一种装配式支护模块刚性连接系统及其施工方法与流程

本发明涉及一种装配式支护模块刚性连接系统及其施工方法，属于基坑支护。

背景技术：

1、近年来，在市政、给排水、电力、燃气等管道顶管工程中，竖井开挖法是处理顶管工程中遭遇建筑物的常见方式，顶管工作井普遍采用钢筋混凝土井体，一般采用逆作法、沉井法或地下连续墙法施工，埋深较小时也可采用钢板桩构筑井体。因顶管井一般均为临时构筑物，待顶管施工完成后，顶管井的使用功能随之消失，钢筋混凝土井体有着使用时间短、施工周期长、费用高、施工流程多等缺点，且顶管施工完成后废弃的井体占用了较大的地下空间，制约了其他市政管线的路由布置，在地下管线密集的城市尤为突出。采用钢板桩等构筑井体则因钢板桩支护结构施工机械较大、打拔的震动及留下的孔洞会对周边产生一定的影响，且一般需设置内支撑，而制约或减少了井内操作空间，无形中增加了基坑平面尺寸及造价。

2、随着社会的发展，市政管网的建设越来越多，埋深越来越大，施工简便、节约用地及节约投资的要求却越来越高，因此如何在确保安全的前提下加快基坑支护设施速度、降低工程造价显得越来越重要，亟需推广一种低价、快速、模式化的施工方法，为此应用装配式支护系统将更好的平衡上述问题，而装配式支护系统又面临模块之间的连接问题。目前的连接方式有螺栓连接、焊接连接、套筒灌浆连接、自锁连接节点等连接方式，螺栓连接、焊接连接需要在预制板中预先设置预埋件，施工时较简便；套筒灌浆连接技术较成熟，但施工周期长，要求施工时对位准确，施工复杂；自锁连接节点是将上下模块在对应位置处插入贴近即可实现可靠连接，不需要额外的连接操作，但连接部位可能会有位移。采用传统的支护钢衬板连接存在结构整体刚度较差、施工复杂、周期长等缺点，为此需要设计出一种装配式支护模块刚性连接系统，以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种装配式支护模块刚性连接系统及其施工方法，该装置在竖井基坑开挖过程中对基坑内壁进行有效支护，所有构件通过螺栓和焊缝连接即可组装完成，安装方便快捷，同时c型龙骨的设置解决了传统支护钢衬板结构稳定性差的缺陷，有效地加快了施工速度。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种装配式支护模块刚性连接系统，所述装配式支护模块刚性连接系统为由多个支护模块组成的圆环形闭合结构；

4、每个支护模块包括槽形钢、槽形端板、c型龙骨以及弧形衬板；两块槽形钢以及端部竖向连接的所述槽形端板构成四边形框架，所述c型龙骨置于所述四边形框架内的上下两块槽形钢之间；所述槽形钢、槽形端板和c型龙骨通过焊接形成一骨架；所述弧形衬板焊接于骨架外侧，从而与骨架一起形成所述支护模块；

5、所述弧形衬板的外壁与基坑内壁贴合；

6、所述圆环形闭合结构为多层，每层设置有多个所述支护模块；

7、上、下层支护模块之间通过各自对应的槽形钢连接在一起，左、右侧支护模块之间通过槽形端板连接在一起；

8、上层的两块支护模块与下层的两块支护模块之间形成一十字节点，十字节点处内侧设置有一加强连接板，用于将四块支护模块连接为一体。

9、进一步地，上、下层支护模块的槽形钢之间通过螺栓连接在一起；左、右侧支护模块的槽形端板之间通过螺栓连接在一起；所述加强连接板与槽形端板之间通过螺栓连接在一起。

10、进一步地，所述弧形衬板内侧设置有至少两个c型龙骨，c型龙骨将弧形衬板平均分成至少三等份。

11、进一步地，根据基坑深度情况，所述支护模块层数为2-8层，每层所述支护模块的个数为4-8个。

12、进一步地，所述槽形钢横截面为槽形，在工厂制作采用钢板折弯工艺，可直接成型，便于快速与槽形端板和c型龙骨焊缝连接；所述槽形端板材质为钢材，截面形式为槽形，在工厂预制，采用钢板折弯以及热轧工艺成型。

