一种狭小基坑内装配式支护结构及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑施工工程技术领域，具体涉及一种狭小基坑内装配式支护结构及其施工方法。


背景技术：

2.在传统基坑支护工程中，悬臂桩支护、排桩与内支撑结合、排桩与锚杆结合的支护形式都比较常见，但上述支护形式都有各自的局限性。喷锚支护应用较为广泛，在放坡区域设置钢筋网片，通过土钉或者锚杆进行固定，把锚固和喷混凝土结合起来，用以加固基坑边坡，但在一些较为狭小的区域，支护桩及放坡没有合适的区域进行施工，施工范围内土地局限，以上施工方式就显得并不适用，需选取一种在狭小区间内能够起到有效、快速、拆装方便的支护方式，来实现小区间内的有效支撑，一定程度上能够得到广泛运用。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种狭小基坑内装配式支护结构及其施工方法，使用起来快捷方便，占地区域小，也达到了二次利用、装配式使用的有益效果，可行性强、工期短、成本低，安全稳定性较好，且增加了边坡支护区域的美观性，宜于推广应用。
4.本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
5.一种狭小基坑内装配式支护结构，包括加固体系、装配板和顶部支撑，加固体系沿基坑两侧边布置，多个装配板布置于加固体系两侧，顶部支撑设置于加固体系的顶部；
6.加固体系包括多个沿基坑两侧边布置的支撑型钢，形成两行布置，相邻两个支撑型钢之间连接有腰梁和顶梁，顶梁布置于支撑型钢的顶部，腰梁布置于支撑型钢的中部，装配板分成两行沿基坑两侧边布置于相应的支撑型钢上，顶部支撑布置于顶梁上。
7.按照上述技术方案，支撑型钢、腰梁和顶梁均为h型钢，每个装配板的两侧插入至相应的两个相邻支撑型钢的h型钢凹槽之间。
8.按照上述技术方案，顶部支撑包括多个并排布置的横向支撑，横向支撑的两端分别与基坑两侧的顶梁连接。
9.按照上述技术方案，横向支撑架设于顶梁上，横向支撑为h型钢，横向支撑的h型钢的上边翼缘板长于下边翼缘板和腹板，横向支撑的下边缘翼板和腹板卡至入两个相邻顶梁之间，横向支撑的上边缘翼板的两端搭设于两个相邻顶梁上。
10.按照上述技术方案，顶部支撑的空隙内布置有遮灰材料。
11.按照上述技术方案，支撑型钢的顶部和中部位置均设有固定件，腰梁和顶梁均通过相应的固定件与支撑型钢连接，固定件通过螺栓与支撑型钢连接，顶梁和腰梁通过螺栓与固定件连接。
12.按照上述技术方案，固定件为环形框，相邻两个顶梁拼接时，相邻顶梁的端部分别从两端插入至相应固定件的环形框内，并通过螺栓与固定件的环形框连接，形成顶梁的逐
段拼接；
13.相邻腰梁的端部分别从两端插入至相应固定件的环形框内，并通过螺栓与固定件的环形框连接，形成腰梁的逐段拼接。
14.按照上述技术方案，固定件的两端内外侧均设有螺栓孔，支撑型钢由上至下依次布置有多对条形螺栓孔，顶梁和腰梁沿长度方向依次布置有多个条形螺栓孔；固定件内侧面两端的两个螺栓孔与支撑型钢上对应的一对条形螺丝孔对齐，通过螺栓连接，固定件外侧面两端的两个螺栓孔分别与相邻两个顶子梁或相邻两个腰子梁的条形螺栓孔对齐，通过螺栓连接。
15.按照上述技术方案，装配板包括滤水布和带孔钢板，滤水布布置于带孔钢板内侧，带孔钢板的两端通过螺栓分别与相邻的两个支撑型钢连接。
16.采用以上所述的狭小基坑内装配式支护结构的施工方法，包括以下步骤：
17.1)将区域内土方进行开挖，并将各支撑型钢沿基坑两侧边缘植入土方中，支撑型钢的外侧钢肩露出于土方外；
18.2)在各相邻支撑型钢的空隙之间开挖一定厚度的土方，形成薄槽，薄槽的厚度大于装配板的厚度；
19.3)将各装配板吊装插入至各支撑型钢之间的各薄槽内，并将装配板的两端通过螺栓与相邻两侧的支撑型钢连接；
20.4)将各腰梁和顶梁通过固定件与各支撑型钢连接拼装；
21.5)将顶部支撑的型钢吊入，放置至于顶梁之上；
