腹板及翼缘板加强的异型H型钢及挡土止水一体支护结构的制作方法

本技术涉及基坑工程，具体涉及一种腹板及翼缘板加强的异型h型钢及其形成的挡土止水一体支护结构。

背景技术：

1、h型钢是一种截面面积分配更加优化、强重比更加合理的经济断面高效型材，因其断面与英文字母“h”相同而得名。h型钢的横断面通常包括腹板和翼缘板两部分，h型钢的翼缘宽、腹板薄、规格多、使用灵活，h型钢的截面模数、惯性矩及相应的强度均明显优于同样重量的普通工字钢，h型钢在各个方向上都具有抗弯能力强、施工简单、节约成本和结构重量轻等优点，能加快工程进度，缩短工期，在基坑工程领域已被广泛应用。

2、随着城市地下空间的开发，深基坑工程越来越多，目前基坑领域广泛采用的有smw工法、csm工法及trd工法，即利用三轴搅拌桩钻机、csm钻机及trd在原地层中切削土体，同时钻机前端注入水泥浆液，通过对原位土体与水泥浆液搅拌形成隔水性较高的水泥土墙，在水泥土浆液尚未硬化前插入h型钢的一种基坑工程施工技术，挡土止水一体化，占地空间少。基坑施工完成后，h型钢回拔后可重复利用，施工快，经济环保。

3、现有常规h型钢与灌注桩及地下连续墙相比，存在抗弯刚度和整体性不足的弱点，限制了h型钢在超深基坑中的使用，难以充分发挥h型钢的优势。为了充分发挥h型钢的优点，需采取措施提高型钢的抗弯刚度和整体性，以便于h型钢在基坑中应用的深度更深。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，为了克服h型钢抗弯刚度、抗剪和整体性不足的缺陷，本实用新型提供一种提升抗弯刚度、抗剪和整体性的异型h型钢，以便于更好的应用于深基坑。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种腹板及翼缘板加强的异型h型钢，包括由腹板和设置在所述腹板两端的第一翼缘板和第二翼缘板构成的h型钢，所述腹板与所述第一翼缘板和第二翼缘板之间、沿h型钢的长度方向均分别间隔的连接有多组对称于所述腹板垂直平分面的加劲板，所述加劲板与所述腹板之间的夹角为θ，θ为40°～50°。

3、进一步讲，本实用新型所述的异型h型钢，其中：

4、所述第一翼缘板和第二翼缘板的厚度相同，均为15mm～21mm。

5、所述第一翼缘板的宽度h1为300mm～400mm，所述第二翼缘板的宽度h2为100mm～200mm，且h1＞h2。优选的是h1＝h2+200mm。

6、所述加劲板的厚度为4-6mm，所述加劲板向所述腹板的投影高度为400mm。

7、相邻加劲板的间距为1000mm，如果包括有多节按照长度方向顺序连接的多段h型钢，相邻段的连接节点处增设加劲板。

8、同时，本实用新型中还提出了具有上述异型h型钢的挡土止水一体支护结构，包括水泥土墙，所述水泥土墙采用smw工法、csm工法及trd工法中的任何一种工法形成，在所述水泥土墙内插入本实用新型所述的异型h型钢。上述的挡土止水一体支护结构中，异型h型钢的第一翼缘板为背土面翼缘板，第二翼缘板为迎土面翼缘板。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、(1)本实用新型异型h型钢，其中的加劲板使腹板与两端的翼缘板连接更加牢固，起到了支撑的作用，减少了腹板及翼缘板的悬臂宽度，提高了h型钢的抗弯刚度、抗剪和整体性。腹板两侧的加劲板均为对称设置，两侧受力均衡，增加了腹板和翼缘板的整体性。在h型钢连接处位置增设加劲板以增加连接节点的牢固度。由于加劲板的设置，不但减少了翼缘板悬臂宽度，同时，对翼缘板起到了支撑作用；相对常规h型钢的翼缘板可适当减少翼缘板的厚度，节约造价。

11、(2)根据基坑工程中支护结构的弯矩特点：迎土面的弯矩较大，背土面的弯矩相对较小，增加迎土面的翼缘板宽度，减少背土面的翼缘板的宽度，布置合理，充分发挥迎土面翼缘板的抗弯性能，可以提高h型钢的整体抗弯刚度。

12、综上，本实用新型结构简单实用，通过在腹板及翼缘板之间增加了加劲板，起到了支撑作用，减少了腹板和翼缘板的悬臂宽度，腹板及翼缘板连接牢固，提高了异型h型钢的整体性、抗剪和抗弯刚度，h型钢整体的抗弯、抗拉、抗剪的功能都得到了均衡的发挥，体现了材料的科学性和经济性，加强后的异型h型钢能应用于更深的基坑支护结构，应用范围更广。

技术特征：

1.一种腹板及翼缘板加强的异型h型钢，包括由腹板(1)和设置在所述腹板(1)两端的第一翼缘板和第二翼缘板构成的h型钢，其特征在于：所述腹板(1)与所述第一翼缘板和第二翼缘板之间、沿h型钢长度方向均分间隔的连接有多组对称于所述腹板(1)垂直平分面的加劲板，所述加劲板与所述腹板(1)之间的夹角为θ，θ为40°～50°。

2.根据权利要求1所述的异型h型钢，其特征在于：所述第一翼缘板和第二翼缘板的厚度相同，均为15mm～21mm。

3.根据权利要求1所述的异型h型钢，其特征在于：所述第一翼缘板的宽度h1为300mm～400mm，所述第二翼缘板的宽度h2为100mm～200mm，且h1＞h2。

4.根据权利要求2所述的异型h型钢，其特征在于：h1＝h2+200mm。

5.根据权利要求1所述的异型h型钢，其特征在于：所述加劲板的厚度为4-6mm，所述加劲板向所述腹板的投影高度为400mm。

6.根据权利要求1所述的异型h型钢，其特征在于：相邻加劲板的间距为1000mm。

7.根据权利要求6所述的异型h型钢，其特征在于：包括多节按照长度方向顺序连接的多段h型钢，相邻段的连接节点处增设有加劲板。

8.一种挡土止水一体支护结构，包括水泥土墙，所述水泥土墙采用smw工法、csm工法及trd工法中的任何一种工法形成，其特征在于，在所述水泥土墙内插入如权利要求1至7任一所述的异型h型钢。

9.根据权利要求8所述的挡土止水一体支护结构，其特征在于，所述第一翼缘板为迎土面翼缘板(3)，所述第二翼缘板为背土面翼缘板(2)。

技术总结
本技术公开了一种腹板及翼缘板加强的异型H型钢，包括由腹板和设置在腹板两端的第一翼缘板和第二翼缘板构成的H型钢，腹板与第一翼缘板和第二翼缘板之间、沿H型钢长度方向均分间隔的连接有多组对称于腹板垂直平分面且与腹板具有一定夹角的加劲板。加劲板减少了腹板及翼缘板的悬臂宽度，起到支撑作用，相比常规H型钢可减少翼缘板厚度，迎土面翼缘板宽度大于背土面翼缘板宽度，提高了H型钢的整体性、抗剪及抗弯刚度。异型H型钢与SMW、CSM及TRD工法结合形成挡土止水结构，具有抗弯刚度大、止水效果好、施工速度快、型钢可回拔等优点，适用不同土层和深度小于20m的基坑，经济合理，安全可靠，具有广泛的应用前景和实用价值。

技术研发人员：廖春华,李光明,谭儒蛟,康浩,江冲,霍知亮
受保护的技术使用者：天津市政工程设计研究总院有限公司
技术研发日：20230714
技术公布日：2024/2/6