專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于深基坑或豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐的方鋼管混凝土支撐。
背景技術(shù)：
當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展迅速，由于軌道交通線(xiàn)路車(chē)站多從市中心穿越，為實(shí)現(xiàn)各條線(xiàn)路之間的換乘，車(chē)站越建越深， 而且后建車(chē)站緊鄰已建地鐵車(chē)站、區(qū)間隧道和建筑物而建造的情況屢見(jiàn)不鮮，施工中需要嚴(yán)格控制變形。修建地鐵的工法主要有明挖法、暗挖法或盾構(gòu)法，明挖地鐵車(chē)站基坑、暗挖法豎井、盾構(gòu)始發(fā)或吊出井等常采用內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。為了有效控制變形，內(nèi)支撐體系很多采用鋼筋混凝土支撐。鋼筋混凝土支撐采用現(xiàn)場(chǎng)澆注方法成型，具有剛度大，變形小的顯著優(yōu)點(diǎn)，但該種支撐待基坑回填時(shí)，被廢棄在地層中永久占用地下空間并造成材料浪費(fèi)，如需拆除，也費(fèi)工費(fèi)力，不能重復(fù)利用。本發(fā)明提出的方鋼管混凝土支撐既有與鋼筋混凝土支撐相同的剛度，又可以重復(fù)利用，節(jié)約材料，降低工程成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種剛度大、可重復(fù)利用、節(jié)約材料，用作基坑或豎井圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系中內(nèi)支撐的方鋼管混凝土支撐。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，包括不同的方鋼管混凝土支撐套件，螺栓若干。所述的方鋼管混凝土支撐套件包括標(biāo)準(zhǔn)套件、短接套件、直撐與冠梁連接套件、斜撐與冠梁連接套件。套件間互相連接以滿(mǎn)足基坑內(nèi)支撐拼接需要；方鋼管混凝土支撐套件由方鋼管，混凝土，端封板和支撐肋構(gòu)成；所述的方鋼管混凝土是由方鋼管和混凝土的組合，為減輕自重，混凝土可采用輕質(zhì)混凝土，按《輕集料混凝土規(guī)程》JGJ51-2002規(guī)定，用輕粗骨料，粗砂，輕砂，水泥和水配制而成，干表觀密度不大于1950kg/m3，強(qiáng)度等級(jí)為L(zhǎng)C30以上。方鋼管截面尺寸按《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》規(guī)定，鋼管邊長(zhǎng)與壁厚之間的比例限制在20 85之間。方鋼管混凝土支撐的截面尺寸依照《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》和《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，并滿(mǎn)足方鋼管混凝土支撐的剛度不小于現(xiàn)有鋼筋混凝土支撐剛度的要求確定，同時(shí)滿(mǎn)足基坑內(nèi)支撐抗彎、抗壓強(qiáng)度及橫向穩(wěn)定性要求。標(biāo)準(zhǔn)套件的方鋼管兩端是用端封板封閉的，內(nèi)部的混凝土處于三維受力狀態(tài)，由于受到三向約束，其強(qiáng)度會(huì)得到提高。端封板四邊留有法蘭板。短接套件結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)套件相同。與冠梁連接套件的靠近冠梁的一端設(shè)端封板但不留法蘭板，并在靠近冠梁一側(cè)留有若干個(gè)孔洞，孔洞用于貫穿冠梁內(nèi)鋼筋，與冠梁整體澆筑，以保證冠梁與方鋼管混凝土支撐牢固連接，有較好的整體性，并保證節(jié)點(diǎn)受力的連續(xù)、均勻。法蘭板上有螺栓孔，螺栓孔排列在支撐肋之間，支撐套件之間的連接就是通過(guò)端封板上法蘭板用螺栓依次連接，形成連續(xù)完整的支撐。所述的支撐肋焊接在鋼管與法蘭板上，支撐肋為梯形鋼板，支撐肋的厚度不小于方鋼管和法蘭板的厚度。在端封板與方鋼管上設(shè)支承肋，改善了標(biāo)準(zhǔn)套件端部的受力條件，以保證套件之間的連接強(qiáng)度，并防止法蘭板有過(guò)大的變形。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于支撐為方鋼管與混凝土的結(jié)
合。