22.6)在顶部支撑的空隙内，布置密目网。
23.本发明具有以下有益效果：
24.本发明结构牢靠，固定件将整体联通受力，抵抗侧倾力效果明显，且易于维修，在狭小基坑区域占地面积小，本发明使用起来快捷方便，占地区域小，也达到了二次利用、装配式使用的有益效果，可行性强、工期短、成本低，安全稳定性较好，且增加了边坡支护区域的美观性，宜于推广应用。
附图说明
25.图1是本发明实施例中狭小基坑内装配式支护结构的结构示意图；
26.图2是图1的a
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a剖视图；
27.图3是图2的c
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c剖视图；
28.图4是图2的d
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d剖视图；
29.图5是图1的b局部视图；
30.图6是本发明实施例中支撑型钢、腰梁、固定件和装配板之间的连接示意图；
31.图7是本发明实施例中支撑型钢的结构示意图；
32.图8是本发明实施例中顶梁或腰梁的结构示意图；
33.图9是本发明实施例中装配板的结构示意图；
34.图10是本发明实施例中固定件的结构示意图；
35.图11是本发明实施例中顶部支撑的结构示意图；
36.图中，1
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支撑型钢，2
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顶梁，3
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腰梁，4
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固定件，5
‑
装配板，6
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螺栓，8
‑
土层，9
‑
天幕，
10
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条形螺栓孔，11
‑
螺栓孔，12
‑
滤水布，13
‑
滤水孔，14
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内丝孔，15
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带孔钢板，16
‑
顶部支撑。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
38.参照图1～图11所示，本发明提供的一个实施例中的狭小基坑内装配式支护结构，包括加固体系、装配板5和顶部支撑16，加固体系沿基坑两侧边布置，多个装配板5布置于加固体系两侧，顶部支撑16设置于加固体系的顶部；
39.加固体系包括多个沿基坑两侧边布置的支撑型钢1，形成两行布置，相邻两个支撑型钢1之间连接有腰梁3和顶梁2，顶梁2布置于支撑型钢1的顶部，腰梁3布置于支撑型钢1的中部，装配板5分成两行沿基坑两侧边布置于相应的支撑型钢1上，顶部支撑16布置于顶梁2上。
40.进一步地，支撑型钢1竖直插入至基坑边缘土层，外侧表面显露于土层外，其余部分嵌入于基坑土层内。
41.进一步地，支撑型钢1、腰梁3和顶梁2均为h型钢，每个装配板5的两侧插入至相应的两个相邻支撑型钢1的h型钢凹槽之间。
42.进一步地，顶部支撑16包括多个并排布置的横向支撑，横向支撑的两端分别与基坑两侧的顶梁2连接。
43.进一步地，横向支撑架设于顶梁2上，横向支撑为h型钢，横向支撑的h型钢的上边翼缘板长于下边翼缘板和腹板，横向支撑的下边缘翼板和腹板卡至入两个相邻顶梁2之间，横向支撑的上边缘翼板的两端搭设于两个相邻顶梁2上；方便快捷，用于二次支撑。
