专利名称：后拆撑式型钢-混凝土双围檩基坑支撑体系及施工方法
技术领域：
本发明属于建筑施工技术领域，涉及地下工程基坑支撑体系及该体系的施工方法，适用于地下主体结构回筑阶段需保留基坑支撑体系的情况。
背景技术：
随着城市建设的发展，城市建筑群及基础设施越来越密集，使得地下工程施工空间减小，施工环境复杂；另一方面，随着地下空间的开发向着大规模、复杂化的方向发展，地下工程的基坑开挖面积与深度越来越大，地下结构布置的灵活性与建筑要求越来越高。在地下工程中，由于施工空间、建筑要求及场地条件的限制，为控制围护墙(桩)在水土压力下的横向变形，采用顺作法回筑施工靠近围护墙(桩)的主体结构墙(柱)的过程中需要保留基坑支撑体系，使其持续受力，等到主体结构整体完成可承受侧向水土压力时才可拆除支撑。例如，地下大型变电站、地下商场、地下综合体等地下空间的层高较大，地下主体结构楼板之间的竖向间距往往达到IOm以上，在主体结构外墙由下向上施工至临时水平支撑时仍不可拆撑，需要继续保留支撑以抵抗侧向水土压力。为保证上述的支撑体系受力要求，目前采用的常规方法主要有后拆撑法与换斜撑法。后拆撑法是在浇注临时钢筋混凝土支撑体系的围檩前，需要向下超挖土并在围檩内预埋结构墙的部分钢筋，便于后期施工结构墙时，与墙内钢筋搭接。待结构墙(柱)、梁、板施工完毕，形成整体结构体系足以承受水土压力时拆除临时支撑，并切除超出结构墙宽度部分的钢筋混凝土围檩。这样的后拆撑法，存在一些较难解决的技术问题围檩与结构墙为不同时期浇筑的混凝土，后期围檩成为结构墙的一部分，存在两者共同受力是否可靠及交界面如何防水的问题；结构回筑阶段墙体的竖向钢筋无法贯穿支撑体系的围檩，均需要断开， 与围檩内预留的钢筋搭接，使得结构钢筋骨架的整体性差，影响结构混凝土浇筑，使结构施工不能连续工作，直接影响施工进度及施工质量。换斜撑法是指在拆除某道钢筋混凝土水平支撑前，在其下部浇筑、施工大斜撑，斜撑一端支在围护墙(桩)上，另一端支撑在已施工好的结构底板上，以替换水平支撑受力。 换斜撑法也存在一定的局限性斜撑上端支点与底板距离较大时，斜撑长度随之增大，从而影响斜撑作为受压杆的性能，尚需增设立杆提高斜撑的稳定性；斜撑穿过下层已施工好的结构楼板时，需要结构楼板大开洞，待后期拆除斜撑后，再浇注填补，存在不同时期浇筑的混凝土结构共同受力是否可靠的问题；增设一道大斜撑，钢与混凝土等工程材料的用量将大大增加，按工期考虑，不仅增加施工的成本，而且施工进度也会受到较大的影响。因此，设计出一种既能满足结构内竖向钢筋骨架的整体性要求，不需考虑不同期浇筑施工混凝土的粘结与防水处理，且不需要增设大斜撑及进行局部楼板开洞的施工简便、经济性好的基坑支撑体系及施工方法成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
发明内容
本发明旨在于提供一种既能满足基坑的有效支撑，又能保证地下结构顺利回筑并提高结构的整体性且降低成本、缩短工期的后拆撑式型钢_钢筋混凝土双围檩支撑体系及施工方法，以满足环境要求较高的超大面积深基坑工程的施工需要。本发明首先提出一种后拆撑式型钢-钢筋混凝土双围檩基坑支撑体系，包括位于基坑内的围护墙、位于围护墙内侧的多根水平支撑、双围檩，所述双围檩包括固定于所述围护墙上的围檩、固定于所述水平支撑上的围檩；多根水平布置的型钢，排列于围护墙侧的围檩与水平支撑侧的围檩之间；位于围护墙与水平支撑之间的结构墙，结构墙内的竖向钢筋， 从型钢与双围檩之间的间隙自下而上穿过。优选的，该支撑体系还包括包覆于型钢侧面的止水板带，所述止水板带至少环绕型钢一周，且所述止水板带位于所述结构墙内。优选的，所述型钢两端固定有封板，所述封板分别置于两侧围檩内。优选的，所述型钢之间的间距大于等于2m。本发明还提出一种如上所述的后拆撑式型钢-钢筋混凝土双围檩基坑支撑体系的施工方法，包括如下步骤步骤(1)，施工围护墙，待其强度达到设计要求后，开挖基坑；步骤(2)，待基坑内土体至水平支撑设计标高以上，预埋型钢，绑扎钢筋混凝土水平支撑及双围檩内的钢筋，然后支设水平支撑及双围檩的模板，并浇注混凝土，施工型钢、 水平支撑及双围檩；步骤(3)，待步骤(2)中形成的支撑体系的混凝土强度达到设计要求后，进行下层土体开挖；步骤(4)，施工混凝土基础底板后，回筑地下主体结构，自下而上施工结构柱、墙、 梁、板，靠近基坑边的结构墙施工至水平支撑时，将竖向钢筋从型钢以及双围檩之间的间隙由下至上穿过，支设模板后浇注结构墙，结构墙包覆型钢的部分长度；步骤(5)，回筑地下主体结构，至主体结构水平受力体系形成，能够支撑围护墙，使其满足变形要求时，切除结构墙内侧伸出的部分型钢，移除整道钢筋混凝土支撑；步骤(6)，结构墙与围护墙之间进行防水施工，并采用砂土填充。