一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法，其特征在于頂板處在圍護(hù)墻中植筋并與頂板內(nèi)的鋼筋連接，澆筑頂板時(shí)在頂板內(nèi)預(yù)留吊裝孔，待頂板達(dá)到強(qiáng)度后，先拆除頂板上方的魚腹梁支撐，此時(shí)由頂板和底板承受圍護(hù)墻所受的坑外荷載，再拆除頂板和底板之間的魚腹梁支撐，然后通過頂板預(yù)留吊裝孔吊離拆除下來的頂板和底板之間的魚腹梁支撐，然后覆土至地面，最后澆筑側(cè)墻。該方法避免了順作法中結(jié)構(gòu)頂、底板之間的支撐在側(cè)墻澆筑前拆除，使得結(jié)構(gòu)頂板上方的支撐和結(jié)構(gòu)頂、底板之間的型鋼對(duì)撐受力增大的最不利工況，大大降低了魚腹梁和型鋼支撐的耗材量。同時(shí)，盡快覆土減小了坑底隆起量和坑邊位移，特別適用于要求較高的基坑工程。
【專利說明】一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在基坑工程中采用裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法，主要應(yīng)用于淺覆土地下通道工程和地下結(jié)構(gòu)工程等。

【背景技術(shù)】
[0002]“魚腹梁”是在工業(yè)廠房中常用的一種等強(qiáng)度梁，主要根據(jù)梁內(nèi)力不同設(shè)置不同截面的空腹式框架結(jié)構(gòu)梁，使得結(jié)構(gòu)每一個(gè)截面上的最大正應(yīng)力均等于材料的許用應(yīng)力。由于其形似魚腹，故而稱之為“魚腹梁”(如圖1所示)?，F(xiàn)今部分科研和設(shè)計(jì)單位對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，采用可張拉的鋼絞線代替魚腹梁中的曲梁，型鋼代替直梁并用于基坑工程中，形成一個(gè)易于拆裝、施工迅速、可循環(huán)利用的支撐結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。在基坑工程中，魚腹梁支撐I與大跨度的型鋼對(duì)撐17結(jié)合，魚腹梁支撐I的兩角點(diǎn)與型鋼對(duì)撐17 (主要承受壓力)固結(jié)形成一種封閉的內(nèi)支撐系統(tǒng)，如應(yīng)用于地下通道工程中的部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖如圖3所示，型鋼支撐處的圍護(hù)橫斷面如圖4所示，基坑設(shè)兩道支撐，其中第二道為雙拼型式。支撐下方土體開挖前，型鋼對(duì)撐與魚腹梁鋼絞線同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力，待預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值后進(jìn)行土方開挖。該支撐系統(tǒng)最主要優(yōu)點(diǎn)是魚腹梁為緊貼圍護(hù)墻(樁)的結(jié)構(gòu)，只有兩端的型鋼對(duì)撐橫跨在基坑兩側(cè)，因此在對(duì)撐之間區(qū)域沒有任何的施工構(gòu)件，土方開挖、鋼筋綁扎和混凝土澆筑等工序均較常規(guī)密集的對(duì)撐系統(tǒng)作業(yè)空間大、施工迅速；其次是該類支撐系統(tǒng)均由型鋼和鋼絞線經(jīng)螺栓或焊接構(gòu)成，構(gòu)件可工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝、拆除，可循環(huán)利用、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)低，符合現(xiàn)在低碳、綠色的環(huán)保理念。
