深基坑梯笼分节逆向安装方法与流程

1.本发明涉及一种用于深基坑工程的梯笼分节逆向安装方法，属于深基坑梯笼安装技术领域。


背景技术：

2.在建筑领域，深基坑工程越来越多，基坑深度可达几十米甚至数百米，地下建筑结构与地面建筑结构一样，同样具有施工量大、周期长的特点，建筑面积可达数十万平方米甚至数百万平方米。故而，在深基坑内作业时，为避免施工工人通过土坡道进出，确保人身安全，常规做法是在深基坑中安装用于施工工人在地面与坑底间上下行走的专用安全通道，即梯笼。但是，传统的梯笼主要存在以下缺陷：
3.第一，安装梯笼时需要待基坑土方见底、垫层浇筑、施做梯笼基础后才可开始，且梯笼通常是贴基坑边围护桩附墙安装，可见，安装进度缓慢，且安装过程会影响地下建筑结构主体的防水、侧墙施工的顺利进行。
4.第二，梯笼由上下多节拼装构成，各节梯笼之间焊接相连，故当需要将各节梯笼运至其它施工场地时，存在无法拆卸，拆卸后梯笼受损严重等问题。
5.第三，各节梯笼的高度是固定的，然而各工程的基坑深度不同，这使得安装完的梯笼与坑底之间会存在一定的高度差，一定程度上对通行安全性和舒适性具有影响。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种深基坑梯笼分节逆向安装方法，其随土方开挖逐层向下即可分节逆向安装完成梯笼，梯笼安装与地下建筑结构可实现同步施工，安装效率高，梯笼质量有保障。
7.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
8.一种深基坑梯笼分节逆向安装方法，其特征在于，它包括步骤：
9.1)向下开挖土层至第一深度，在第一深度位置基于地下建筑结构的侧墙结构施工第一砼支撑结构，在第一砼支撑结构的两个砼梁之间架接固定两个支撑钢梁，然后将第一节梯笼单元与两个支撑钢梁进行搭接固定；
10.2)向下开挖土层至下一深度，在此深度位置继续基于侧墙结构施工下一砼支撑结构，然后将下一节梯笼单元通过螺栓连接的方式固定在上一节梯笼单元的下面，其中：若连接在上一节梯笼单元下面的此节梯笼单元的底部到达此深度位置施工的砼支撑结构所在高度，则在此砼支撑结构的两个砼梁之间架接固定两个支撑钢梁，然后将此节梯笼单元与两个支撑钢梁进行搭接固定；反之，则在此砼支撑结构与此节梯笼单元之间搭设临时脚手架来满足施工需求；
11.3)重复执行2)，直至所有砼支撑结构施工完成；
12.4)继续向下开挖土层至坑底，在坑底施工作业垫层，然后在作业垫层上施工结构基础底板，结构基础底板上预埋有可调节高度的四个顶托，四个顶托分别与上方的梯笼单
元的四角相对设置；
13.5)在上一节梯笼单元的下面通过螺栓连接的方式固定一节或多节梯笼单元，其中：
14.若连接在上一节梯笼单元下面的一节梯笼单元需穿过最后施工的砼支撑结构，则在此砼支撑结构的两个砼梁之间架接固定两个支撑钢梁，然后将此节梯笼单元与两个支撑钢梁进行搭接固定；反之，则在此节梯笼单元与作业垫层之间搭设临时脚手架来满足施工需求；
15.对于最后一节梯笼单元，调节四个顶托的高度，令四个顶托分别抵顶在最后一节梯笼单元的四角上；
16.6)梯笼安装完成。
17.本发明的优点是：
18.1、本发明适用于深基坑工程，可随土方开挖逐层向下分节逆向完成梯笼的安装，安装效率高，安装过程中不会影响地下建筑结构的主体防水、侧墙施工等的顺利进行，安装出的梯笼质量有保障。
19.2、本发明适用于在不同深度的基坑内安装梯笼，且能够很好地适应上下砼支撑结构间距不同的现状，安装完的梯笼质量有保障，确保了施工工人上下通行的安全性和舒适性。
附图说明
20.图1是本发明深基坑梯笼分节逆向安装方法的实施说明图。
21.图2是梯笼单元的结构示意图。
22.图3是上下节梯笼单元的拼接局部结构示意图。
