專利名稱：一種利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法
技術領域：
發明涉及一種利用建筑物主體結構進行基坑支護并作換撐施工的建造方法，利用建筑物主體結構調整再分配支護樁的側土壓力，保證基坑施工時的安全可靠性，特別是在嚴寒地區對基坑支護樁及地面變形要求嚴格的換撐施工。
背景技術：
由于目前深基坑支護施工時限制錨桿的使用，避免對周邊建筑物的破壞，所以現行深基坑常用的支撐方式是樁墻結合內支撐組成圍護結構，支撐系統由圍檁、水平支撐及立柱三部分組成，水平支撐支撐在基坑圍護樁墻上，立柱為支護樁或地下連續墻。支撐施工完成后，進行建筑結構主體施工，隨著地下建筑結構的底板與樓板逐層往上施工，由下而上地拆除各道水平支撐。這種方法適用于基坑面積較小工程，或基坑邊角的支護施工，施工層次復雜，對超大面積基坑實際操作性困難，工期較長。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其保證了基坑開挖及施工時的安全，有效的控制了地面與支護樁的變形。一種利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于按以下步驟進首先施工與基坑的支護樁相隔一定距離的主體結構，在施工主體結構時預留部分土方，在后澆帶部位預先埋入角鋼，在洞口和坡道部位設置設置臨時樓板，然后在基坑支護樁與主體結構之間安裝豎向鋼排、支撐圍檁和水平支撐，形成支護體系，然后進行預留部分土方開挖，再施工剩余主體結構，剩余主體結構施工完成后，并在主體結構與基坑的支護樁之間回填密實完成換撐，最后拆除水平支撐、豎向鋼排和支撐圍檁。在后燒帶部位預先埋入角鋼長為700 mm,且角鋼兩側各埋入混凝土為500mm。后澆帶預先埋入角鋼，以保證結構主體的安全。安裝豎向鋼排具體做法為豎向鋼排上端豎向焊接兩塊肋板，兩塊肋板通過鋼板焊接形成一個整體，最后通過肋板和膨脹螺栓與結構梁的樓板固定，豎向鋼排與主體結構之間通過支撐架連接，所述的支撐架由卡口肋板和支撐鋼管組成，支撐圍檁焊接在卡口肋板上并擱置在主體結構的樓板上，卡口肋板與樓板預埋件焊接，支撐圍檁的下部通過支撐鋼管與主體結構連接，支撐鋼管焊接在主體結構梁內預埋件內，支撐圍檁與豎向鋼排通過鋼板焊接在一起。所述的支撐圍檁用兩根并放的工字鋼并用鋼板焊接成一體。基坑的支護樁上支撐圍檁安裝安裝前預先用混凝土抹平支護樁的預設工作面，然后固定鋼墊板，鋼墊板用脹管螺栓連接在支護樁上；擱置板焊接在鋼墊板上，然后將支撐圍檁與擱置板焊接。在轉角處的支撐圍檁安裝為轉角處焊接圍檁穩定板，圍檁穩定板豎向間距200mm，兩個支撐圍檁之間通過鋼板焊接在一起。安裝水平支撐具體做法為利用吊車將拼裝好的水平支撐吊放到已焊接好的支撐圍檁上，此階段桁吊的鋼絲繩保持緊張，待水平支撐預加軸力完成后再松開；水平支撐安設好后，在每根水平支撐的兩端均設有千斤頂支座和承力牛腿，每個千斤頂支座上安裝一臺液壓千斤頂，就位后立即用臺液壓千斤頂對支撐施加預應力，按設計要求活動端沿支撐兩側對稱逐級施加水平支撐預應力，預加應力的大小取設計軸力值的0. 6倍，當預加力到達標準后，壓力無明顯衰減時，用定型鋼楔鎖定鋼管撐，然后拆除千斤頂；在水平支撐與支撐圍檁斜交時，在支撐圍檁上焊接一個與斜支撐軸線垂直的三角形的剪力撐，利用剪力撐聯接水平支撐和支撐圍檁。