44.进一步地，顶部支撑16的空隙内布置有遮灰材料；形成天幕(图1)系统，作业时可对扬尘进行有效控制。
45.进一步地，遮灰材料最优选择为密目网。
46.进一步地，支撑型钢1的顶部和中部位置均设有固定件4，腰梁3和顶梁2均通过相应的固定件4与支撑型钢1连接，固定件4通过螺栓与支撑型钢1连接，顶梁2和腰梁3通过螺栓与固定件4连接。
47.进一步地，固定件4为环形框，相邻两个顶梁2拼接时，相邻顶梁2的端部分别从两端插入至相应固定件4的环形框内，并通过螺栓与固定件4的环形框连接，形成顶梁2的逐段拼接；
48.相邻腰梁3的端部分别从两端插入至相应固定件4的环形框内，并通过螺栓与固定件4的环形框连接，形成腰梁3的逐段拼接。
49.进一步地，固定件4的两端内外侧均设有螺栓孔11，支撑型钢1由上至下依次布置有多对条形螺栓孔10，顶梁2和腰梁3沿长度方向依次布置有多个条形螺栓孔10；固定件4内侧面两端的两个螺栓孔11与支撑型钢1上对应的一对条形螺丝孔对齐，通过螺栓连接，固定件4外侧面两端的两个螺栓孔11分别与相邻两个顶子梁或相邻两个腰子梁的条形螺栓孔10对齐，通过螺栓连接。
50.进一步地，成对的条形螺栓孔10布置于支撑型钢1的翼缘板上，条形螺栓孔10布置于腰梁3和顶梁2的腹板上。
51.进一步地，加固体系由若干设计深化的支撑型钢1、腰梁3、顶梁2和固定件4组成。其中支撑型钢1为设计长度的h型钢，其肩上带有条形螺栓孔10用于连接，h型钢为主要受力区域；支撑型钢1内侧设有腰梁3与顶梁2，均为腰上带有条形螺栓孔10的h型钢，尺寸小于支撑型钢1，腰梁3按照设计要求高度进行若干设置，其每节长度需进行深化设计，每一水平面梁的连接主要通过固定件4连接，每三个支撑型钢1用一节梁进行连接，梁两端各插入固定件4内1/2，方便另外一节梁进行连接，固定件4将两节梁进行了同一空间内的结合，增加了其受力程度；固定件4上同样设有螺栓孔11，当螺栓孔11与腰梁3、顶梁2、支撑型钢1等条形螺栓孔10对准后，即可拧紧螺栓将其连接，螺栓丝口设置在装配板5上，拧紧后，四者相互制约，形成整体。
52.进一步地，装配板5包括滤水布12和带孔钢板15，滤水布12布置于带孔钢板15内侧，带孔钢板15的两端通过螺栓分别与相邻的两个支撑型钢1连接，带孔钢板15上的孔作为滤水孔13。
53.进一步地，带孔钢板15布置于外侧与土层接触，作为挡土层，滤水布12作为滤水层。
54.进一步地，装配板5则按照设计需要维护的基坑高度进行制作，内侧贴水面使用一层滤水布进行封闭，外侧为带孔钢板15，孔洞与滤水布配合，可临时解决支护的排水作用，其整体由吊车吊入支撑型钢1内，装配板5上的钢板四周设有深化设计后的内丝口，主要用于螺栓固定。
55.采用以上所述的狭小基坑内装配式支护结构的施工方法，包括以下步骤：
56.1)将区域内土方进行开挖，并将各支撑型钢1沿基坑两侧边缘植入土方中，支撑型钢1的外侧钢肩露出于土方外；
57.2)在各相邻支撑型钢1的空隙之间开挖一定厚度的土方，形成薄槽，薄槽的厚度大于装配板5的厚度；
58.3)将各装配板5吊装插入至各支撑型钢1之间的各薄槽内，并将装配板5的两端通过螺栓与相邻两侧的支撑型钢1连接；
59.4)将各腰梁3和顶梁2通过固定件4与各支撑型钢1连接拼装；
60.5)将顶部支撑16的型钢吊入，放置至于顶梁2之上；
61.6)在顶部支撑16的空隙内，布置密目网。
62.在步骤6)之后，还包括以下步骤：施工结束后，可将该支护结构进行拆除，进行二次利用或回收。
