可实施预应力补偿的格构柱支撑体系的制作方法

本实用新型涉及建筑基坑围护领域，具体涉及一种可实施预应力补偿的格构柱支撑体系。

背景技术：

为了保证地下结构及基坑周边环境的安全，需要在基坑侧壁及周围采用支撑、加固等保护措施。在建筑支撑中，当基坑支撑宽度在100米以内或略大于100米时，常规施工是用型钢或钢筋混凝土水平支撑；但当基坑宽度较大时(例如大于150米)，通常采用斜坡支撑。

目前基坑的斜坡支撑结构通常采用型钢斜坡撑梁进行支撑，型钢斜坡撑梁的一端抵靠在基坑底板上或地下室底板上，另一端抵靠在基坑侧面上。现有技术中的基坑的斜坡支撑结构只是简单通过型钢斜坡撑梁进行支撑，由型钢斜坡撑梁被动承受来自基坑外侧的土压力，这种方法难以有效控制基坑位移，容易产生基坑位移增大等问题。而采用传统的带承插式活络接头的基坑支护工程预应力格构柱斜撑施工时，也存在以下不足：一是做工复杂，功效低；二是在斜撑格构柱活络接头安装时，因角度原因，施工难度大；三是不可重复施加预应力；四是钢材浪费较多。

为解决传统带承插式活络接头的基坑支护工程预应力格构柱斜撑施工中存在的问题，公开号为cn105908750b、公开日为2016年8月31的实用新型专利申请文件中公开了“基坑斜杆型钢支撑体系”；其包括设置在建筑底板上的支撑牛腿及设置在基坑侧面与支撑牛腿之间的型钢斜坡支撑梁，所述型钢斜坡支撑梁的下端抵靠在支撑牛腿上，上端与基坑侧面之间设有对撑式应力预留件；但该结构体系并不能有效进行预应力的施加及补偿，且结构复杂，支撑体系的费用较高，安装及拆除难度较大，这些都给该技术的推广应用带来了难题。

技术实现要素：

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种可实施预应力补偿的格构柱支撑体系，以提高基坑支护的效果、提高基坑围护结构稳定性、减小基坑变形量，进而保障施工质量、加快施工进度、降低施工成本。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型可实施预应力补偿的格构柱支撑体系，包括在建筑底板上固定安装支撑牛腿，在基坑侧壁上固定安装基坑支座，在所述支撑牛腿和基坑支座之间设置作为支撑梁的格构柱；其特点是：在所述基坑支座上铰接有活络接头，所述格构柱的上端通过对称设置在格构柱上左右两侧的预应力补偿结构与活络接头相连接，利用所述预应力补偿结构为所述支撑梁施加预应力；所述格构柱的上端还通过对称设置在格构柱上左右两侧的锚固结构与活络接头相连接，利用所述锚固结构对获得预应力的支撑梁进行锚固；所述格构柱的下端与支撑牛腿铰接。

本实用新型可实施预应力补偿的格构柱支撑体系的特点也在于，所述预应力补偿结构设置为：将所述活络接头设置为套管，所述格构柱的上端插入在所述套管中，并能形成轴线方向上的相对滑动，互为导向；在所述格构柱的上端，位于格构柱的外侧壁上设置反力座，在所述活络接头上与所述反力座相对应的位置上设置顶座，在所述反力座和顶座之间安装用于施加预应的千斤顶，所述千斤顶的轴线与格构柱的轴线相互平行。

本实用新型可实施预应力补偿的格构柱支撑体系的特点也在于，所述锚固结构设置为：在所述格构柱的上端、位于格构柱的外侧壁上设置下锁定板，在所述活络接头上与所述下锁定板相对应的位置上设置上锁定板，在所述上锁定板和下锁定板之间利用可拆卸的锚固螺栓进行固定连接，所述锚固螺栓的轴线与格构柱的轴线相互平行。

本实用新型可实施预应力补偿的格构柱支撑体系的特点也在于，在所述格构柱上，位于同一侧的预应力补偿结构和锚固结构是将一组预应力补偿结构设置在中心位置，两组锚固结构对称分处在预应力补偿结构的两侧。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