[0003]然而，該項(xiàng)技術(shù)目前僅用于明挖順作的地下工程中。如圖4所示的地下通道，開挖到坑底后澆筑底板和約0.5^1m高側(cè)墻，為澆筑剩余側(cè)墻和頂板，須將第二道支撐先行拆除。此時(shí)第一道支撐受力最大，是設(shè)計(jì)所考慮的最不利工況。其次，該種施工順序頂板封頂時(shí)間較晚，基坑隆起量大，對(duì)基坑下方及兩側(cè)環(huán)境影響大，尤其當(dāng)基坑下方還有地鐵等敏感建、構(gòu)筑物時(shí)是不合適的。如圖3、4所示的地下通道工程，地道下方尚有地鐵橫穿而過，為減少施工對(duì)地鐵的影響，需全力完成地鐵上覆段即魚腹梁支撐段的結(jié)構(gòu)，若按常規(guī)方法拆除第二道魚腹梁支撐后澆筑側(cè)墻，第二道支撐的荷載將轉(zhuǎn)移至兩邊型鋼對(duì)撐和第一道支撐上。此時(shí)，將大大增加支撐受力，支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡合理。同時(shí)，由于采用該工序結(jié)構(gòu)封頂時(shí)間較晚，地鐵上部卸荷持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)地鐵的影響亦較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明專利的目的是提出一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法，通過整體設(shè)計(jì)將具有敏感建筑物的上方支撐設(shè)為魚腹梁，兩端為型鋼支撐，在魚腹梁支撐段的地下結(jié)構(gòu)的底、頂板先行施工，待發(fā)揮強(qiáng)度后支承圍護(hù)樁墻，再行拆除魚腹梁，頂、底板之間的魚腹梁通過預(yù)留在頂板上的吊裝孔拆除調(diào)離，澆注該段側(cè)墻。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法，對(duì)于基坑工程，基坑兩側(cè)設(shè)置圍護(hù)墻，在魚腹梁支撐段，以順作方式開挖基坑并隨設(shè)魚腹梁支撐系統(tǒng)，開挖到基坑底后即澆筑墊層和結(jié)構(gòu)底板，結(jié)構(gòu)底板澆筑至圍護(hù)墻與圍護(hù)墻頂緊，待結(jié)構(gòu)底板達(dá)到強(qiáng)度后澆筑頂板，頂板亦澆筑至圍護(hù)墻，其特征在于頂板處在圍護(hù)墻中植筋并與頂板內(nèi)的鋼筋連接以承擔(dān)魚腹梁范圍內(nèi)支架拆除后的頂板部分自重，澆筑頂板時(shí)在頂板內(nèi)預(yù)留吊裝孔，待頂板達(dá)到強(qiáng)度后，先拆除頂板上方的魚腹梁支撐，此時(shí)由頂板和底板有效承受圍護(hù)墻所受的坑外荷載，再拆除頂板和底板之間的魚腹梁支撐，然后通過頂板預(yù)留吊裝孔吊離拆除下來的頂板和底板之間的魚腹梁支撐并覆土完成地面施工，最后澆筑側(cè)墻。拆除魚腹梁支撐時(shí)，圍護(hù)墻由已澆筑好的頂、底板支承，避開了設(shè)計(jì)的最不利工況。結(jié)構(gòu)頂板和上覆土的快速施作減少了基坑暴露時(shí)間，提高了基坑安全性，降低了坑底隆起量從而減少對(duì)坑底、坑邊的環(huán)境影響。
[0006]該內(nèi)支撐系統(tǒng)目前僅用于明挖順作法，在明挖順作法中，對(duì)于二道支撐的基坑，當(dāng)?shù)诙吏~腹梁支撐拆除后第一道支撐(包括型鋼對(duì)撐和魚腹梁)受力最大，第二道型鋼支撐受力亦將增大。本發(fā)明中對(duì)魚腹梁支撐部分的拆撐時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，先澆筑地下結(jié)構(gòu)的底板和頂板，待其結(jié)構(gòu)達(dá)到強(qiáng)度后可分擔(dān)坑外荷載，再行拆除影響側(cè)墻澆筑的魚腹梁支撐，最后澆注側(cè)墻。