所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于有4種不同類(lèi)型的套件，以滿(mǎn)足不同開(kāi)挖寬度的基坑內(nèi)支撐拼接。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)套件和短接套件的鋼管是用端封板封閉的，兩端的端封板四邊留有法蘭板，端封板的法蘭板上有螺栓孔。 所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于直撐與冠梁連接套件和斜撐與冠梁連接套件的鋼管是用端封板封閉的，靠近基坑一端的端封板四邊留有法蘭板，法蘭板上有螺栓，靠近冠梁一端的端封板不設(shè)法蘭板。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于直撐與冠梁連接套件和斜撐與冠梁連接套件的靠近冠梁的一側(cè)留有若干個(gè)孔洞，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置，放置后與冠梁軸線(xiàn)平行，其中內(nèi)外兩側(cè)孔洞貫穿冠梁兩側(cè)鋼筋，中間孔洞布置加強(qiáng)鋼筋，與冠梁整體燒筑。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于斜撐與冠梁連接套件呈V字型，夾角為135°，由于其對(duì)稱(chēng)性，可滿(mǎn)足基坑內(nèi)各直角拐角處斜撐與冠梁的連接。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于基坑布置直撐時(shí)需首先用直撐與冠梁連接套件與基坑兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的直撐與冠梁連接套件之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件和短接套件。基坑布置斜撐時(shí)需首先用斜撐與冠梁連接套件與基坑相鄰兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的斜撐與冠梁連接套件之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件和短接套件。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于斜撐與冠梁連接套件的靠近冠梁的一側(cè)留有若干個(gè)孔洞，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置，放置后與冠梁軸線(xiàn)平行，其中內(nèi)外兩側(cè)孔洞貫穿冠梁兩側(cè)鋼筋，中間孔洞布置加強(qiáng)鋼筋，與冠梁整體澆筑。所述的基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐，其特征在于鋼管與法蘭板之間有斜向支撐肋。上述的一種用于基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐的施工方法為第一步根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量放樣，確定方鋼管混凝土支撐的平面位置以及與冠梁連接套件和冠梁的位置關(guān)系。第二步澆筑冠梁之前，將直撐與冠梁連接套件和斜撐與冠梁連接套件通過(guò)冠梁模板上預(yù)留的洞口嵌入冠梁的模板內(nèi)，并通過(guò)套件上預(yù)留洞口貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋，并對(duì)套件加設(shè)固定設(shè)備，保證其不產(chǎn)生傾斜和位移。第三步澆筑冠梁，使冠梁和與冠梁連接套件形成整體。第四步架設(shè)方鋼管混凝土支撐標(biāo)準(zhǔn)套件和短接套件。有益效果本發(fā)明用于基坑支護(hù)的方鋼管混凝土支撐整體性好，支撐之間通過(guò)端封板用螺栓連接成整體，保證了結(jié)構(gòu)的整體性；方鋼管混凝土支撐為工廠預(yù)制的套件，便于吊裝搬運(yùn)，并且可重復(fù)利用；方鋼管內(nèi)部的混凝土處于封閉狀態(tài)，受力時(shí)變形受到方鋼管及端封板的約束，具有良好的抗彎、抗壓性能；與冠梁連接套件與冠梁整體澆注，并在內(nèi)部貫穿冠梁受力鋼筋，與冠梁形成整體，提高受力性能。
方鋼管混凝土支撐內(nèi)部表面被混凝土充填隔絕與外界的接觸，不會(huì)受到腐蝕或銹蝕，外部構(gòu)造簡(jiǎn)單，表面平滑，方便除銹防銹，可以重復(fù)多次使用，降低材料消耗，節(jié)能環(huán)保，節(jié)約成本。


圖I、地鐵車(chē)站基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖 圖2、方鋼管混凝土支撐標(biāo)準(zhǔn)套件示意3、方鋼管混凝土支撐標(biāo)準(zhǔn)套件截面示意4、方鋼管混凝土支撐短接套件示意5、方鋼管混凝土支撐直撐與冠梁連接套件截面示意6、方鋼管混凝土支撐斜撐與冠梁連接套件示意7、方鋼管混凝土支撐斜撐與冠梁連接套件截面示意中丨標(biāo)準(zhǔn)套件2直撐與冠梁連接套件3斜撐與冠梁連接套件4短接套件5冠梁內(nèi)鋼筋6冠梁內(nèi)混凝土 7法蘭板8端封板9支撐肋10螺栓孔11方鋼管12方鋼管支撐內(nèi)混凝土 13與冠梁連接套件預(yù)留孔洞
