)省鋼材、且便于后續(xù)拆卸的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的施工方法。
[0007]本發(fā)明的另一技術(shù)解決方案是，提供一種基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的施工方法，它包括以下施工步驟:
[0008]a、在正常施工圍護樁墻結(jié)構(gòu)后，在圍護樁墻頂標高上敷設(shè)壓頂梁模板以及各個支撐桿件模板，并放置壓頂梁鋼筋籠和支撐桿件鋼筋籠，且壓頂梁鋼筋籠和支撐桿件鋼筋籠均布設(shè)有帶鋼絞線的縱向套管；
[0009]b、澆搗壓頂梁及各個支撐桿件的混凝土 ；
[0010]C、待混凝土強度達到張緊強度后，張拉各個鋼絞線，并將鋼絞線兩端與錨具錨固。
[0011]本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐及其施工方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點和有益效果。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)解決方案通俗的講，是利用多根張緊的預應力鋼絞線來替代現(xiàn)有技術(shù)中的部分縱向受力非預應力鋼筋，即大幅度減少鋼筋籠中縱向受力非預應力鋼筋的數(shù)量，而采用預應力鋼絞線來替代。首先從承載力來分析，由于預應力鋼絞線的抗拉強度遠大于傳統(tǒng)的縱向受力非預應力鋼筋的抗拉強度，這樣，在保證承載力足夠的前提下，壓頂梁及支撐桿件單位截面積的配筋率明顯降低，采用的鋼筋數(shù)目減少，經(jīng)濟性好。其次，從單根壓頂梁的抗形變能力分析，由于鋼絞線施加了預應力使得壓頂梁混凝土被壓緊產(chǎn)生了一個壓縮形變量，而后續(xù)壓頂梁受到土體側(cè)壓力時，側(cè)壓力必須先抵消掉壓縮形變量才會作用到壓頂梁混凝土使之被拉長并發(fā)生內(nèi)彎形變，故單根壓頂梁的抗形變能力明顯增強，而從單根支撐桿件的抗形變能力分析，同樣由于鋼絞線施加預應力使得支撐桿件的混凝土被壓緊產(chǎn)生了一個壓縮形變量，而后續(xù)支撐桿件中間懸空受到偏心豎直向力時，豎直向力也必須先抵消掉壓縮形變量才會作用到支撐桿件使之被拉長并發(fā)生豎直向彎折，故單根支撐桿件的抗形變能力也明顯增強。而且，張緊后壓頂梁和各根支撐桿件形成了預應力封閉的整體性的箍框，這自然提高了該標高的水平內(nèi)支撐的整體抗形變能力。由以上分析可知，利用預應力鋼絞線來替代大部分的縱向受力非預應力鋼筋，其承載力和抗形變能力均能符合要求，而且，還能節(jié)省鋼筋，降低臨時結(jié)構(gòu)的造價，而且，更關(guān)鍵的是，該結(jié)構(gòu)拆卸方便，拆卸時只需要放松預應力鋼絞線，即將張拉的預應力鋼絞線退錨放松，并將鋼絞線從縱向套筒抽出，則混凝土截面的配筋率則大幅度減少，其構(gòu)件的承載力和抗形變能力也大幅度減弱，那么拆解過程就變得簡單方便省力，而且僅利用小型機械甚至手動就能輕松快捷的將其拆卸，工期也大幅度縮短。
[0013]作為改進，壓頂梁與支撐桿件的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管之間錨固有一塊金屬網(wǎng)格板，因為壓頂梁與支撐桿件的結(jié)合部的混凝土內(nèi)，鋼絞線過于密集，既有壓頂梁的鋼絞線又有支撐桿件的鋼絞線而且上述兩種鋼絞線還相互交叉，這樣張緊鋼絞線時有可能對該區(qū)域的混凝土造成破壞，故在該位置設(shè)有網(wǎng)格板，能增大混凝土的強度，防止混凝土被張拉破壞；同樣，壓頂梁與壓頂梁的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管之間也錨固有一塊金屬網(wǎng)格板，其目的也是增大混凝土的強度，防止混凝土被張拉破壞。
[0014]作為再改進，壓頂梁的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度為50%?70%，支撐桿件的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度也為50%?70%，這樣的范圍是最優(yōu)越的方案，因為一旦低于這個范圍，那縱向受力非預應力鋼筋的配筋率仍然較高，依然不方便拆卸；而一旦高于這個范圍，則壓頂梁及支撐桿件的抗形變能力就會較差。[0015]作為還改進，鋼絞線與縱向套管之間設(shè)有潤滑油，這樣，縱向套管和鋼絞線之間為潤滑油的無粘結(jié)結(jié)構(gòu)，這樣，鋼絞線能很輕松的從縱向套管中抽出，進一步便捷拆卸過程。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的壓頂梁的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的壓頂梁的側(cè)剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的壓頂梁與壓頂梁的結(jié)合部的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本發(fā)明的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的金屬網(wǎng)格板的正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中所示1、壓頂梁，2、支撐桿件，3、縱向受力非預應力鋼筋，4、橫向箍筋，5、縱向套管，6、鋼絞線，7、金屬網(wǎng)格板，8、錨具。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，它包括壓頂梁I和與壓頂梁I同標高的多根支撐桿件2。壓頂梁I內(nèi)錨固有鋼筋籠，各個支撐桿件2內(nèi)也錨固有鋼筋籠。壓頂梁I和支撐桿件2只是具體尺寸和安裝位置的區(qū)另O，但均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋籠由縱向受力非預應力鋼筋3和橫向箍筋4綁扎成。壓頂梁I內(nèi)沿長度方向貫通有多個縱向套管5，支撐桿件2內(nèi)也沿長度方向貫通有多個縱向套管5,縱向套管5在行業(yè)內(nèi)習慣稱為直線型套管。每個縱向套管5內(nèi)設(shè)有鋼絞線6,鋼絞線6被張拉并且被錨具8錨固，鋼絞線6與縱向套管5之間設(shè)有潤滑油，鋼絞線6與縱向套管5及該縱向套管5四周的混凝土無粘結(jié)，而是依靠鋼絞線6兩端張拉后給構(gòu)件截面混凝土施加預應力。