优选的，步骤(4)中形成的水平支撑体系在步骤(5)的回筑阶段一直保留。优选的，步骤(4)中所述竖向钢筋从型钢以及双围檩之间的间隙由下至上一次穿过，不需留设接头。优选的，所述型钢外侧包覆有止水板带，在步骤(4)中，止水板带浇注于结构墙内。本发明后拆撑式型钢_钢筋混凝土双围檩支撑体系及施工方法具备合理的传力机制、可靠的施工质量、便捷的施工流程及良好的经济效益，不仅保证基坑开挖阶段水平支撑体系达到受力要求，抵制围护桩(墙)发生横向变形，还加快了施工进度，且降低了成本， 提高了施工质量，为环境要求较高的超大面积深基坑支撑体系提供了新的设计思路，降低了后拆撑体系在结构回筑阶段的施工难度。
通过附图中所示的本发明的优选实例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、 特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。图1是本发明后拆撑式型钢_钢筋混凝土双围檩支撑体系局部平面示意图；图2是图1的A-A方向剖面90°旋转示意图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。参见图1、图2所示的一种后拆撑式型钢-钢筋混凝土双围檩支撑体系，包括位于基坑内的围护墙(桩)11、位于围护墙11内侧的多根水平支撑12、固定于所述围护墙11上的钢筋混凝土围檩6、固定于所述水平支撑12上的钢筋混凝土围檩5，多根水平布置的型钢 1，均勻排列于围护墙11侧的围檩6与水平支撑12侧的围檩5之间，作为两侧围檩5、6之间的传力途径；多根竖向钢筋10，从型钢1与围檩5及围檩6之间自下而上穿过；连接所述竖向钢筋10的结构墙4。还包括，止水板带2，包覆于型钢1侧面，至少环绕型钢1 一周且位于所述结构墙4内，用于使用期结构外墙的防水；固定于型钢1两端的封板3，所述封板 3分别置于两侧围檩5、6内，用于保证型钢1有效传力，围檩5、6内对应封板3还可以设置有加强筋9 ；围护墙11侧的围檩6内配置有纵向钢筋8，水平支撑12侧的围檩5内配置有纵向钢筋7。需要说明的是，文中的内侧是指用于形成建筑物的一侧。所述型钢1为H型钢，横截面尺寸为400mmX 400mm，型钢1间距大于等于2m，以使型钢1与围檩5、6之间形成足够的间隙。型钢1长度规定原则为超过地下主体结构墙厚度， 以方便结构墙混凝土支设模板、浇筑及后期切割分离。本发明同时公开了一种如上所述的基坑支撑体系的施工方法，包括如下步骤步骤(1)，施工围护墙11，待其强度达到设计要求后，开挖基坑；步骤(2)，待基坑内土体开挖至水平支撑12设计标高以上，预埋设有止水板带2的型钢1，然后支设水平支撑12及围檩5、6的模板，并浇注混凝土，施工型钢1、水平支撑12 及围檩5、6 ；步骤(3)，待支撑体系的混凝土强度达到设计要求后，进行下层土体开挖；步骤(4)，施工混凝土基础底板后，回筑地下主体结构，自下而上施工结构柱、墙、 梁、板，靠近基坑边的结构墙施工至水平支撑12时，将竖向钢筋10从型钢1以及围檩5、6 之间的间隙由下至上穿过，支设模板后浇注结构墙4连接竖向钢筋10，结构墙4包覆型钢1 的部分长度，使得型钢1与结构墙4共同受力，提高强度与刚度；步骤(5)，回筑地下主体结构，至主体结构水平受力体系形成，可支撑围护墙，使其满足变形要求时，切除结构墙4内侧伸出的部分型钢1，则可便捷移除整道钢筋混凝土支撑 12 ；步骤(6)，结构墙4与围护墙11之间进行防水施工，并采用砂土填充。值得注意的是，步骤(4)中形成的型钢_钢筋混凝土双围檩水平支撑体系在步骤 (5)的回筑阶段一直保留，可持续受力；步骤⑷中，竖向钢筋10从型钢1以及围檩5、6之间的间隙由下至上一次穿过，不需留设接头，可保证结构钢筋骨架的整体性；步骤(4)中， 止水板带2浇注于结构墙4内，可有效解决结构墙4的防水问题。