23.图4是开挖土方、施工第一道砼支撑结构及安装第一节梯笼单元的示意图。
24.图5是继续开挖土方、施工第二道砼支撑结构及安装梯笼单元的示意图。
25.图6是继续开挖土方、施工第三道砼支撑结构及安装梯笼单元的示意图。
26.图7是开挖土方至坑底及施工结构基础底板等的示意图。
27.图8是安装好最后一节梯笼单元的示意图。
具体实施方式
28.如图1至图8所示，本发明提出了一种深基坑梯笼分节逆向安装方法，它包括如下步骤：
29.1)向下开挖土层90至第一深度(如图4)，在第一深度位置基于地下建筑结构的侧墙结构70施工第一砼支撑结构81’，在第一砼支撑结构81’的两个互相平行或基本平行的砼梁81之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将第一节梯笼单元10与两个支撑钢梁60进行搭接固定；
30.2)向下开挖土层90至下一深度(请参考图5、图6来理解)，在此深度位置继续基于地下建筑结构的侧墙结构70施工下一砼支撑结构，然后将下一节梯笼单元10通过螺栓连接的方式固定在上一节梯笼单元10的下面，其中：若连接在上一节梯笼单元10下面的此节梯笼单元10的底部到达此深度位置施工的砼支撑结构所在高度(参考图5)，则在此砼支撑结
构的两个互相平行或基本平行的砼梁之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将此节梯笼单元10与两个支撑钢梁60进行搭接固定；反之，若连接在上一节梯笼单元10下面的此节梯笼单元10的底部朝下未到达此深度位置施工的砼支撑结构所在高度，仍相距一定距离(参考图6)，则在此砼支撑结构与此节梯笼单元10之间搭设临时脚手架100来满足施工需求；
31.3)重复执行2)，直至所有砼支撑结构施工完成；
32.4)继续向下开挖土层90至坑底901，在坑底901施工作业垫层91，然后在作业垫层91上施工结构基础底板30，结构基础底板30上预埋有可调节高度的四个顶托40，四个顶托40分别与上方的梯笼单元10的四角相对设置；
33.5)在上一节梯笼单元10的下面通过螺栓连接的方式固定一节或多节梯笼单元10，其中：
34.若连接在上一节梯笼单元10下面的一节梯笼单元10需穿过最后施工的砼支撑结构(请参考图7、图8来理解)，则在此砼支撑结构的两个互相平行或基本平行的砼梁之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将此节梯笼单元10与两个支撑钢梁60进行搭接固定；反之，若连接在上一节梯笼单元10下面的一节梯笼单元10不需穿过最后施工的砼支撑结构，则在此节梯笼单元10与作业垫层91之间搭设临时脚手架100(图中未示出)来满足施工需求；
35.对于最后一节梯笼单元10，调节四个顶托40的高度，令四个顶托40分别抵顶在最后一节梯笼单元10的四角上，即借助顶托40托住最后一节梯笼单元10，从而增加整个梯笼的结构稳定性，且使得梯笼可适应不同深度基坑的安装需求；
36.6)梯笼安装完成，梯笼呈悬挂形态，稳固可靠。
37.在本发明中，地下建筑结构包括侧墙结构70、围护桩80和上下多道砼支撑结构，此结构为建筑领域的已有技术，各砼支撑结构与侧墙结构70等最终一体形成地下建筑结构。
38.砼支撑结构的形态可根据实际建筑需求合理设计，不受局限，例如图1示出了呈三面包围形态的砼支撑结构，但砼支撑结构应具有两个平行或说基本平行的砼梁。如图1，图中示出了上下四道砼支撑结构81’、82’、83’、84’，即第一砼支撑结构81’、第二砼支撑结构82’、第三砼支撑结构83’和第四砼支撑结构84’，各道砼支撑结构均设计有两个互相平行的砼梁。