1、本实用新型预应力施加简单、稳定，在预应力损失时，可及时重复施加预应力，实现预应力补偿，有效控制基坑位移，平衡基坑土体侧压力；

2、本实用新型中对于斜支撑格构柱制作和安装，其过程简单速度快，一次成型安全高效；

3、本实用新型相比承插式活络接头结构大大减少了钢材的使用，节约资源，绿色环保；

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型中预应力结构示意图；

图3为本实用新型中格构柱与活络接头配合断面示意图；

图中标号：1反力座，2千斤顶，3顶座，4下锁定板，5锚固螺栓，6上螺母，7反力座加强肋板，8下锁定板加强肋板，9格构柱，10顶座加强肋板，11活络接头，12上锁定板，13上锁定板加强肋板，14同步油管，15下螺母，16支撑牛腿，17基坑支座。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本实施例中可实施预应力补偿的格构柱支撑体系包括在建筑底板上固定安装支撑牛腿16，在基坑侧壁上固定安装基坑支座17，在支撑牛腿16和基坑支座17之间设置作为支撑梁的格构柱9，在基坑支座17上铰接有活络接头11，格构柱9的上端通过对称设置在格构柱9上左右两侧的预应力补偿结构与活络接头11相连接，利用预应力补偿结构为支撑梁施加预应力；格构柱9的上端还通过对称设置在格构柱9上左右两侧的锚固结构与活络接头11相连接，利用锚固结构对获得预应力的支撑梁进行锚固；格构柱9的下端与支撑牛腿16铰接。

具体实施中，如图2和图3所示，预应力补偿结构设置为：将活络接头11设置为套管，格构柱9的上端插入在套管中，并能形成轴线方向上的相对滑动，互为导向；在格构柱9的上端，位于格构柱9的外侧壁上设置反力座1，在活络接头11上与反力座1相对应的位置上设置顶座3，在反力座1和顶座3之间安装用于施加预应的千斤顶2，千斤顶2的轴线与格构柱9的轴线相互平行；锚固结构设置为：在格构柱9的上端，位于格构柱9的外侧壁上设置下锁定板4，在活络接头11上与下锁定板4相对应的位置上设置上锁定板12，在上锁定板12和下锁定板4之间利用可拆卸的锚固螺栓5进行固定连接，锚固螺栓5的轴线与格构柱9的轴线相互平行；在格构柱9上，位于同一侧的预应力补偿结构和锚固结构是将一组预应力补偿结构设置在中心位置，两组锚固结构对称分处在预应力补偿结构的两侧。

具体实施中，在反力座1的背部设置反力座加强肋板7，反力座1及反力座加强肋板7均固定焊接在格构柱9的外侧壁上；在顶座3的背部设置顶座加强肋板10，顶座3及顶座加强肋板10均固定焊接在活络接头11的外侧壁上；在下锁定板4的背部设置下锁定板加强肋板8，下锁定板4及下锁定板加强肋板8均固定焊接在格构柱9的外侧壁上；在上锁定板12的背部设置上锁定板加强肋板13，上锁定板12及上锁定板加强肋板13固定焊接在活络接头11的外侧壁上，各焊接位置采用斜口满焊；锚固螺栓5为高强螺栓，其下端固定焊接在下锁定板4的中心位置上，上端贯穿上锁定板12上的中心通孔，并由上螺母6和下螺母15将其与上锁定板12锚固；各连接结构应保证牢固可靠，能满足最大预应力施工的要求。

本实施例中可实施预应力补偿的格构柱支撑体系的施工方法是按如下步骤进行：

步骤1、将反力座1和下锁定板4分别通过加强肋板固定焊接在格构柱9的设定位置上；将顶座3和上锁定板12分别通过加强肋板焊接在活络接头11的对应位置上。

步骤2、将格构柱9的下端与支撑牛腿16铰接，将活络接头11与基坑支座17铰接，在活络接头11与格构柱9之间利用锚固螺栓5进行固定连接，完成格构柱9在基坑中的安装。

步骤3、在格构柱9上左右对称的两侧分别安装千斤顶2，针对左右对称的两只千斤顶2设置同步油管14，利用同步油管14的供油使左右两侧千斤顶2行程一致，实现两侧均衡同步预应力的施加；在预应力达到设定值时，利用螺母锁定各锚固螺栓5，随后即可撤出千斤顶2。

步骤4、在发生预应力损失时，再次安装千斤顶2和同步油管14；在保持锚固螺栓5连接的状态下第一次加压，消除锚固螺栓5上的应力；随后松开锚固螺栓5进行第二次加压，直至压力补偿至设定的预应力值时，重新锁定锚固螺栓5，完成预应力补偿。

步骤5、基坑施工完成后，拆除锚固母栓5和活络接头11，拆除格构柱9，实现回收。