一种快速支垫钢支承处围檩背后间隙的方法与构件与流程

本发明涉及一种快速支垫钢支承处围檩背后间隙的方法与组件，属地下土建结构施工技术领域。

背景技术：

在桥梁工程尤其是城市地铁建设中，通常采用明挖法进行施工，即地下结构工程施工时，从地面向下分层、分段依次开挖，直至达到结构要求的尺寸和高程，然后在基坑中进行主体结构施工和防水作业，最后回填恢复地面。

为保证基坑开挖时基坑的稳定，通常先在基坑四周施作围护结构，然后边开挖，边支撑，直到设计的开挖深度。围护结构的主要作用是与支撑一起形成支护体系，支挡坑内外的不平衡土压力，保持基坑的稳定。因此，围护结构应具有足够的强度、刚度和稳定性。

支护系统由竖向围护墙体、围檩、角撑（对撑）、牛腿、连接件、预应力加载装置、竖向立柱等组成。

支撑要支到围护结构上，就必须事先施作地下连续墙等支护体系，目前，支护体系主要分为地下连续墙、土钉墙支护或喷锚网支护、钻孔灌注桩、型钢水泥土复合搅拌桩（即smw工法桩）、人工挖孔桩、工字钢桩背板支护、钢板桩几个方面。钢板桩和工字钢桩由于施工时会产生噪声，加之施工占地面积较大，基坑深度有所限制，已逐渐淡出城市地铁建设进程，但桥梁施工仍有使用；城市地铁车站围护主要以地下连续墙、排桩、土钉墙、smw工法桩等。

钢围檩，也被称作钢围挡或钢围令。它用来连接支撑和围护桩，它们之间的空隙需填充细石混凝土，起到固定钢支撑作用和传递荷载的作用。一般采用双榀或多榀型号相同且长度相同的型钢进行拼接。拼接过程中要保证拼接质量，保证多个型钢共同受力。

为保证加预应力后外侧围护结构均匀受力，基坑内侧围檩单边定位线需满足在一条直线。安装围檩应遵循先长后短，较少接头的原则，优先使用较长的围檩，特别是标准节12m的构件，以减少接头数。

有的主体围护支撑体系采用地下连续墙或钻孔灌注排桩时，首道内支撑均采用钢筋混凝土支撑，其余采用钢支撑，连续墙顶部设置冠梁及挡土墙，冠梁兼作压顶梁，钢支撑采用φ609，壁厚16mm钢管。腰梁采用双榀工45c型钢及钢板组合而成。

在实际施工中由于连续墙不平整，需要填充或间隙太小，填充困难等，主要存在如下问题：⑴地下连续墙尤其是排桩式连续墙存在不平整情况；⑵钢围檩与地下连续墙间存在空隙；⑶钢围檩与地下连续墙间空隙大小存在不确定性；⑷填充间隙施工时间可能与时空效应要求相互矛盾；⑸填充间隙有时存在施工困难甚至不可能的情况；⑹间隙填充效果可能不能满足结构受力要求。

技术实现要素：

本发明的目的是，为了能迅速将钢支撑处钢围檩与地连墙之间的间隙进行填充，且满足受力要求而设计的构件体系，解决钢支撑施工中存在的问题，本发明公开一种快速支垫钢支承处钢围檩背后间隙的方法与构件。

本发明的技术方案如下：一种快速支垫钢支承处钢围檩背后间隙的方法，所述方法预先设计一组可以适应不同情况的框架式构件，以装配式的方式进行现场装配，快速将钢支撑处钢围檩与地连墙之间的间隙进行填充或支垫，使钢支撑处于完整的受力状态。钢支撑处支垫后的完整受力状态如图1所示。

因为钢围檩与地连墙之间的间隙是事先无法预计的宽度和斜度，但可以估计它基本平行，且宽度有限，因此可以设计预制钢板式构件来实现支垫。

一种快速支垫钢支承处钢围檩背后间隙的构件，所述构件由两套固定架、多种厚度组合的标准型和楔型支垫钢板组件组成；所述固定架由u形定位框架、拧紧螺栓、定位杆、连接块和吊耳组成。

所述u形定位框架由上横杆、下横杆和竖杆构成，上横杆与下横杆平行，都垂直于竖杆；两个相互平行的u形定位框架，相隔一定距离放置，u形定位框架卡在钢围檩上；u形定位框架下横杆贴靠钢围檩的底板；u形定位框架上横杆上，通过螺孔垂直安装在u形定位框架上横杆上的拧紧螺栓在穿过连接块后拧紧在钢围檩的上表面，以固定u形定位框架在钢围檩上；定位杆水平方向安装在连接块上；安装在连接块的定位杆的一端伸向地连墙。

所述连接块为方形块状钢结构，在连接块中部的宽度方向上有一水平位置螺孔，在连接块的高度方向有一垂直位置的通孔。

所述u形定位框架采用40～60mm实心方形不锈钢制造；上横杆l1长400~450mm，下横杆l2长500~800mm，竖杆h长700~900mm；上横杆上前端有垂直方向的螺孔。