預留部分土方開挖，開挖采用分層均衡開挖土方，保證先支撐后開挖的原則，嚴格控制每層開挖高度，開挖過程中隨時監測；開挖至設計深度時，進行下一道水平支撐安裝，如此重復至開挖至底板位置。本發明先施工部分建筑結構，保留部分土方以平衡護壁樁傳遞的側土壓力，土方采用放坡開挖，待主體結構達到設計強度時，進行挖土換撐施工，支撐采用水平剛性構件， 將支護樁的所受側土壓力由水平剛性構件傳遞至建筑物梁板，再由建筑物梁板傳至建筑物柱墻，最后傳至基礎筏板，從而實現應力的有序調整和再分配。待剩余主體結構施工及回填完成時，拆除水平剛性構件，其優點是受力效果好、施工簡單，因此在工期較緊的工程較為合適。由于靠現澆樓梁板來承受基坑內力，對工程本身的結構安全性提出了更高的要求，必 須采取必要的技術措施，以確保施工的順利進行。通過對支撐拆除前后，基坑位移、沉降監測數據的分折，利用本發明建造方法和施工安排，其波動均在設計要求的范圍內，所以說利用建筑物主體進行換撐施工的方法是有效的。在地下室頂板施工完成后，對后澆帶部位、樓梯部位，車道部位進行全面檢查，沒有發現結構受損現象，達到了預期效果。本發明的此換撐施工的建造方法用于建筑結構后續工序的施工；在結構后澆帶及坡道、洞口的適當部位設置可靠的傳力構件，保證換撐施工時建筑物主體結構不被破壞，其中，后澆帶處設置鋼筋作為傳力構件，坡道及洞口處設置臨時樓板；該建造方法能夠有效的保證基坑支護的安全，有效的控制地面的和支護樁的變形，降低了工程施工難度，施工進度快，施工成本低，工程質量高。
圖I是本發明基坑支撐體系；圖2是本發明先施工部分主體結構示意圖；圖3是本發明的后澆帶示意圖；圖4是本發明的豎向鋼排支架示意圖；圖5是本發明豎向鋼排與建筑結構連接節點示意圖；圖6是本發明鋼圍檁與支護樁連接方式示意圖；圖7是本發明的支撐鋼管與建筑結構節點示意圖；圖8是本發明的轉角處圍檁安裝示意圖；圖9是本發明水平管撐安裝示意圖；圖10是本發明鋼管斜支撐示意圖；圖11是本發明的回填土施工示意圖12是本發明水平支撐鋼管拆除后示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行詳細的說明如圖I所示，本發明建造方法的支撐體系主要由主體結構I、支護樁2、水平支撐3、支撐架4、支撐圍檁5、豎向鋼排7組成，本發明建造方法按以下步驟進行首先施工與基坑10的支護樁相隔一定距離的主體結構1，如圖2所示，預留部分土方8用于平衡支護樁2傳遞的側土壓力，主體結構I施工時對后澆帶I. I及結構洞口進行處理，如圖3所示，對于施工后澆帶I. 1，預先埋入角鋼1.2為700 _，兩側各埋入混凝土為500mm，間距為200mm，坡道及洞口處設置臨時樓板，待剩余主體結構9完成后再拆除；然后，進行基坑支護施工基坑支護施工分為豎向鋼排7施工、支撐圍檁5施工和水平支撐3施工； 如圖4所示，安裝豎向鋼排7 :每個豎向鋼排7由4根工字鋼7. I組成，每根工字鋼7. I上都焊接有多個支撐圍檁5，將焊接有支撐圍檁5的豎向鋼排7的下部埋入主體結構I側的混凝土 7. 3中；如圖5所示，豎向鋼排7上端豎向焊接兩塊肋板，兩塊肋板通過鋼板焊接形成一個整體，最后通過肋板和膨脹螺栓與結構梁的樓板固定，豎向鋼排7與主體結構I之間通過支撐架4連接，所述的支撐架4由卡口肋板4. I和支撐鋼管4. 2組成，支撐圍檁5焊接在卡口肋板4. I上并擱置在主體結構I的樓板上，卡口肋板4. I與樓板預埋件焊接，支撐圍檁5的下部通過支撐鋼管4. 2與主體結構I連接，支撐鋼管4. 