具體實(shí)施例方式一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于有4種不同類(lèi)型的套件，包括標(biāo)準(zhǔn)套件I、直撐與冠梁連接套件2、斜撐與冠梁連接套件3、短接套件4 ;所述的標(biāo)準(zhǔn)套件I是兩端是用端封板8封閉的內(nèi)部填充有混凝土 12的方鋼管11，端封板8四邊留有預(yù)留螺栓孔10的法蘭板7 ;所述的短接套件4結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)套件I相同，長(zhǎng)度小于標(biāo)準(zhǔn)套件I的長(zhǎng)度；所述的直撐與冠梁連接套件2是兩端用端封板8封閉的內(nèi)部填充有混凝土 12的方鋼管11，遠(yuǎn)離冠梁一端的端封板8四邊留有預(yù)留螺栓孔10的法蘭板7，該套件在靠近冠梁一端留有若干個(gè)孔洞13，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置且與冠梁軸線(xiàn)平行，孔洞用于貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋；所述的斜撐與冠梁連接套件3是兩端用端封板8封閉的內(nèi)部填充有混凝土 12的方鋼管11，該套件呈V字型，夾角為135°，遠(yuǎn)離冠梁一端的端封板8四邊留有預(yù)留螺栓孔10的法蘭板7，該套件在靠近冠梁一端留有若干個(gè)孔洞13，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置且與冠梁軸線(xiàn)平行，孔洞用于貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋?；硬贾弥睋螘r(shí)需首先用直撐與冠梁連接套件2與基坑兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的的直撐與冠梁連接套件2之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件I和短接套件4 ;基坑布置斜撐時(shí)需首先用斜撐與冠梁連接套件3與基坑相鄰兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的斜撐與冠梁連接套件3之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件I和短接套件4。進(jìn)一步，其特征在于方鋼管11與法蘭板7之間焊接有支撐肋9，支撐肋9為一梯形鋼板。進(jìn)一步，標(biāo)準(zhǔn)套件的長(zhǎng)度為3m 9m。下面通過(guò)一個(gè)地鐵車(chē)站基坑實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明?；又胁繕?biāo)準(zhǔn)段開(kāi)挖寬度是20m，端部擴(kuò)大段開(kāi)挖寬度為22m。其中本例中根據(jù)基坑寬度要求標(biāo)準(zhǔn)套件分為長(zhǎng)度為3m、6m兩種規(guī)格，短接套件長(zhǎng)度為lm，直撐與冠梁連接套件伸出冠梁壁O. 5m。
圖I 7所示，本發(fā)明專(zhuān)利提供一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土直撐，是一種可以在地鐵車(chē)站基坑工程中提供內(nèi)支撐的構(gòu)件。如圖I所示方鋼管混凝土支撐包括標(biāo)準(zhǔn)套件、直撐與冠梁連接套件、斜撐與冠梁連接套件、短接套件。所述的標(biāo)準(zhǔn)套件如圖2和圖3所示，長(zhǎng)度分為3m、6m兩種規(guī)格，方鋼管內(nèi)填充混凝土，鋼管兩端是用端封板封閉的，端封板四邊留有法蘭板，法蘭板上有螺栓孔。所述的短接套件如圖4所示，長(zhǎng)度為lm，結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)套件相同。所述的直撐與冠梁連接套件如圖5所示，截面尺寸與標(biāo)準(zhǔn)套件相同，方鋼管內(nèi)填充混凝土，鋼管兩端是用端封板封閉的，靠近基坑一端的端封板四邊留有法蘭板，法蘭板上有螺栓孔，靠近冠梁一端的端封板不設(shè)有法蘭板，靠近冠梁的一側(cè)留有若干個(gè)孔洞，孔洞與冠梁平行，其中內(nèi)外兩側(cè)孔洞貫穿冠梁兩側(cè)鋼筋，中間孔洞布置加強(qiáng)鋼筋，與冠梁整體澆筑。所述的斜撐與冠梁連接套件如圖6和圖7所示，呈V字型，夾角為135°，截面尺寸與標(biāo)準(zhǔn)套件相同，方鋼管內(nèi)填充混凝土，鋼管兩端是用端封板封閉的，靠近基坑一端的端封板四邊留有法蘭板，法蘭板上有螺栓孔，靠近冠梁一端的端封板不設(shè)有法蘭板，靠近冠梁的一側(cè)留有若干個(gè)孔洞，孔洞與冠梁平行，用于澆筑冠梁時(shí)貫穿冠梁內(nèi)鋼筋。各圖中法蘭板上設(shè)有螺栓孔，每?jī)啥蔚姆戒摴芑炷林睋翁准亩朔獍鍖?duì)齊，用螺栓穿過(guò)螺栓孔把支撐依次連接形成一根完整的直撐結(jié)構(gòu)。支撐肋焊接在方鋼管與法蘭板上。上述鋼管混凝土支撐的具體施工方法為第一步根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量放樣，確定方鋼管混凝土支撐的平面位置以及與冠梁連接套件和冠梁的位置關(guān)系。第二步搭建好冠梁模板后，在支撐與冠梁連接處將直撐與冠梁連接套件和斜撐與冠梁連接套件通過(guò)冠梁模板上預(yù)留的洞口嵌入冠梁的模板內(nèi)。并通過(guò)套件上預(yù)留的內(nèi)外兩側(cè)洞口貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋，通過(guò)中間孔洞布置加強(qiáng)鋼筋并對(duì)套件加設(shè)固定設(shè)備，保證其不產(chǎn)生傾斜和位移。第三步安裝冠梁內(nèi)鋼筋，對(duì)已嵌入冠梁模板內(nèi)的連接套件通過(guò)套件上靠近冠梁一側(cè)預(yù)留洞口(尺寸與鋼管支撐截面相同)貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋，并對(duì)套件加設(shè)固定設(shè)備，保證其不產(chǎn)生傾斜和位移。
