一种基坑预应力支撑体系及其施工方法技术

本申请提供了一种基坑预应力支撑体系及其施工方法，包括钢支撑、格构柱、托梁、门式架、联系梁、挂板、撑拱。钢支撑沿轴向对基坑围护结构施加水平方向的预应力；格构柱为空腔结构，用于置入基坑内对支撑体系进行垂向承载；托梁架设在格构柱上，以对钢支撑进行托载；门式架设在托梁上并围设于钢支撑以限制钢支撑移动；联系梁对相邻的钢支撑分别交接，以增强支撑体系的刚度；挂板用于连接钢支撑端部与基坑围护结构；撑拱设置在格构柱承载托梁的位置。该预应力支撑体系及其施工方法可对大跨度基坑的围护结构进行安全有效的支撑防护，确保施工安全，并通过模块化的可回收再使用组件以及规范化的安装方法，提高了工程建设施工效率、经济效益以及环境效益。效益以及环境效益。效益以及环境效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑预应力支撑体系及其施工方法


[0001]本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及一种基坑预应力支撑体系及其施工方法。

技术介绍

[0002]基坑工程广泛应用于城市建筑工程、地铁工程以及地下综合管廊工程等领域。在实际建设中，由于施工场地周边环境复杂，基坑周围的局部邻接区域往往有地下构筑物，为保护原有地下建筑物不受影响，常规的支护桩加预应力锚索的支护形式受场地所限无法使用，需要采取相应的支撑结构来对基坑做进一步支护。
[0003]例如，在一些大型建筑的施工过程中，需从现场场地条件、施工工期、地层条件等方面综合考虑，来设计具体的支撑结构。其一，基坑跨度大，在施工过程中，支撑结构对基坑稳定性、支护桩位移变形有着重要影响，基坑围护结构的稳定对工程的施工及周围环境安全至关重要，因此，为了确保对大跨度基坑进行安全有效的支撑防护，需考虑支撑结构的连续性以及整体结构的受力稳定性。其二，支撑结构的建设及拆除会对整个工程的工期产生影响，例如采用钢筋混凝土方式的支撑结构往往需要现场浇筑并等待混凝土结硬后再继续施工，而且钢筋混凝土结构在拆除时费时费力，因此支撑结构的设计应尽可能的便于现场安装以及后期拆除，以减少工程作业量。其三，在国家“双碳”号召以及绿色可持续发展的理念下，对支撑结构的设计及施工应从可循环再使用的角度出发，尽可能的提高建材的可重复使用性，以实现对建筑原材料的节约使用，提高经济效益和环境效益。
[0004]因此，对于建筑施工过程中的大跨度基坑的支护，需开发出一种安全有效的支撑体系及施工方法，以解决在建筑施工过程中大跨度基坑支撑结构的连续性、稳定性，以及支撑结构的施工效率、建材的循环使用问题，提高建筑结构的施工质量和施工安全。