由以上公开的技术方案可知，本发明具有以下的有益效果1、本发明的支撑体系中双围檩之间的H型钢与围檩形成的足够间隙，使竖向钢筋能自下而上贯穿围檩而不断开，保证了结构钢筋骨架的整体性，改善了结构的受力性能；2、本发明的支撑体系中双围檩之间的H型钢与围檩形成的足够空间可作为结构墙的混凝土浇捣孔，保证结构墙中穿越双围檩区域的混凝土的密实性；3、本发明的支撑体系中的H型钢可进行工厂化加工，施工现场只需进行装配，节省了施工工作量与施工时间；4、本发明中，H型钢上设置了止水板带，隔断了结构外墙渗水途径，有效解决结构墙的防水问题；5、本发明中，在基坑土方开挖及结构回筑阶段，双围檩之间的H型钢，刚度大，强度高，保证了内外围檩之间的传力路径，使得围檩刚度增大，施工期变形减小；在主体结构完成后，结构墙内的H型钢作为墙内劲性构件，有效提高了结构墙的刚度与强度。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种后拆撑式型钢-钢筋混凝土双围檩基坑支撑体系，其特征在于包括位于基坑内的围护墙、位于围护墙内侧的多根水平支撑、双围檩，所述双围檩包括固定于所述围护墙上的围檩、固定于所述水平支撑上的围檩；多根水平布置的型钢，排列于围护墙侧的围檩与水平支撑侧的围檩之间；位于围护墙与水平支撑之间的结构墙，以及结构墙内的竖向钢筋，从型钢与双围檩之间的间隙自下而上穿过。
2.根据权利要求1所述的体系，其特征在于该体系还包括包覆于型钢侧面的止水板带，所述止水板带至少环绕型钢一周。
3.根据权利要求2所述的体系，其特征在于所述止水板带在施工完成后位于所述结构墙内。
4.根据权利要求1所述的体系，其特征在于所述型钢两端固定有封板，所述封板分别置于两侧围檩内。
5.根据权利要求1所述的体系，其特征在于所述型钢之间的间距大于等于2m。
6.一种如权利要求1所述的后拆撑式型钢_钢筋混凝土双围檩基坑支撑体系的施工方法，包括如下步骤步骤(1)，施工围护墙，待其强度达到设计要求后，开挖基坑；步骤(2)，待基坑内土体至水平支撑设计标高以上，预埋型钢，绑扎钢筋混凝土水平支撑及双围檩内的钢筋，然后支设水平支撑及双围檩的模板，并浇注混凝土，施工型钢、水平支撑及双围檩；步骤(3)，待步骤(2)中形成的支撑体系的混凝土强度达到设计要求后，进行下层土体开挖；步骤(4)，施工混凝土基础底板后，回筑地下主体结构，自下而上施工结构柱、墙、梁、 板，靠近基坑边的结构墙施工至水平支撑时，将竖向钢筋从型钢以及双围檩之间的间隙由下至上穿过，支设模板后浇注结构墙，结构墙包覆型钢的部分长度；步骤(5)，回筑地下主体结构，至主体结构水平受力体系形成，能够支撑围护墙，使其满足变形要求时，切除结构墙内侧伸出的部分型钢，移除整道钢筋混凝土支撑；步骤(6)，结构墙与围护墙之间进行防水施工，并采用砂土填充。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于步骤(4)中形成的水平支撑体系在步骤(5)的回筑阶段一直保留。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于步骤(4)中所述竖向钢筋从型钢以及双围檩之间的间隙由下至上一次穿过，不需留设接头。
9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于所述型钢外侧包覆有止水板带，在步骤(4)中，止水板带浇注于结构墙内。
全文摘要
本发明公开了一种后拆撑式型钢-钢筋混凝土双围檩基坑支撑体系及施工方法，该支撑体系包括位于基坑内的围护墙、位于围护墙内侧的多根水平支撑、固定于围护墙上的围檩、固定于水平支撑上的围檩；多根水平布置的型钢，排列于双围檩之间；结构墙内的竖向钢筋，从型钢与双围檩之间的间隙自下而上穿过。在回筑阶段，上述结构一直保留，直至地下主体结构水平受力体系形成，可支撑围护墙时，切除结构墙内侧伸出的部分型钢，移除整道钢筋混凝土支撑。本发明能保证基坑开挖阶段水平支撑体系达到受力要求，抵制横向变形，加快施工进度，降低成本，提高施工质量；为超大面积深基坑支撑体系提供了新的设计思路，降低了后拆撑体系在结构回筑阶段的施工难度。
文档编号E02D17/02GK102505696SQ20111033548
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者华燕, 吴恩, 李晓勇, 牛金龙, 王军, 邢利, 陈卫东 申请人:上海岩土工程勘察设计研究院有限公司, 上海建瓴工程咨询有限公司