第四步混凝土澆筑冠梁，使冠梁和連接套件形成整體。第五步直撐與冠梁連接套件間安裝標(biāo)準(zhǔn)套件，在斜撐與冠梁連接套件間安裝標(biāo)準(zhǔn)套件和短接套件，把各段方鋼管混凝土的端封板通過(guò)螺栓依次連接，形成一完整的結(jié)構(gòu)。以上是本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。
權(quán)利要求
1.一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于有4種不同類(lèi)型的套件，包括標(biāo)準(zhǔn)套件(I)、直撐與冠梁連接套件(2)、斜撐與冠梁連接套件(3)、短接套件(4);所述的標(biāo)準(zhǔn)套件(I)是兩端是用端封板(8)封閉的內(nèi)部填充有混凝土(12)的方鋼管(11)，端封板(8)四邊留有預(yù)留螺栓孔(10)的法蘭板(7);所述的短接套件(4)結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)套件(I)相同，長(zhǎng)度小于標(biāo)準(zhǔn)套件(I)的長(zhǎng)度；所述的直撐與冠梁連接套件(2)是兩端用端封板(8)封閉的內(nèi)部填充有混凝土(12)的方鋼管(11)，遠(yuǎn)離冠梁一端的端封板(8)四邊留有預(yù)留螺栓孔(10)的法蘭板(7)，該套件在靠近冠梁一端留有若干個(gè)孔洞(13)，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置且與冠梁軸線(xiàn)平行，孔洞用于貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋；所述的斜撐與冠梁連接套件(3)是兩端用端封板(8)封閉的內(nèi)部填充有混凝土(12)的方鋼管(11)，該套件呈V字型，夾角為135°，遠(yuǎn)離冠梁一端的端封板(8)四邊留有預(yù)留螺栓孔(10)的法蘭板(7)，該套件在靠近冠梁一端留有若干個(gè)孔洞(13)，孔洞垂直支撐軸線(xiàn)設(shè)置且與冠梁軸線(xiàn)平行，孔洞用于貫穿冠梁內(nèi)的鋼筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于基坑布置直撐時(shí)需首先用直撐與冠梁連接套件(2)與基坑兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的的直撐與冠梁連接套件(2)之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件(I)和短接套件(4);基坑布置斜撐時(shí)需首先用斜撐與冠梁連接套件(3)與基坑相鄰兩側(cè)冠梁連接，然后在安裝好的斜撐與冠梁連接套件(3)之間連接安裝標(biāo)準(zhǔn)套件(I)和短接套件(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于方鋼管(11)與法蘭板(7)之間焊接有支撐肋(9)，支撐肋(9)為一梯形鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于標(biāo)準(zhǔn)套件的長(zhǎng)度為3m 9m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基坑支護(hù)用的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)。該種支撐用方鋼管與混凝土的組合結(jié)構(gòu)代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能夠充分發(fā)揮鋼材和混凝土的性能，穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度優(yōu)于鋼筋混凝土支撐，并且采用預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)套件現(xiàn)場(chǎng)拼裝，可多次重復(fù)利用。預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)件端部采用端封板封閉，使內(nèi)部的混凝土處于三維受力狀態(tài)，強(qiáng)度得到提高。端封板在方鋼管上設(shè)有支承肋，改善了標(biāo)準(zhǔn)套件端部的受力條件，以保證套件之間的連接強(qiáng)度，并防止法蘭板有過(guò)大的變形。方鋼管內(nèi)的混凝土可采用輕質(zhì)混凝土，以減輕支撐的自重。本發(fā)明的方鋼管混凝土支撐結(jié)構(gòu)合理，工作性能好，可重復(fù)利用，具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和很好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)E02D17/04GK102635118SQ201210082210
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者張明聚, 杜永驍 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)