技术实现思路

[0005]为了解决在建筑施工过程中大跨度基坑支撑结构的连续性、稳定性，以及支撑结构的施工效率、建材的循环使用问题，本申请提供一种基坑预应力支撑体系及其施工方法，可以对大跨度基坑的围护结构进行安全有效的支撑防护，确保施工安全，并通过模块化的可回收再使用组件以及规范化的安装方法，提高了工程建设施工效率、经济效益以及环境效益。
[0006]本申请实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基坑预应力支撑体系，用于对在建建筑体的基坑围护结构提供水平支撑力，其特征在于，包括钢支撑、格构柱、托梁、门式架、联系梁、挂板、撑拱。
[0007]所述钢支撑沿轴向对基坑围护结构施加水平方向的预应力。
[0008]所述格构柱为空腔结构，用于置入基坑内对支撑体系进行垂向承载。
[0009]所述托梁架设在格构柱上，以对钢支撑进行托载。
[0010]所述门式架设在托梁上并围设于钢支撑以限制钢支撑移动。
[0011]所述联系梁对相邻的钢支撑分别交接，以增强支撑体系的刚度。
[0012]所述挂板用于连接钢支撑端部与基坑围护结构。
[0013]所述撑拱设置在格构柱承载托梁的位置。
[0014]在一种具体的实施方案中，所述钢支撑为分段结构，包括中间段以及位于两端并分别与挂板相接的固定端和活动端；所述钢支撑的活动端设有可伸缩的调整件以对钢支撑调节至所需长度并施加预应力。
[0015]在一种具体的实施方案中，所述挂板包括垂向设置的用于实现接触受力的贴合板，所述贴合板与钢支撑相接触的上端设有向着围护结构外侧延伸并用于实现固定连接的外延平板、下端设有向着围护结构内侧延伸的内延平板。
[0016]在一种具体的实施方案中，所述一种基坑预应力支撑体系的施工方法，其特征在于，包括步骤：
[0017]S1、设计支撑体系并加工各组件；
[0018]S2、在基坑内施工安装格构柱；
[0019]S3、向下开挖土方以构建首层支撑体系，在基坑围护结构顶部施工冠梁，冠梁上安装挂板；
[0020]S4、在格构柱上安装撑拱、托梁、钢支撑、门式架、联系梁，对钢支撑施加预应力；
[0021]S5、继续向下开挖土方，在基坑围护结构内侧施工围檩，围檩上安装挂板，并按步骤S4施工下一层支撑体系；
[0022]S6、重复步骤S5，完成末层支撑体系；
[0023]S7、继续向下开挖土方并在基坑围护结构相应位置施工锚杆及腰梁，在基坑底部施工建筑体的底板；
[0024]S8、施工该层楼板，对该层基坑肥槽回填，浇筑混凝土传力带并在达到强度要求后再拆除该层支撑体系；
[0025]S9、重复步骤S8，直至完成首层支撑体系的拆除，然后移除格构柱。
[0026]在一种具体的实施方案中，所述步骤S4中，对钢支撑分阶段施加预应力以达到预应力的设计值并消除支撑体系的组件变形；在完成预应力施加后根据监测的钢支撑预应力变化以及基坑围护结构的变形程度对钢支撑实施复加预应力以提高安全性。
[0027]在一种具体的实施方案中，所述步骤S8中，在该层基坑肥槽内还设有双墙结构，所述双墙结构包括设置在建筑体侧墙外部的扶壁、端板、盖板，所述扶壁的一端与建筑体侧墙交接，扶壁的另一端与沿着建筑体侧墙方向设置的端板交接，所述盖板连接在扶壁、端板的顶部；所述盖板施工前对双墙结构内部进行回填。
[0028]在一种具体的实施方案中，所述钢支撑与冠梁、围檩为斜交方式，所述冠梁、围檩在与钢支撑相接部位设有凸体以适配安装挂板并承载钢支撑施加的预应力。
[0029]在一种具体的实施方案中，所述围檩设有连接在围护结构的承力件以提高安全性；所述钢支撑在与围檩相接的端部设有与基坑围护结构相连的吊件以防止钢支撑脱落。
[0030]在一种具体的实施方案中，所述格构柱底部穿设在基坑内设置的立柱桩内，所述格构柱与立柱桩内设置的钢筋笼相连接。
[0031]在一种具体的实施方案中，所述格构柱与建筑体的底板连接处的防水施工包括步骤：
[0032]T1、先浇筑垫层，在垫层上铺设防水卷材，防水卷材沿格构柱上翻，防水卷材上设置防水保护层；
[0033]T2、绑扎底板钢筋，并与格构柱焊接，在格构柱的防水卷材上翻边沿位置设置迎水面向下的止水钢板；
[0034]T3、在底板与格构柱连接位置的上部预留空槽，并在空槽的侧壁位置预设迎水面向下的止水钢板；
[0035]T4、浇筑底板混凝土，在格构柱与底板预留的空槽底部交接位置设置防水涂料；
[0036]T5、在底板预留的空槽内浇筑混凝土。
[0037]本申请实施例的优点是：
[0038]1、该预应力支撑体系通过设计分段结构的钢支撑，便于加工及现场组装，钢支撑活动端的可伸缩调节，不但便于布置载荷设备进行预应力的施加，同时提高了钢支撑装配连接时的调节灵活性和拆卸时的便捷性。
[0039]2、该预应力支撑体系的组件可在工程前期加工、现场快速安装，避免了采用钢筋混凝土支撑结构对施工工期的影响，同时在使用完成后拆除作业量小，从而进一步提高工程建设速度。预应力支撑体系的组件在拆卸后可进一步回收再利用，实现了对建筑原材料的节约使用，提高了经济效益和环境效益。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基坑预应力支撑体系，用于对在建建筑体的基坑围护结构提供水平支撑力，其特征在于，包括：钢支撑，其沿轴向对基坑围护结构施加水平方向的预应力；格构柱，其为空腔结构，用于置入基坑内对支撑体系进行垂向承载；托梁，其架设在格构柱上，以对钢支撑进行托载；门式架，其设在托梁上并围设于钢支撑以限制钢支撑移动；联系梁，其对相邻的钢支撑分别交接，以增强支撑体系的刚度；挂板，其用于连接钢支撑端部与基坑围护结构；以及撑拱，其设置在格构柱承载托梁的位置。2.如权利要求1所述的一种基坑预应力支撑体系，其特征在于，所述钢支撑为分段结构，包括中间段以及位于两端并分别与挂板相接的固定端和活动端；所述钢支撑的活动端设有可伸缩的调整件以对钢支撑调节至所需长度并施加预应力。3.如权利要求2所述的一种基坑预应力支撑体系，其特征在于，所述挂板包括垂向设置的用于实现接触受力的贴合板，所述贴合板与钢支撑相接触的上端设有向着围护结构外侧延伸并用于实现固定连接的外延平板、下端设有向着围护结构内侧延伸的内延平板。4.如权利要求3所述的一种基坑预应力支撑体系的施工方法，其特征在于，包括步骤：S1、设计支撑体系并加工各组件；S2、在基坑内施工安装格构柱；S3、向下开挖土方以构建首层支撑体系，在基坑围护结构顶部施工冠梁，冠梁上安装挂板；S4、在格构柱上安装撑拱、托梁、钢支撑、门式架、联系梁，对钢支撑施加预应力；S5、继续向下开挖土方，在基坑围护结构内侧施工围檩，围檩上安装挂板，并按步骤S4施工下一层支撑体系；S6、重复步骤S5，完成末层支撑体系；S7、继续向下开挖土方并在基坑围护结构相应位置施工锚杆及腰梁，在基坑底部施工建筑体的底板；S8、施工该层楼板，对该层基坑肥槽回填，浇筑混凝土传力带并在达到强度要求后再拆除该层支撑体系；S9、重复步骤S8，直至完成首层支撑体系的拆除，然后移除格构柱。5.如权利要求4所述的一种基坑预应力支撑体系的施工方...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵钦，张有振，段劲松，焦涵之，杨向国，李笑男，于晓，李晓永，代君，亓轶，杨战奎，梁瑞松，陈洪江，田盼盼，敖杰，
申请(专利权)人：北京城建集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：