2焊接在主體結構I梁內預埋件內；支撐圍檁與豎向鋼排通過鋼板焊接在一起。所述的支撐圍檁5用兩根并放的工字鋼5. I并用鋼板焊接成一體。所述的支撐圍檁用兩根并放的工字鋼并用鋼板焊接成一體。如圖6、圖7所示，支護樁2上支撐圍檁5安裝，安裝前預先用混凝土抹平支護樁2的預設工作面，然后固定鋼墊板5. 3，鋼墊板5. 3用脹管螺栓5. 4連接在支護樁2上；擱置板5. 2焊接在鋼墊板5. 3上，然后將支撐圍檁5與擱置板5. 2焊接。如圖8所示，轉角處支撐圍檁5做法為在轉角處焊接圍檁穩定板5. 5，圍檁穩定板5. 5豎向間距200mm，兩個支撐圍檁5之間通過鋼板5. 6焊接在一起；如圖9、圖10所示，水平支撐3安裝利用吊車將拼裝好的水平支撐3吊放到已焊接好的支撐圍檁5上，此階段桁吊的鋼絲繩保持緊張，待水平支撐3預加軸力完成后再松開；水平支撐3安設好后，在每根水平支撐3的兩端均設有千斤頂支座3. I和承力牛腿，每個千斤頂支座3. I上安裝一臺液壓千斤頂3. 2，安裝就位后立即用2臺液壓千斤頂3. 2對支撐施加預應力，按設計要求活動端3. 3沿支撐兩側對稱逐級施加水平支撐預應力，為減少溫度應力對預加軸力的影響，選擇在氣溫較低的時段對鋼管撐施加預應力，預加應力的大小取設計軸力值的0. 6倍，當預加力到達標準后，壓力無明顯衰減時，用定型鋼楔鎖定鋼管撐，然后拆除千斤頂3. 2 ；為保證鋼管撐軸向受壓，在水平支撐3與支撐圍檁5斜交時，在支撐圍檁5上焊接一個與斜支撐軸線垂直的三角形的剪力撐3. 4，利用剪力撐聯接水平支撐3和支撐圍檁5。水平支撐之間3采用O 180鋼管6連接；然后進行預留部分土方8開挖，開挖采用分層均衡開挖土方，保證先支撐后開挖的原則，嚴格控制每層開挖高度，開挖過程中隨時監測；開挖至設計深度時，進行下一道水平支撐3安裝，如此重復至開挖至底板位置；然后進行剩余主體結構9施工，如圖11所示，施工完成后，進行外墻保溫防水及回填土施工；如圖12所示，然后拆除水平支撐3、豎向鋼排7和支撐圍檁5 ;在水平支撐3兩端千斤頂支座3. I上設置千斤頂3. 2，操作千斤頂3. 2逐步給水平支撐3卸荷，在完全卸荷后，拆除水平支撐3端頭與墻體預制鋼板之間的鋼斜楔；然后給千斤頂減壓并安全放松后移走千斤頂；然后分段切除水平支撐3，并運離現場。
權利要求
1.一種利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于按以下步驟進 首先施工與基坑的支護樁相隔一定距離的主體結構，在施工主體結構時預留部分土方，在后澆帶部位預先埋入角鋼，在洞口和坡道部位設置設置臨時樓板，然后在基坑支護樁與主體結構之間安裝豎向鋼排、支撐圍檁和水平支撐，形成支護體系，然后進行預留部分土方開挖，再施工剩余主體結構，剩余主體結構施工完成后，并在主體結構與基坑的支護樁之間回填密實完成換撐，最后拆除水平支撐、豎向鋼排和支撐圍檁。
2.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于在后澆帶部位預先埋入角鋼長為700 _，且角鋼兩側各埋入混凝土為500_。后澆帶預先埋入角鋼，以保證結構主體的安全。