63.本发明的优点在于：本发明利用装配式h型钢支护结构，在狭小区域基坑内得以使用，取消了支护桩的旋挖、制作钢筋笼、浇筑及喷锚等步骤，实现了装配式施工，工期短、成本低，占用面积小，可行性强；本发明提出的支护固定结构，相比拉森钢板桩而言，减少了钢材的使用，使支撑型钢1可以按照排距进行布置，无需连续，进一步减少了工期，节约了成本；所述的结构中使用的型钢中支撑型钢1和腰梁3、顶梁2上均设有条形螺栓孔10，分别在其腰上和肩上，在螺栓固定时可对深化误差处进行微调，灵活方便；所述一种固定件4，两端带有螺栓孔11，用于将腰梁3、顶梁2标准节进行连接固定，使其在同一水平面成为一个整体，使结构整体受力，减少每一区域受力过大导致的变形；本发明利用一种顶部支撑16，采用上肩＞下肩设计，材料选用h型钢，可减少材料的浪费，与顶梁2配合使用，安装简单快捷
且效果明显；利用一种装配板5，其内侧与外侧分别起到滤水和承力作用，相互配合，其表面设有若干排水孔，可有效增加边坡的排水效果，减少水压力；所述的h型钢支护结构，造型优美，使用过程中整齐、平整，增加了现场安全文明施工亮点；利用一种天幕，采用密目网进行封闭，可有效降低基坑内作业造成的扬尘污染；本发明中所述的支护结构主体材料为h型钢，该型钢可塑性强，回收利用价值高，实现了循环利用的工程特点。
64.本发明的施工过程：具体包括以下步骤：
65.步骤一，将基坑图纸进行二次深化，针对狭小区域的支护位置进行设计，并制作相关支护材料；
66.步骤二，利用一种加固体系，该加固体系由若干设计深化的支撑型钢1，如图1和2所示、腰梁3、顶梁2和固定件4组成；
67.步骤三，其中支撑型钢1为设计长度的h型钢，其肩上带有条形螺栓孔(图7)用于连接，h型钢为主要受力区域；支撑型钢1内侧设有腰梁3与顶梁2(图6)，均为腰上带有条形螺栓孔10的h型钢，尺寸小于支撑型钢1，腰梁3按照设计要求高度进行若干设置，其每节长度需进行深化设计，每一水平面梁的连接主要通过固定件4连接，每三个支撑型钢1用一节梁进行连接，梁两端各插入固定件4内1/2，方便另外一节梁进行连接，固定件4将两节梁进行了同一空间内的结合，增加了其受力程度
68.步骤四，材料进场，将支撑型钢1打入土内，如图1和图2所示，可按2m排距进行植入，直至到达设计标高，采用先撑后挖的原则；
69.步骤五，土方开挖，注意此时支撑型钢1的空隙内应开挖一定厚度的土方，将外侧型钢肩部露出，开挖厚度≥装配板5厚度，便于装配板5插入；
70.步骤六，利用一种装配板5，装配板5则按照设计需要维护的基坑高度进行制作，内侧贴水面使用一层滤水布进行封闭，外侧为带孔钢板15，孔洞与滤水布配合，可临时解决支护的排水作用；
71.步骤七，土方作业时，吊车进场将装配板5整体从上至下吊入支撑型钢1的每个排距空隙内插入，如图4所示，随挖随插，保证土体稳定性，查看装配板5的高度是否符合支护设计高度；
72.步骤八，开挖及以上工序完毕后，进行固定处理，将若干标准腰梁3及顶梁h型钢带入现场，从一侧开始拼装固定；
73.步骤九，利用一种固定件4，固定件4上同样设有螺栓孔11，当螺栓孔11与腰梁3、顶梁2、支撑型钢1等条形螺栓孔10对准后，即可拧紧螺栓将其连接，螺栓丝口设置在装配板5上，拧紧后，四者相互制约，形成整体；
74.步骤十，固定时，先将梁插入固定件4中，然后使用螺栓插入，接着找准装配板5上内丝口位置，调整固定件4位置，拧紧螺栓，固定完成；
75.步骤十一，固定完成后，若出现不平整或不易对称位置，可通过h型钢上的条形螺栓孔10进行双向调节，从而使其到达合适位置；
76.步骤十二，使用吊车将顶部支撑16型钢1吊入，放置于顶梁2之上，严丝合缝，此时整套系统支撑体系组装完成；
77.步骤十三，在顶部支撑16的空隙内，使用密目网或其他遮灰材料进行密封，形成天幕，如图所示，作业时可对扬尘进行有效控制；
78.施工结束后，可将该支护结构进行拆除，进行二次利用或回收。
79.综上所示，本发明利用一种狭小基坑内装配式h型钢支护结构及其施工方法，将装配式h型钢支护与狭小基坑有效结合，使边坡支护步入了新的技术时代，在区域位置较为紧张的小基坑内取消了支护桩的工艺，旋挖、制作钢筋笼、浇筑及喷锚等步骤，且达到了有效的支护及排水作用。
80.以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。