13、上述装配式支护模块刚性连接系统的施工方法，包括如下步骤：

14、s1：首先，在工厂制作并焊接槽形钢、槽形端板、c型龙骨以及弧形衬板，从而形成多个支护模块；

15、s2：运至基坑现场，安装第一层支护模块，进行第一层支护模块高度范围内的土体开挖，然后将工厂加工的支护模块按照设计要求选取一定数量，进行第一层拼装；

16、s3：第一层支护模块拼装时，将第一块支护模块的右侧槽形端板与紧挨着的第二块支护模块的左侧槽形端板对齐后通过螺栓连接；若需要对骨架进行加强处理，则与加强连接板进行连接；直至形成圆环形闭合结构，从而完成第一层支护模块拼装；

17、s4：第一层支护模块与第二层支护模块拼装时，首先进行支护模块的上、下拼装，上、下拼装结束后，随后进行第二层支护模块的左、右拼装；其中，第一层支护模块与第二层支护模块上下拼装时，将第一层支护模块的槽形钢与第二层支护模块的槽形钢从上向下通过上、下螺栓连接为一体；

18、s5：重复步骤s3-s4，形成多层支护模块，直至安装至基坑设计深度，从而完成装配式支护模块刚性连接系统。

19、本发明能够取得如下有益效果：

20、本发明提出的一种装配式支护模块刚性连接系统及其施工方法，主要有以下优点：

21、1.相比于传统的施工方法，本发明采取装配式结构，便于安装和拆卸。

22、2.本发明c型龙骨的设置提高了结构的整体稳定性，重量轻，强度高，节省钢材。

23、3.该施工方法采用逐层施工、逐层支护，极大地避免了基坑壁坍塌的危险，提高了施工安全性。并且支护模块的焊接连接都是在工厂进行，现场只需要进行螺栓连接，施工方便，装配化程度高。

24、4.本发明槽形钢两侧设置的槽形端板以及加强连接板，与传统支护模块的连接相比，实现了刚性连接，有效提高了支护模块连接部位的抗弯刚度。

技术特征：

1.一种装配式支护模块刚性连接系统，其特征在于：所述装配式支护模块刚性连接系统为由多个支护模块组成的圆环形闭合结构；

2.根据权利要求1所述的一种装配式支护模块刚性连接系统，其特征在于：上、下层支护模块的槽形钢(1)之间通过螺栓连接在一起；左、右侧支护模块的槽形端板(2)之间通过螺栓连接在一起；所述加强连接板(5)与槽形端板(2)之间通过螺栓连接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种装配式支护模块刚性连接系统，其特征在于：所述弧形衬板内侧设置有至少两个c型龙骨(3)，c型龙骨(3)将弧形衬板(4)平均分成至少三等份。

4.根据权利要求1所述的一种装配式支护模块刚性连接系统，其特征在于：根据基坑深度情况，所述支护模块层数为2-8层，每层所述支护模块的个数为4-8个。

5.根据权利要求1所述的一种装配式支护模块刚性连接系统，其特征在于：

6.一种根据权利要求1所述的一种装配式支护模块刚性连接系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及一种装配式支护模块刚性连接系统及其施工方法，属于基坑支护技术领域。其由多个支护模块组成的圆环形闭合结构；每个支护模块包括槽形钢、槽形端板、C型龙骨以及弧形衬板；所述圆环形闭合结构为多层，每层设置有多个所述支护模块；上、下层支护模块之间通过各自对应的槽形钢连接在一起，左、右侧支护模块之间通过槽形端板连接在一起；上层的两块支护模块与下层的两块支护模块之间内侧设置有一加强连接板，用于将四块支护模块连接为一体。本发明有效解决了传统支护钢衬板结构稳定性差的缺陷，加快了施工速度。

技术研发人员：杨金钟,郑彬,黄学刚,马军英,李伟,杜明君,刘佳,郭京,王国华,马文博,刘美琳
受保护的技术使用者：北京城建集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15