當(dāng)拆除第一道魚腹梁支撐后，結(jié)構(gòu)頂、底板相當(dāng)于大剛度的支撐板，承擔(dān)了全部魚腹梁和部分型鋼支撐的坑外荷載。該支撐方法相對(duì)于常規(guī)明挖順作情況來說，第二道型鋼對(duì)撐在魚腹梁拆除后所承擔(dān)的荷載要小得多；第一道支撐，包括第一道型鋼支撐和第一道魚腹梁支撐，承擔(dān)的荷載也較常規(guī)明挖順作法拆除第二道支撐后要小得多。因此支撐配置的最不利工況可較明挖順作法小，是一種值得推廣的設(shè)計(jì)優(yōu)化方式。該種拆撐方法避免了順作法中第二道支撐在側(cè)墻澆筑前拆除，使得第一道支撐和第二道型鋼對(duì)撐受力增大的的最不利工況，拆除魚腹梁支撐時(shí)的坑外荷載通過頂、底板的強(qiáng)大支撐力承受，大大降低了魚腹梁和型鋼支撐的耗材量，可減少支撐配置，降低造價(jià)。同時(shí)，結(jié)構(gòu)頂板和上覆土的快速施作可減小坑底隆起，減小對(duì)坑底、坑邊的環(huán)境影響。該施工方法應(yīng)在總體方案中予以考慮，可達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、對(duì)環(huán)境影響小的目標(biāo)。本發(fā)明專利也適用于一般的基坑工程。本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)在于僅通過調(diào)整拆撐的時(shí)間，即可減小魚腹梁支撐鋼絞線和型鋼支撐的工程量，在沒有增加施工難度的情況下減小了基坑的暴露時(shí)間和坑底卸荷持續(xù)時(shí)間，從而減小了坑底隆起量，將對(duì)下部建、構(gòu)筑物和周圍環(huán)境的影響降低到最小，特別適用于基坑下部有地鐵、地下通道等敏感建、構(gòu)筑物的基坑工程。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為工業(yè)廠房中魚腹梁示意圖。
[0008]圖2為裝配式魚腹梁內(nèi)支撐的構(gòu)造圖。
[0009]圖3為裝配式魚腹梁內(nèi)支撐圍護(hù)平面圖應(yīng)用實(shí)例。
[0010]圖4為裝配式魚腹梁內(nèi)支撐圍護(hù)橫斷面應(yīng)用實(shí)例。
[0011]圖5為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐斷面的橫斷面圖應(yīng)用實(shí)例。
[0012]圖6為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐的平面圖應(yīng)用實(shí)例。
[0013]圖7為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)施工方法步驟一的示意圖。
[0014]圖8為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)施工方法步驟二的示意圖。
[0015]圖9為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)施工方法步驟三的示意圖。
[0016]圖10為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)施工方法步驟四的示意圖。
[0017]圖11為本發(fā)明的裝配式魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)施工方法步驟五的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]以某基坑兩端采用型鋼支撐，中間夾37m跨的魚腹梁為例(如圖3所示)，圖中I為魚腹梁支撐，17為型鋼對(duì)撐。型鋼支撐斷面的圍護(hù)橫斷面如圖4所示，左側(cè)表示主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻未貼緊圍護(hù)墻，右側(cè)主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻貼緊圍護(hù)墻，基坑深度方向設(shè)兩道支撐，其中第二道為雙拼。在魚腹梁支撐處，圍護(hù)橫斷面如圖5所示，平面圖如圖6所示。