[0024]壓頂梁I與支撐桿件2的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管5之間錨固有一塊金屬網(wǎng)格板7，該金屬網(wǎng)格板7與縱向套管5不接觸；所述的結(jié)合部是指，壓頂梁I與支撐桿件2對接相互重合處。壓頂梁I與壓頂梁I的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管5之間也錨固有一塊金屬網(wǎng)格板7。
[0025]壓頂梁I的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度為50%?70%，支撐桿件2的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度也為50%?70%?？v向受力鋼筋包括縱向受力預應力鋼筋即鋼絞線6和縱向受力非預應力鋼筋3。所述的構(gòu)件截面一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度是指，每根壓頂梁I或每根支撐桿件2的截面的一側(cè)的全部鋼絞線6的拉力設(shè)計值之和與該截面一側(cè)的全部縱向受力鋼筋的拉力設(shè)計值之和的比。舉例說明，如圖3所示，該壓頂梁I的橫截面的上側(cè)一共有三根鋼絞線6和三根縱向受力非預應力鋼筋3，即共有六根縱向受力鋼筋，該構(gòu)件截面的上側(cè)的縱向受力鋼筋的預應力度就是三根鋼絞線6的拉力設(shè)計值之和除以六根縱向受力鋼筋的拉力設(shè)計值之和，所得的比值為50%?70%范圍內(nèi)的任何一個值。同樣，如圖3所示，該壓頂梁I的橫截面的下側(cè)也為三根鋼絞線6和三根縱向受力非預應力鋼筋3，即共有六根縱向受力鋼筋，該構(gòu)件截面的下側(cè)的縱向受力鋼筋的預應力度就是三根鋼絞線6的拉力設(shè)計值之和除以六根縱向受力鋼筋的拉力設(shè)計值之和，所得的比值也為50%?70%范圍內(nèi)的任何一個值。
[0026]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的施工方法，它包括以下施工步驟。
[0027]a、在正常施工圍護樁墻結(jié)構(gòu)后，在圍護樁墻頂標高上敷設(shè)壓頂梁I模板以及各個支撐桿件2模板，并放置壓頂梁I鋼筋籠和支撐桿件2鋼筋籠，且壓頂梁I鋼筋籠和支撐桿件2鋼筋籠均布設(shè)有帶鋼絞線6的縱向套管5。
[0028]b、澆搗壓頂梁I及各個支撐桿件2的混凝土。
[0029]C、待混凝土強度達到張緊強度即設(shè)計規(guī)定強度值的75%后，張拉各個鋼絞線6，并將鋼絞線6兩端經(jīng)錨具8在壓頂梁I或支撐桿件2的兩端錨固。張拉過程為常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)，即利用千斤頂將鋼絞線6張緊并利用錨具8及墊板將鋼絞線6錨固牢。
【權(quán)利要求】
1.一種基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，它包括壓頂梁(I)和與壓頂梁(I)同標高的多根支撐桿件(2 )，壓頂梁(I)內(nèi)設(shè)有鋼筋籠，各個支撐桿件(2 )內(nèi)也設(shè)有鋼筋籠，鋼筋籠由縱向受力非預應力鋼筋(3)和橫向箍筋(4)綁扎成，其特征在于:壓頂梁(I)內(nèi)貫通有多個縱向套管(5 )，支撐桿件(2 )內(nèi)也貫通有多個縱向套管(5 )，每個縱向套管(5 )內(nèi)設(shè)有鋼絞線(6 )，鋼絞線(6 )被張拉并且被錨具(8 )錨固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，其特征在于:壓頂梁(I)與支撐桿件(2)的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管(5)之間錨固有一塊金屬網(wǎng)格板(7);壓頂梁(I)與壓頂梁(I)的結(jié)合部的混凝土內(nèi)每兩根相鄰的縱向套管(5)之間也錨固有一塊金屬網(wǎng)格板(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，其特征在于:壓頂梁(I)的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度為50%?70%，支撐桿件(2)的構(gòu)件截面每一側(cè)縱向受力鋼筋的預應力度也為50%?70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐，其特征在于:鋼絞線(6)與縱向套管(5)之間設(shè)有潤滑油。
5.一種基坑支護體系的壓頂梁標高處的水平內(nèi)支撐的施工方法，其特征在于:它包括以下施工步驟: a、在正常施工圍護樁墻結(jié)構(gòu)后，在圍護樁墻頂標高上敷設(shè)壓頂梁(I)模板以及各個支撐桿件(2)模板，并放置壓頂梁(I)鋼筋籠和支撐桿件(2)鋼筋籠，且壓頂梁(I)鋼筋籠和支撐桿件(2)鋼筋籠均布設(shè)有帶鋼絞線(6)的縱向套管(5)； b、澆搗壓頂梁(I)及各個支撐桿件(2)的混凝土； C、待混凝土強度達到張緊強度后，張拉各個鋼絞線(6)，并將鋼絞線(6)兩端與錨具(8 )錨固。
【文檔編號】E02D17/04GK103850259SQ201410120223
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】吳佳雄, 張俊杰, 張子江, 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