3.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于安裝豎向鋼排具體做法為豎向鋼排上端豎向焊接兩塊肋板，兩塊肋板通過鋼板焊接形成一個整體，最后通過肋板和膨脹螺栓與結構梁的樓板固定，豎向鋼排與主體結構之間通過支撐架連接，所述的支撐架由卡口肋板和支撐鋼管組成，支撐圍檁焊接在卡口肋板上并擱置在主體結構的樓板上，卡口肋板與樓板預埋件焊接，支撐圍檁的下部通過支撐鋼管與主體結構連接，支撐鋼管焊接在主體結構梁內預埋件內，支撐圍檁與豎向鋼排通過鋼板焊接在一起。
4.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于所述的支撐圍檁用兩根并放的工字鋼并用鋼板焊接成一體。
5.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于基坑的支護樁上支撐圍檁安裝安裝前預先用混凝土抹平支護樁的預設工作面，然后固定鋼墊板，鋼墊板用脹管螺栓連接在支護樁上；擱置板焊接在鋼墊板上，然后將支撐圍檁與擱置板焊接。
6.如權利要求5所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于在轉角處的支撐圍檁安裝為轉角處焊接圍檁穩定板，圍檁穩定板豎向間距200mm，兩個支撐圍檁之間通過鋼板焊接在一起。
7.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于安裝水平支撐具體做法為利用吊車將拼裝好的水平支撐吊放到已焊接好的支撐圍檁上，此階段桁吊的鋼絲繩保持緊張，待水平支撐預加軸力完成后再松開；水平支撐安設好后，在每根水平支撐的兩端均設有千斤頂支座和承力牛腿，每個千斤頂支座上安裝一臺液壓千斤頂，就位后立即用臺液壓千斤頂對支撐施加預應力，按設計要求活動端沿支撐兩側對稱逐級施加水平支撐預應力，預加應力的大小取設計軸力值的0. 6倍，當預加力到達標準后，壓力無明顯衰減時，用定型鋼楔鎖定鋼管撐，然后拆除千斤頂；在水平支撐與支撐圍檁斜交時，在支撐圍檁上焊接一個與斜支撐軸線垂直的三角形的剪力撐，利用剪力撐聯接水平支撐和支撐圍檁。
8.如權利要求I所述的利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，其特征在于預留部分土方開挖，開挖采用分層均衡開挖土方，保證先支撐后開挖的原則，嚴格控制每層開挖高度，開挖過程中隨時監測；開挖至設計深度時，進行下一道水平支撐安裝，如此重復至開挖至底板位置。
全文摘要
本發明涉及一種利用建筑物主體結構換撐施工的建造方法，該基坑支護利用鋼支撐構件兩端分別支撐在基坑支護樁和建筑物主體結構梁板上，鋼支撐構件一端通過鋼圍檁和鋼排樁與結構梁板相連，并采用在后澆帶部位，洞口及坡道部位設置鋼結構傳力構件，從而對基坑起到支護作用，在此支護作用下，施工基坑支護樁與已完結構之間的主體結構。本發明的方法在結構后澆帶及坡道、洞口的適當部位設置可靠的傳力構件，保證換撐施工時建筑物主體結構不被破壞，其中，后澆帶處設置鋼筋作為傳力構件，坡道及洞口處設置臨時樓板；該建造方法能夠有效的保證基坑支護的安全，有效的控制地面的和支護樁的變形，降低了工程施工難度,施工進度快，施工成本低，工程質量高。
文檔編號E02D17/04GK102720201SQ201210223319
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月2日 優先權日2012年7月2日
發明者但斌, 劉波, 向暉, 洪金彪, 王熹, 蔣景武, 許炳新, 陳宇, 黃晨光 申請人:中建三局第二建設工程有限責任公司