一种基于预制装配式构件的长条形基坑支护结构体系及施工方法与流程

本发明涉及基坑支护，具体涉及一种基于预制装配式构件的长条形基坑支护结构体系及施工方法。

背景技术：

1、目前常见的基坑防护措施一般为连续防护和间隔防护，二者主要是通过在混凝土面层与排桩中植入钢筋或者预留插筋的方式完成整体支护，但是这两种方式在温度相差较大的地区，桩间土喷锚砼容易发生开裂或脱落，施工过程也较为繁琐，植筋易对桩体造成破坏，并且容易出现局部土体渗水而引起少部分土体脱落的现象，给坑底施工人员及边坡安全造成一定的隐患。

2、另外，现行基坑支护结构多采用现浇钢筋混凝土施工，施工作业环境差、工序复杂、进度慢，施工质量难以保证；同时在施工过程中产生很多废弃的建筑垃圾，既浪费资源又污染环境。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于预制装配式构件的长条形基坑支护结构体系及施工方法，通过工厂集约化制作结构构件和现场机械化装配，取代了传统的支模与浇筑，从而保证了结构的质量，缩短工期，且作为绿色支护结构的一种，部分结构回收使用，可有效减少建筑垃圾，具有较好的经济环境效益。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于预制装配式构件的长条形基坑支护结构体系，包括：

3、多排预制桩组件，每排所述预制桩组件包括多个竖向并排设置的预制桩板，其特征在于：所述预制桩板两侧设置有翼缘板，且所述预制桩板的顶部设置有钢套筒，多排所述预制桩组件还包括预制冠梁、预制腰梁以及预制支撑，所述预制支撑包括矩形钢管约束混凝土支撑和钢管支撑，所述预制冠梁一侧与所述预制桩板固定相连，另一侧与所述矩形钢管约束混凝土支撑连接，所述矩形钢管约束混凝土支撑连接两侧桩身，基坑所述桩身中部还预埋有钢板，所述钢板与所述预制腰梁一侧固定连接，所述预制腰梁另一侧连接所述钢管支撑，所述预制冠梁、预制腰梁上均设置带肋方钢套、带肋端封板。

4、本发明还提供了一种基于预制装配式构件的长条形基坑支护结构体系的施工方法，包括如下步骤：

5、s1:在工厂预制冠梁、腰梁、带有翼缘板的桩板、矩形钢管约束混凝土支撑、钢管支撑；

6、s2:采用屏风法打入式施工方案，将预制桩板式支护构件沿基坑设计边线打入土体，并利用3d水平仪保证各桩板顶部标高相同，桩板之间进行咬合拼接，预制桩板围合形成基坑所在的空间；

7、s3:开挖基坑，开挖至钢套筒底部以下一定区域，安装预制冠梁，相邻预制冠梁通过其端部的带肋方钢套咬合连接，且在预制冠梁支撑点安装矩形钢管约束混凝土支撑。

8、s4:开挖基坑，开挖至预埋矩形钢板底部以下一定区域，安装预制腰梁，相邻预制腰梁通过其端部的带肋方钢套咬合连接，在预制腰梁支撑点安装钢管支撑。

9、与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：

10、该结构体系结构的所有构件工厂集约化制作，现场机械化装配取代传统的支模与浇筑，质量易于保证，缩短工期；作为绿色支护结构的一种，部分结构回收使用，可有效减少建筑垃圾，具有较好的经济环境效益，且结构设计合理，相邻桩板通过半圆形凹槽和半圆形凸榫的咬合拼接，提高了支护结构整体刚度及止水效果，集支护与防水功能为一体；与传统支护相比，该结构体系取消止水帷幕施工和桩间土喷锚砼防护这两道工序，有效避免传统的桩间土防护措施不力带来的安全隐患，有利于我国建筑工业化的发展。

技术特征：

1.一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，包括：多排预制桩组件，每排所述预制桩组件包括多个竖向并排设置的预制桩板，其特征在于：所述预制桩板两侧设置有翼缘板，且所述预制桩板的顶部设置有钢套筒，多排所述预制桩组件还包括预制冠梁、预制腰梁以及预制支撑，所述预制支撑包括矩形钢管约束混凝土支撑和钢管支撑，所述预制冠梁一侧与所述预制桩板固定相连，另一侧与所述矩形钢管约束混凝土支撑连接，所述矩形钢管约束混凝土支撑连接两侧桩身，基坑所述桩身中部还预埋有钢板，所述钢板与所述预制腰梁一侧固定连接，所述预制腰梁另一侧连接所述钢管支撑，所述预制冠梁、预制腰梁上均设置带肋方钢套、带肋端封板。