[0019]圖中，I為魚腹梁支撐；2為基坑下方的地鐵線；3為結(jié)構(gòu)頂板；4為結(jié)構(gòu)底板；5為頂板上為拆除魚腹梁而預(yù)留的吊裝孔，尺寸為3(T40cm*3.5^4.5m ；6為側(cè)墻,7為圍護(hù)墻,8為填實(shí)側(cè)墻與圍護(hù)墻之間的素土或混凝土，9為側(cè)墻與圍護(hù)墻之間填筑的素混凝土，10為混凝土硬地坪，11為立柱，12為第一道魚腹梁支撐，13為第二道魚腹梁支撐，14為圍護(hù)墻內(nèi)植筋，15為墊層，16為中墻，18為頂板頂部的覆土。
[0020]圖疒圖11為本發(fā)明的支撐方法在兩道支撐情況下施工具體步驟示意圖。
[0021]步驟一、如圖7所示，整平地面，施工圍護(hù)墻7和立柱11，開挖基坑至第一魚腹梁支撐底并架設(shè)第一道魚腹梁支撐12。
[0022]步驟二、如圖8所示，開挖基坑至第二魚腹梁支撐底并架設(shè)第二道魚腹梁支撐13，繼續(xù)開挖土體至基坑坑底。
[0023]步驟三、如圖9所示，基坑開挖到底后，隨即澆筑墊層15和結(jié)構(gòu)底板4，結(jié)構(gòu)底板4澆筑至圍護(hù)墻7，即使得結(jié)構(gòu)底板4與基坑邊緣的圍護(hù)墻7頂緊。
[0024]步驟四、如圖10所示，待結(jié)構(gòu)底板達(dá)到強(qiáng)度后(具體的需達(dá)到的強(qiáng)度范圍為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述)，搭設(shè)支架澆筑中墻16和結(jié)構(gòu)頂板3，魚腹梁投影上方處頂板預(yù)留吊裝孔5 (吊裝孔5的大小為3(T40cm*3.5^4.5m)，待后來第二道魚腹梁支撐拆除后再所述吊裝孔5內(nèi)放入鋼絲繩以便吊離拆卸下來的第二道魚腹梁。在頂板澆筑時(shí)，在圍護(hù)墻7中植筋14并與結(jié)構(gòu)頂板內(nèi)的鋼筋連接，確保頂板能與圍護(hù)墻7有效連接，用以承受魚腹梁范圍內(nèi)支架拆除后頂板的自重。
[0025]步驟五、如圖11所示，待頂板達(dá)到強(qiáng)度后，先拆除第一道魚腹梁支撐12，然后可拆除澆筑頂板時(shí)魚腹梁范圍內(nèi)布置的支架，并整體拆除第二道魚腹梁支撐13，此時(shí)圍護(hù)墻由已澆筑好的頂、底板支承，避免了荷載傳遞至型鋼支撐上。拆卸下來的第二道魚腹梁從頂板預(yù)留吊裝孔5處吊離后即可在頂板頂部覆土 18，完成該段地面施工。最后，封閉地下通道的兩端側(cè)墻6。
[0026]該施工方式，不需要額外的施工設(shè)備，僅通過調(diào)整拆撐時(shí)間、施工頂板和側(cè)墻的澆筑順序，避免了第二道支撐拆除后第一道支撐受力大幅增大的問題，可優(yōu)化第一道支撐的布置；可縮短結(jié)構(gòu)封頂?shù)墓て?；將?duì)下部的地鐵影響降至最小。因此，本方法特別適用于魚腹梁支撐段工期緊的情況。當(dāng)然，在支撐總體布置時(shí)，即應(yīng)考慮到該問題，提高結(jié)構(gòu)的安全性，減小對(duì)環(huán)境的影響。本發(fā)明的特點(diǎn)在于僅通過調(diào)整拆撐的時(shí)間，即可減小魚腹梁支撐鋼絞線和型鋼支撐的工程量，在沒有增加施工難度的情況下減小了基坑的暴露時(shí)間和坑底卸荷持續(xù)時(shí)間，從而減小了坑底隆起量，將對(duì)下部建、構(gòu)筑物和周圍環(huán)境的影響降低到最小，特別適用于基坑下部有地鐵、地下通道等敏感建、構(gòu)筑物的基坑工程。