39.如图1，支撑钢梁60包括由工字钢制成的长钢梁61，长钢梁61的两端焊接有长梁固定件62，通常，长钢梁61各端的两侧对称焊接有长梁固定件62，其中：当支撑钢梁60架在砼支撑结构的两个互相平行或基本平行的砼梁上面后，通过化学锚栓将长梁固定件62固定在砼梁上，从而实现长钢梁61在两个砼梁之间的架接固定。
40.如图1，梯笼单元10通过自身两侧安装的搭接钢梁50实现在两个支撑钢梁60上的搭接固定，其中：搭接钢梁50包括由槽钢制成的短钢梁51，短钢梁51通过焊接或螺接等方式固定在梯笼单元10上，短钢梁51的两端焊接有短梁固定件52，通常，短钢梁51各端的两侧对称焊接有短梁固定件52；梯笼单元10两侧的短钢梁51搭在两个互相平行(或基本平行)的支撑钢梁60的长钢梁61上面后，通过化学锚栓将短梁固定件52固定在长钢梁61上，从而实现短钢梁51在两个支撑钢梁60之间的搭接固定。
41.如图2，梯笼单元10包括由横角钢11、竖角钢12和斜角钢13焊接而成的矩形体状框架，框架内安装有由钢板制成的钢阶梯15，钢阶梯15的至少一侧安装有护栏16，框架的底部与钢阶梯15对应地安装有用于连接上下节梯笼单元10钢阶梯15的过渡平台150，框架的侧
面安装有护网14，其中：
42.最上面一节梯笼单元10，即第一节梯笼单元10的框架顶部安装有防砸棚21且框架一侧与自身内安装的钢阶梯15对应地安装有安全门及出入阶梯22；
43.最后一节梯笼单元10的框架底部安装有底板(图中未示出)且框架一侧与自身内安装的钢阶梯15对应地安装有安全门及出入阶梯(图中未示出)。
44.当然，梯笼单元10的结构不受上述局限，还可设计为其它形式。
45.在本发明中，上下两节梯笼单元10之间采用螺栓连接的方式拼接固定，而不是直接堆叠在一起，这样可以大大提高整个梯笼的抗拉能力和结构强度，具体来说：如图3，对于梯笼单元10，框架的顶部、底部的横角钢11上均开设有锁定孔，其中：当下面一节梯笼单元10吊运至上面一节梯笼单元10下面并对齐后，锁定螺栓17与锁定螺母(图中未标出)相配合来完成在上下层叠的两个横角钢11的锁定孔中的安装，以实现上下两节梯笼单元10之间的拼接固定。
46.在实际实施时，随着下一节梯笼单元10的安装，拆除为上一节梯笼单元10搭设的临时脚手架100。
47.在实际实施时，各梯笼单元10可在现场进行独立拼装，然后借助汽车吊等设备进行吊装，在吊装的过程中，各梯笼单元10视需要安装或不安装搭接钢梁50。
48.在实际应用时，本发明涉及的螺栓连接方式优选采用高强度双螺母防松安装方式。
49.在本发明中，作业垫层91为混凝土硬地面等，不受局限，结构基础底板30为钢筋混凝土结构且厚度大于300mm。
50.在实际实施时，在向下开挖土层之后、安装梯笼单元10之前都应在土层上施工一层作业垫层91，以便于施工顺利进行。
51.在本发明中，结构基础底板30通过绑扎钢筋、支设模板及浇筑混凝土而形成，其属于本领域的熟知技术。施工结构基础底板30时应预埋好顶托40，顶托40可采用本领域的已有部件，顶托40的设计使得在不同深度的基坑内快速、可靠地安装梯笼成为可能。
52.通常，顶托40包括预埋在结构基础底板30中并露出的基座，基座上可活动螺接有丝杆，丝杆的直径设计为大于36mm为宜，丝杆可相对于基座上下调节伸出高度，以适于抵顶托住其上面的梯笼单元10，丝杆的最大调节高度可达1.5米左右。
53.另外，如图7，砼支撑结构与其相对应的一节梯笼单元10之间可通过加强梁110连接来提高整个梯笼的结构强度和稳定性。
54.在本发明中，加强梁110可采用本领域的熟知部件，其形式可各种各样。通常，加强梁110包括圆钢管，圆钢管两端分别设有用于与梯笼单元10固定的连接耳及用于与砼支撑结构固定的连接板。
55.在本发明中，应根据土方开挖进度(分层开挖)和地下建筑结构的设计来合理设计单次开挖深度。
