專利名稱：一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于地鐵基坑或大型深基坑圍護支護的方鋼管輕質混凝土圍檁。
背景技術：
鋼支撐已被廣泛的應用于明挖地鐵車站或區間深基坑支撐體系中，是地鐵施工過程中必不可少的施工器械，也是保證地鐵施工安全的前提要素。鋼圍檁是鋼支撐結構的重要組成部分。在地鐵基坑或大型深基坑圍護支護中，已有的鋼圍檁大多是非整體的，整個基坑的支護是單獨松散的體系，存在安全隱患。另外現有技術的鋼圍檁大都是由兩平行的工字鋼通過端板拼接而成，整體呈矩形狀，斷面呈工字形，工字的立板為封閉的空腔，存在局部承載能力不足的缺點。鋼圍檁內外表面及焊縫多，易于生銹腐蝕，不便于防銹除銹及防腐處理，不利于長期存放，難于多次反復利用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種局部承載能力高、整體性好、可重復利用、并且造價相對低廉的基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁。本發明采用的技術方案如下一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，其特征在于方鋼管輕質混凝土圍檁是由端板、支撐肋、方鋼管、輕質混凝土構成。輕質混凝土是用輕粗骨料，粗砂，輕砂，水泥和水配制而成，干表觀密度不大于1950kg/m3，強度等級為LC30以上的結構用輕質混凝土。 輕質混凝土填充在方剛管內部，方鋼管的兩端分別用端板封閉的，每個端板在三個邊上有突出的法蘭板，另一邊不留法蘭板，不留法蘭板的一邊與基坑壁密貼，法蘭板上預留有螺栓孔，圍檁套件之間的連接就是通過端板上法蘭板用螺栓依次連接，形成一圈連續完整的圈梁。方鋼管與法蘭板之間焊接有支撐肋，支撐肋用來防止法蘭板有較大的變形，提高了方鋼管輕質混凝土圍檁的使用壽命。一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，其特征在于圍檁套件包括斜撐處套件、直撐處套件、拐角處短接套件和直線段短接套件。當基坑無陽角時選擇套件斜撐處套件、直撐處套件、短接套件、陰角處套件進行拼接；當基坑有陽角時選擇套件撐處套件、直撐處套件、短接套件、陰角處套件、陽角處套件進行拼接。所述的陰角和陽角處拐角套件為為L形的填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板封閉，用于基坑拐角處，通過端板上的法蘭板分別與兩個方向的圍檁套件連接。所述的直撐處套件為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板封閉，且方鋼管一側焊接有矩形鋼板，鋼板上有法蘭板，法蘭板和方鋼管之間焊接有支撐肋，用于鋼支撐的直撐處。所述的斜撐處套件為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板封閉，且方鋼管一側與三棱柱體的一側焊接，三棱柱是由鋼板焊接而成的，其中三棱柱體連接鋼支撐的一側鋼板上有法蘭板，法蘭板和三棱柱體的另一側之間焊接有支撐肋，用于鋼支撐的斜撐處。所述的短接套件為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板封閉，長度較短，起填充作用，滿足基坑拼接需要。直撐承壓連接板和斜撐承壓連接板通過法蘭板與鋼支撐用螺栓連接。一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，方鋼管輕質混凝土圍檁安放在三角支架(小牛腿)上。三角支架(小牛腿)與基坑壁通過膨脹螺栓連接，其中方鋼管輕質混凝土圍檁與基坑壁之間的空隙用混凝土填實，根據《基坑工程內支撐體系鋼圍檁施工規程》規定，必須用C30以上細石混凝土。上述的一種用于基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁的施工方法為第一步根據設計圖紙測量放樣，確定方鋼管輕質混凝土圍檁及三角支架(小牛腿)的平面位置。第二步基坑壁的找平，然后把三角支架(小牛腿)安裝在已經放樣好的位置。