所述拧紧螺栓安装于定位框架上，通过m15～m20螺纹上下调整高度，并通过拧紧螺栓下端的支柄固定在钢围檩上。

所述定位杆通过连接块上m15～20螺孔调整与地连墙之间的距离，工作时尽可能靠紧地连墙，确保在钢围檩与地连墙之间能将支垫钢板通过吊耳悬挂在定位杆上。

所述楔型支垫钢板组是一组不同形状、结构的楔型钢板，包括标准钢板、左厚右薄（或右厚左薄）支垫钢板、上厚下薄支垫钢板、下厚上薄支垫钢板、左（或右）下薄支垫钢板、左（或右）上薄支垫钢板。所述楔型支垫钢板长为600mm，宽为5~30mm，高为700~750mm。

所述楔型支垫钢板高度方向的上部两侧焊有吊耳，用于悬挂在定位杆上。

所述连接块和拧紧螺栓在连接块上相互垂直，但不相交，相互错开。

所述拧紧螺栓长度为200~300mm，一端安装拧紧手柄，一端安装支柄；所述拧紧螺栓与连接块的螺孔配合。

本发明的有益效果是，本发明构件制作简单，采用不锈钢等材料制作，可重复使用，设计为不同尺寸多种组合后，可满足现场不确定的间隙大小与形状，有利于工厂化批量生产。本发明构件结构简单，受力明确，尤其是支垫钢板的不同组合，基本能满足现场钢围檩与地连墙之间不确定的间隙形状与大小，安装灵活，满足结构功能要求。

本发明解决了长期以来基坑开挖时，迅速支垫钢支撑处钢围檩与地连墙之间不确定的间隙问题，解决了混凝土或砂浆灌注困难问题、强度不能立即满足要求或本身强度不足问题、灌注占用时间影响基坑开挖问题等。同时本发明为钢支撑施工方法和地连墙受力分析创造新的结构基础，推进施工技术的进步，解决基坑施工中的“时空效应”等诸多问题。

附图说明

图1为钢支撑处支垫后的完整受力状态示意图；

图2为钢围檩后背支垫组件构造示意图；

图3为钢围檩后背支垫组件横断面示意图；

图4为定位框架结构示意图；

图5为拧紧螺栓结构示意图；

图6为标准支垫钢板结构示意图；

图7为左厚右薄（或右厚左薄）支垫钢板结构示意图；

图8为上厚下薄支垫钢板结构示意图；

图9为下厚上薄支垫钢板结构示意图；

图10为左（或右）下薄支垫钢板结构示意图；

图11为左（或右）上薄支垫钢板结构示意图；

图中，1为定位杆；2为定位框架；3为连接块；4为吊耳；5为支垫钢板；6为拧紧螺栓；7为钢围檩；8为钢支撑位置；9为钢支撑；10为托架；11为地连墙；12为拧紧手柄；13为螺纹；14为支柄；15为支垫力；16为支撑力。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图2和图3所示。

本实施例一种快速支垫钢支承处钢围檩背后间隙的构件，由两套固定架、多种厚度组合的标准型和楔型支垫钢板组件组成；所述固定架由u形定位框架2、拧紧螺栓6、定位杆1、连接块3和吊耳4组成。

本实施例中u形定位框架如图4所示，u形定位框架采用40～60mm实心方形不锈钢制造；上横杆l1长400~450mm，下横杆l2长500~800mm，竖杆h长700~900mm；上横杆上前端有垂直方向的螺孔。

本实施例中拧紧螺栓如图5所示，拧紧螺栓长度为200~300mm，一端安装拧紧手柄，一端安装支柄；所述拧紧螺栓与连接块的螺孔配合。

本实施例中楔型支垫钢板组是一组不同形状、结构的楔型钢板，如图6~图11所示，包括标准支垫钢板、左厚右薄（或右厚左薄）支垫钢板、上厚下薄支垫钢板、下厚上薄支垫钢板、左（或右）下薄支垫钢板、左（或右）上薄支垫钢板。所述楔型支垫钢板长为600mm，宽为5~30mm，高为700~750mm。

当需要在钢围檩与地连墙11填插支垫钢板时，先将构件安装在钢围檩上，本实施例中u形定位框架2由上横杆、下横杆和竖杆构成，上横杆与下横杆平行，都垂直于竖杆；两个相互平行的u形定位框架，相隔一定距离放置，u形定位框架卡在钢围檩7上；u形定位框架下横杆贴靠钢围檩的底板；u形定位框架上横杆上，通过螺孔垂直安装在u形定位框架上横杆上的拧紧螺栓在穿过连接块3后拧紧在钢围檩的上表面，以固定u形定位框架在钢围檩上；定位杆1水平方向安装在连接块上；安装在连接块3的定位杆1的一端伸向地连墙11。

根据钢围檩与地连墙之间间隙的大小选择不同形状大小的标准型或楔型支垫钢板插入间隙悬挂在二根定位杆上，直至间隙插满为止。