56.下面以图4至图8举例说明。图中示出了开挖5次土方，在施工出4道砼支撑结构的基础上从上至下安装梯笼的情形，其中，第一次开挖的土层较浅(如图4所示的第一深度)，其余开挖的土层较深。
57.施工时，向下开挖土层90至第一深度(如图4)，在第一深度位置基于侧墙结构70施
工第一砼支撑结构81’，在第一砼支撑结构81’的两个平行的砼梁81之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将第一节梯笼单元10与两个支撑钢梁60搭接固定。
58.然后，向下开挖土层90至第二深度(如图5)，在此深度位置继续基于侧墙结构70施工第二砼支撑结构82’，然后将下一节梯笼单元10通过锁定螺栓17固定在上一节梯笼单元10下面，并且，由于当前安装的此节梯笼单元10的底部到达第二砼支撑结构82’所在高度，因此在第二砼支撑结构82’的两个平行的砼梁82之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将此节梯笼单元10与两个支撑钢梁60搭接固定。
59.然后，向下开挖土层90至第三深度(如图6)，在此深度位置继续基于侧墙结构70施工第三砼支撑结构83’，然后将下一节梯笼单元10通过锁定螺栓17固定在上一节梯笼单元10下面，并且，由于当前安装的此节梯笼单元10的底部朝下未到达第三砼支撑结构83’所在高度，仍具有一定距离，因此在第三砼支撑结构83’或说砼梁83与此节梯笼单元10之间搭设临时脚手架100，以满足施工需求。
60.然后，向下开挖土层90至第四深度(未给出图示，请参考图7来理解)，在此深度位置继续基于侧墙结构70施工第四砼支撑结构84’，然后将下一节梯笼单元10通过锁定螺栓17固定在上一节梯笼单元10下面，并且，由于当前安装的此节梯笼单元10的底部同样未到达第四砼支撑结构84’所在高度，仍具有一定距离，因此在第四砼支撑结构84’与此节梯笼单元10之间同样搭设临时脚手架100，以满足施工需求。此时所有砼支撑结构施工完成。
61.而后继续向下开挖土层90至坑底901(如图7)，在坑底901施工作业垫层91，然后在作业垫层91上施工结构基础底板30，结构基础底板30上预埋有可调节高度的四个顶托40，四个顶托40分别与上方的梯笼单元10四角相对。
62.然后在上一节梯笼单元10的下面通过锁定螺栓17固定至少一节梯笼单元10，如图8，图中示出了两节梯笼单元10的情形，其中：最先安装的一节梯笼单元10需穿过第四砼支撑结构84’(如图8)，于是在第四砼支撑结构84’的两个平行的砼梁84之间架接固定两个支撑钢梁60，然后将此节梯笼单元10与两个支撑钢梁60搭接固定。而对于最后一节梯笼单元10，如图8，调节四个顶托40的高度，令四个顶托40分别抵顶在最后一节梯笼单元10的四角上，即顶托40托住了最后一节梯笼单元10，至此梯笼安装完成。
63.本发明的优点是：
64.1、本发明适用于深基坑工程，可随土方开挖逐层向下分节逆向完成梯笼的安装，安装效率高，安装过程中不会影响地下建筑结构的主体防水、侧墙施工等的顺利进行，安装出的梯笼质量有保障。
65.2、本发明采用悬挂安装梯笼的方式，实施难度低，施工成本低，施工安全可靠，施工过程不受限于作业面空间，对于空间狭小等特殊情形的各种作业面空间均适用。
66.3、本发明适用于在不同深度的基坑内安装梯笼，且能够很好地适应上下砼支撑结构间距不同的现状，安装完的梯笼质量有保障，确保了施工工人上下通行的安全性和舒适性，并且，梯笼亦能够随施工的结束实现从下至上的逐层拆除，解决了诸如预留施工洞口后续剔凿及防水处理等问题。
67.以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。