第三步把方鋼管輕質混凝土圍檁吊裝在三角支架(小牛腿)上，并把各段鋼圍檁通過螺栓依次連接，鋼圍檁與基坑壁之間的空隙用C30以上細石混凝土填實。第四步架設鋼支撐。有益效果本發明用于基坑支護的方鋼管輕質混凝土圍檁造價低，經濟效果好，不少工程實際經驗表明鋼管混凝土與鋼結構相比，可節約鋼材50%左右；整體性好，鋼圍檁之間通過端板用螺栓連接成整體，保證了結構的整體性；局部承載能力高，鋼圍檁內部存在空腔，局部承壓能力不足，方鋼管輕質混凝土圍檁內部為混凝土，提高了局部承載能力，預防了由于鋼支撐加力過大造成圍檁的局部變形；方鋼管輕質混凝土圍檁套件為長度較短的標準件， 單件重量相對較輕，便于吊裝搬運；方鋼管內部的混凝土處于封閉狀態，受力時變形受到方鋼管及端板的約束，具有良好的抗彎、抗壓性能。圍檁套件管結構內部表面被混凝土充填隔絕與外界的接觸，不會受到腐蝕或銹蝕，外部構造簡單，表面平滑，方便除銹防銹，可以重復多次使用，降低材料消耗，節能環保， 節約成本。
圖1、地鐵車站基坑支護結構示意2、方鋼管輕質混凝土標準段圍檁斜撐套件示意3、方鋼管輕質混凝土標準段圍檁直撐套件示意4、方鋼管輕質混凝土標準段圍檁短接套件示意5、方鋼管輕質混凝土圍檁陰角套件示意6、方鋼管輕質混凝土圍檁陽角套件示意7、方鋼管輕質混凝土圍檁與基坑護壁連接示意8、方鋼管輕質混凝土圍檁橫截面中1陰角套件2斜撐處承壓連接板3斜撐套件4短接套件5陽角套件6直撐套件7直撐承壓連接板8端板9支撐肋10螺栓孔11方鋼管12 輕質混凝土 13細石混凝土 14連接螺栓15基坑壁16三角支架(小牛腿)17法蘭板
具體實施例方式下面通過一個地鐵車站(端部設有盾構井加寬段)實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體說明。選取邊長為600mm，壁厚為IOmm的鋼管輕質混凝土圍檁與現有的700 X 300mm的鋼
圍檁作比較，依照《鋼管混凝土結構設計與施工規程》和《基坑工程支撐系統鋼圍檁施工規程》，經計算知鋼管輕質混凝土圍檁的剛度為4. 7X IO7N · m3，鋼圍檁的為4. 5X IO7N · m3，比較知道所設計的方鋼管輕質混凝土圍檁的剛度不小于現有鋼圍檁的剛度，滿足基坑圍檁抗彎和抗壓強度。圖1 8所示，本發明專利提供一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，是一種可以在地鐵車站(端部設有盾構井加寬段)基坑工程中提供支護的構件。如圖1所示，方鋼管輕質混凝土圍檁套件包括陰角處拐角套件1，斜撐處圍檁套件3，短接套件4，陽角處拐角套件5，直撐處套件6構成。所述的斜撐處圍檁套件3如圖2所示，圍檁上焊接有斜撐承壓連接板2，鋼支撐通過承壓連接板2傳遞軸力。所述的直撐處套件6如圖3所示，圍檁上焊接有直撐承壓連接板7，用于傳遞鋼支撐軸力。支撐承壓板與橫支撐通過上部法蘭板17 連接，可以有效防止鋼支撐脫落。所述的短接套件4如圖4所示，一般長度較短，與其它套件配合滿足不同長度圍檁的拼接，起填充作用。所述的陰角和陽角處拐角套件如圖5和圖 6所示，用于基坑拐角處，兩邊長度較短，分別連接兩個方向的圍檁套件，起拐角處的過渡作用。圍檁套件由端板8、支撐肋9、方鋼管11、輕質混凝土 12構成；其中輕質混凝土按《輕集料混凝土規程》JGJ51-2002規定，輕質混凝土是用輕粗骨料，粗砂，輕砂，水泥和水配制而成，干表觀密度不大于1950kg/m3，強度等級為LC30以上的結構用輕質混凝土。方鋼管按 《鋼管混凝土結構設計與施工規程》規定，鋼管邊長與壁厚之間的比例限制在20 85之間。 方鋼管兩端是用端板8封閉的，其中端板8上法蘭板17有螺栓孔10，每兩段的方鋼管輕質混凝土圍檁套件的端板8對齊，用螺栓穿過螺栓孔10把圍檁依次連接形成一圈完整的連續梁結構。支撐肋9為一有三個直角的五邊形鋼板，其中較長的兩相鄰直角邊與法蘭板和方鋼管焊接，圍檁一端的支撐肋不少于6根，預防法蘭板17變形過大。如圖7所示，圍檁套件放在三角支架(小牛腿)16上，三角支架(小牛腿)16由膨脹螺栓14與基坑壁15連接，其中圍檁與基坑壁15之間的間隙由細石混凝土 13填實，利于鋼支撐軸力的傳遞。上述鋼管輕質混凝土圍檁的具體施工方法為第一步根據設計圖紙測量放樣，確定三角支架(小牛腿)16的平面位置。第二步基坑壁的找平，然后把三角支架(小牛腿)16固定在相應的位置。第三步把方鋼管輕質混凝土圍檁套件吊裝在三角支架(小牛腿)16上，未留法蘭板17的一邊與基坑護壁或支架密貼。第四步依次安裝直撐套件6、斜撐套件3、短接套件4和陰陽角短接套件1、5，把各段方鋼管輕質混凝土圍檁的端板8通過螺栓依次連接，形成一完整的結構。第五步把方鋼管輕質混凝土圍檁與基坑壁之間的空隙用細石混凝土 13填實，便于鋼支撐與基坑壁之間的傳力。第六步架設橫向支撐，支撐承壓板與橫支撐通過上部法蘭板連接。以上是本發明的一個典型實施例，本發明的實施不限于此。