[0027]本發(fā)明專利的優(yōu)點(diǎn)在于: 1、目前裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)僅適用于明挖順作法基坑工程，且現(xiàn)代基坑工程下方經(jīng)常會(huì)有已建的地鐵或地下建、構(gòu)筑物。此時(shí)可將地鐵和地下建、構(gòu)筑物上方布置為魚腹梁，地下結(jié)構(gòu)的頂、底板和上覆土可快速完成，采用該種支撐方法可大大減小該段基坑的暴露時(shí)間和卸荷持續(xù)時(shí)間，可提高施工的安全性，將對(duì)下方結(jié)構(gòu)的影響降低到最小，是該種基坑工程比較優(yōu)越的施工方式。
[0028]2、該支撐方法通過頂、底板的強(qiáng)大支撐作用，避免了頂、底板之間的支撐拆除造成的頂板上方支撐(包括魚腹梁和兩側(cè)的型鋼對(duì)撐)和第二道型鋼對(duì)撐的支撐力增大問題，可大大減小魚腹梁鋼絞線的數(shù)量和型鋼支撐的型鋼數(shù)量，可優(yōu)化設(shè)計(jì)減小支撐工程量。
[0029]3、魚腹梁支撐部分的結(jié)構(gòu)可快速封頂，魚腹梁可通過預(yù)留吊裝孔整體拆除，施工效率較高。特別適用于要求地面盡快回填的基坑工程。
[0030]4、該支撐方法僅通過調(diào)整施工順序，在沒有增大施工難度的情況下即可優(yōu)化設(shè)計(jì)、減小工程量和對(duì)環(huán)境的影響，符合綠色、環(huán)保的社會(huì)理念。
【權(quán)利要求】
1.一種裝配式預(yù)應(yīng)力魚腹梁內(nèi)支撐系統(tǒng)的施工方法，隨著基坑開挖，自上而下依次設(shè)置魚腹梁支撐，開挖到基坑底后即澆筑墊層和底板，底板澆筑至圍護(hù)墻與圍護(hù)墻頂緊，待底板達(dá)到強(qiáng)度后澆筑頂板，頂板亦澆筑至圍護(hù)墻，其特征在于頂板處在圍護(hù)墻中植筋并與頂板內(nèi)的鋼筋連接以承擔(dān)魚腹梁范圍內(nèi)支架拆除后的頂板部分自重，澆筑頂板時(shí)在頂板內(nèi)預(yù)留吊裝孔，待頂板達(dá)到強(qiáng)度后，先拆除頂板上方的魚腹梁支撐，此時(shí)由頂板和底板有效承受圍護(hù)墻所受的坑外荷載，再拆除頂板和底板之間的魚腹梁支撐，然后通過頂板預(yù)留吊裝孔吊離拆除下來的頂板和底板之間的魚腹梁支撐并覆土完成地面施工，最后澆筑側(cè)墻。
2.按權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于:該方法的具體步驟為:步驟一、整平地面，施工圍護(hù)墻和立柱，自上而下依次開挖基坑并架設(shè)魚腹梁支撐，直至開挖到基坑坑底；步驟二、基坑開挖到底后，隨即澆筑墊層和底板，底板澆筑至圍護(hù)墻，即使得底板與圍護(hù)墻頂緊；步驟三、待底板達(dá)到強(qiáng)度后，搭設(shè)支架澆筑頂板，頂板處在圍護(hù)墻中植筋并與頂板內(nèi)的鋼筋連接，用以承受魚腹梁范圍內(nèi)支架拆除后頂板的自重，魚腹梁投影上方處頂板預(yù)留吊裝孔；步驟四、待頂板達(dá)到強(qiáng)度后，先拆除頂板上方的魚腹梁支撐，然后拆除澆筑頂板時(shí)搭設(shè)在魚腹梁范圍內(nèi)的支架，以便整體拆除頂板和底板之間的魚腹梁支撐，然后進(jìn)行頂板上方覆土，完成地面施工，最后封閉兩端側(cè)墻。
3.按權(quán)利要求1或2所述的施工方法，其特征在于:吊裝孔的大小為30?40cm*3.5?4.5m。
【文檔編號(hào)】E02D17/02GK104141310SQ201310164134
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】劉發(fā)前 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司