2.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述钢套筒形状为马鞍形，所述钢套筒两侧为矩形钢片，两侧夹持中间部分，所述钢片一侧被所述预制桩板凸起分隔成两段，并预留固定孔，两侧所述钢片通过预埋钢筋固定连接，并通过高强螺栓与所述预制桩板连接在一起，所述高强螺栓外部设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒与所述固定孔相适应。

3.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述预制冠梁和所述预制腰梁为固定长度，且所述预制冠梁、所述预制腰梁每段均设置三个支撑点，分别为所述预制冠梁、所述预制腰梁中部部位及两侧端头部位，且相邻两段所述预制冠梁或所述预制腰梁的所述端头部位支撑为同一个所述支撑点，且所述端头部位通过带肋方钢套咬合连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述预制冠梁和预制腰梁在支撑点之间均匀设置多个所述带肋方钢套，且所述带肋方钢套间距与所述预制桩板间距成倍数关系，数量满足连接强度要求即可。

5.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述带肋方钢套形状为井字形，所述带肋方钢套设置有加劲肋，且所述带肋方钢套两侧预留有固定孔，与所述高强螺栓相匹配。

6.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述带肋端封板设置在所述预制冠梁、预制腰梁两侧端部，所述带肋端封板形状为矩形，中间预留有装配孔，四周设置有靴梁和加劲肋，两侧设置有固定孔，所述高强螺栓通过所述固定孔与所述预制冠梁、预制腰梁连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，所述预制桩板与所述预制冠梁、预制腰梁分别通过高强螺栓连接，所述预制冠梁与所述矩形钢管约束混凝土支撑通过高强螺栓连接，所述预制腰梁与所述钢管支撑通过高强螺栓连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系，其特征在于，当运输分段运输时，所述矩形钢管约束混凝土支撑和钢管支撑一端设置所述带肋端封板，所述钢管支撑通过现场焊接连接，所述矩形钢管约束混凝土支撑之间通过方钢套筒、吊装设备并加焊抗剪键实现连接，或通过两端部预留现浇孔，现场灌浆并焊接连接，所述矩形钢管约束混凝土支撑的填充材料为轻质高强混凝土。

9.如权利要求1～8任意一项所述的基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系的施工方法，其特征在于：

10.如权利要求9所述的基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系的施工方法，其特征在于：当基坑支护完毕需要拆除支护装置时，首先基坑回填至矩形钢板底部以下一定区域，将钢管支撑从预制腰梁处拆除，将预制腰梁从桩身预留钢板处拆除，然后基坑回填至钢套筒底部一定区域，将矩形钢管约束混凝土支撑从预制冠梁处拆除，将预制冠梁从桩顶钢套筒处拆除，然后拆除桩顶的防护栏，之后利用设备拔出带有翼缘板的预制桩板，以使得预制桩板脱离作业现场，最后回填至地面设计标高。

技术总结
本发明涉及一种基于预制构件的装配式长条形基坑支护结构体系及施工方法，包括：多排预制桩组件，每排预制桩组件包括多个竖向并排设置的预制桩板，预制桩板两侧设置有翼缘板，且预制桩板的顶部设置有钢套筒，多排预制桩组件还包括预制冠梁、预制腰梁以及预制支撑，预制支撑包括矩形钢管约束混凝土支撑和钢管支撑，预制冠梁一侧与预制桩板固定相连，另一侧与矩形钢管约束混凝土支撑连接，矩形钢管约束混凝土支撑连接两侧桩身，基坑桩身中部还预埋有钢板，钢板与预制腰梁一侧固定连接，预制腰梁另一侧连接钢管支撑，预制冠梁、预制腰梁上均设置带肋方钢套、带肋端封板，通过工厂集约化制作和现场机械化装配，保证了工程质量，有效减少了建筑垃圾。

技术研发人员：陈江舟,车林望,刘凯,谢富强,李猛,杨游,毛竹
受保护的技术使用者：中国市政工程中南设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13