權利要求
1.一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，其特征在于方鋼管輕質混凝土圍檁是由端板(8)、支撐肋(9)、方鋼管(11)、輕質混凝土(1 構成；輕質混凝土(1 是用輕粗骨料，粗砂，輕砂，水泥和水配制而成，干表觀密度不大于1950kg/m3，強度等級為LC30以上的結構用輕質混凝土 ；輕質混凝土(12)填充在方剛管(11)內部，方鋼管(11)的兩端分別用端板(8)封閉的，每個端板在三個邊上有突出的法蘭板(17)，另一邊不留法蘭板(17)，不留法蘭板的一邊與基坑壁密貼，法蘭板(17)上預留有螺栓孔(10)，方鋼管(11)與法蘭板 (17)之間焊接有支撐肋(9)。
2.根據權利要求1所述的一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，其特征在于方鋼管(11)邊長與壁厚之間的比例限制在20 85之間。
3.根據權利要求1所述的一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，支撐肋(9)為一有三個直角的五邊形鋼板，其中兩相鄰直角邊與法蘭板(17)和方鋼管(11)焊接。
4.根據權利要求1所述的一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，其特征在于有 5種不同類型的套件，包括陰角處拐角套件(1)，陽角處拐角套件(5)，斜撐處套件(3)，直撐處套件(6)和短接套件⑷，當基坑無陽角時選擇套件⑴、(3)、⑷、(6)進行拼接；當基坑有陽角時選擇套件(1)、(3)、(4)、(5)、(6)進行拼接；所述的陰角和陽角處拐角套件為L形的填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板(8)封閉；所述的直撐處套件(6) 為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板(8)封閉，且方鋼管一側焊接有矩形鋼板，鋼板上有法蘭板(17)，法蘭板和方鋼管之間焊接有支撐肋(9)；所述的斜撐處套件(3)為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板(8)封閉，且方鋼管一側與三棱柱體的一側焊接，三棱柱是由鋼板焊接而成的，其中三棱柱體連接鋼支撐的一側鋼板上有法蘭板(17)，法蘭板和三棱柱體的另一側之間焊接有支撐肋(9)；所述的短接套件為填充輕質混凝土的方鋼管，方鋼管兩端分別用上述端板(8)封閉；直撐承壓連接板(7)和斜撐承壓連接板( 通過法蘭板(17)與鋼支撐用螺栓連接。
全文摘要
本發明涉及一種基坑支護用的方鋼管輕質混凝土圍檁，圍檁是由方鋼管、輕質混凝土、端板、支撐肋構成。其中方鋼管輕質混凝土圍檁取代原有的鋼圍檁，能減少鋼材的使用，降低了成本；鋼管混凝土中不存在空腔，增大了局部剛度，有效避免了局部變形；端板用來封閉和連接方鋼管混凝土圍檁，使基坑整個支護結構整體性更好；支撐肋用來防止法蘭板有過大的變形，提高了鋼管混凝土的使用壽命。施工時，先架設三角支架(小牛腿)，然后安裝鋼管輕質混凝土圍檁套件，最后架設鋼支撐，鋼支撐通過法蘭板與圍檁聯接，可防止鋼支撐脫落。本發明的方鋼管輕質混凝土圍檁連接方便、經濟性好、可重復利用并且保證了剛度，具有很好的應用價值。
文檔編號E02D17/04GK102535478SQ201110456550
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者何歡, 孫乾坤, 張明聚, 張穎, 王鵬程, 賈大鵬 申請人:北京工業大學