基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺的制作方法

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺。

技术背景

随着社会经济的迅速发展，建筑技术的进步，大跨度超高层建筑已经成为建筑结构发展的主要方向之一，工程中支护体系要保证地下结构施工及施工场地周边环境的安全，目前施工场地的支护一般都采用常规的钻孔混凝土灌注桩或混凝土地下连续墙的方法，钻孔混凝土灌注桩往往需要另设止水帷幕，地下连续墙需要较大的壁厚才能满足受力要求，混凝土用量大，不能充分发挥混凝土的抗压性能。

然而在装配式支护结构施工工艺中普遍未形成完整的支护体系，不能独立作为一个悬臂式支护，且施工中各部件很容易发生错动，甚至脱节，影响支护体系的受力性能和防渗功能，同时目前常采用的支护结构包括地下连续墙、排桩、钢板桩、土钉墙、自然放坡等，其中，地下连续墙、排桩、土钉墙等支护形式，虽然支护可靠性较好，但其在施工完成后，仍有部分构件残留在地下，会对地下环境造成影响。因此，本发明提出基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺以解决现有技术的不足之处。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺，本发明使用预制钢板桩和预制异形柱，使支护施工工期大大缩短，施工更加方便，并能实现构件的反复使用，降低制造成本，同时设计有螺栓连接，可保证预制钢板桩与异形柱的有效固定，防止施工中异形柱错动影响支护体系的受力性能，通过桁架杆槽位、密封条和连接桁架杆的设置，使得每组预制钢板桩连接处紧密接触，无需设置止水橡胶带也能保证止水效果，大大方便了施工。

基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：测量

根据地质勘探报告提供的土层参数，结合施工场地深度，考虑降水等多种因素的影响，确定钢板桩、异形柱、支撑腰梁和横梁的参数；

步骤二：预制

根据步骤一中施工场地的勘察资料的设计参数确定的钢板桩、异形柱、支撑腰梁和横梁的实际尺寸，并进行预制；

步骤三：钢板桩和异形柱的安装

先在施工场地确定钢板桩的安装位置，依次打入钢板桩，再打入连接桁架杆，完成钢板桩的拼接，然后沿施工场地支护定位线，确定各所述异形柱的施工位置，钻孔后插入所述异形柱，插入所述异形柱并注意使其上部截面露出地表面以方便后续施工；

步骤四：支撑腰梁的安装

在每组所述钢板桩内侧的承台板上垂直安装支撑腰梁，然后确保支撑腰梁的另一端与异形柱连接；

步骤五：第一层施工支护结构的安装

先在异形柱相对的一侧通过螺栓安装横梁，然后完成所有横梁的安装，直至完成第一层施工支护结构的安装；

步骤六：完工

重复步骤三至步骤五的安装，最终形成完整的装配式支护结构。

进一步改进在于：所述步骤一中在施工前先布置施工的测量网点，放出各轴线位置及地面标高，以便控制挖土标高，确定钢板桩、异形柱、支撑腰梁和横梁的位置与基准。

进一步改进在于：所述步骤一中按照工程的已知控制线，放出施工场地边线，在施工场地边线的控制点用角钢作好标志，并按照设计要求做好监督点的埋设和开挖前的初始值测读。

进一步改进在于：所述步骤二中施工场地实际尺寸来确定是否加设钢板桩和异形柱，进而确定异形柱是否预留腹板处孔洞，若需预留腹板处孔洞则要依照施工场地的实际受力情况确定孔洞竖向间隔距离，进而确定异形柱的间距。

进一步改进在于：所述步骤三中在钢板桩施工之前，在对应的桁架杆槽位中插入对应的密封条，防止打入过程中土体塞入，按照设计要求打入钢板桩，再用吊机带振锤施打钢板桩，施打前先熟悉地下管线、构筑物的情况，再放出准确的支护桩中线，然后拔出密封条，沿着槽位打入对应的连接桁架杆，完成钢板桩施工。

进一步改进在于：所述步骤三中钢板桩就位前，通过桩机定位装置，靠钢板桩自重或借助一定的外力将钢板桩插入搅拌桩内，然后在钢板桩起吊前在钢板桩顶端开一中心孔，装好吊具和固定钩，钢板桩插入过程中随时调整钢板桩的水平误差和垂直误差，若钢板桩插放达不到设计标高，缓慢调整升钢板桩至适当高度，重复下插至设计标高，下插过程中使用经纬仪或线锤控制钢板桩垂直。

进一步改进在于：所述步骤四中在安装支撑腰梁时，利用支撑腰梁的箍筋与钢板桩的纵向钢筋焊接固定。

进一步改进在于：所述步骤四中在承台板内侧开设安装孔，在异形柱两侧的上端开设固定孔，保证支撑腰梁通过安装孔和固定孔同时与钢板桩和异形柱固定连接。

进一步改进在于：所述步骤五中横梁安装前，先在基础底部放出柱位线，并用木板沿柱外边线钉出柱底框底线作临时固定作用，防止异形柱移位，再通过汽车吊装横梁，校正柱脚加以固定。

进一步改进在于：所述步骤六中第一层土方开挖沿纵向长度一次不超过六米，一旦挖出工作面即迅速安装钢板桩支撑，第二层及以下各层土体开挖中，每一段不超过六米，控制在十六小时内完成，随后在八小时内安装好两根异形柱支撑，完成后方可进行下一层支护结构，直至完成完整的支护结构。

本发明的有益效果为：本发明使用预制钢板桩和预制异形柱，使支护施工工期大大缩短，施工更加方便，并能实现构件的反复使用，降低制造成本，同时设计有螺栓连接，可保证预制钢板桩与异形柱的有效固定，防止施工中异形柱错动影响支护体系的受力性能，通过桁架杆槽位、密封条和连接桁架杆的设置，使得每组预制钢板桩连接处紧密接触，无需设置止水橡胶带也能保证止水效果，大大方便了施工，而且本方法在施工过程中无任何焊接施工，仅需进行拼装和参数输入即可对整个施工场地的变形、受力大小进行控制，具有施工操作简单，施工速度快，支护刚度大，支护抗倾覆能力强，可靠性较高。

附图说明

图1是本发明主视安装示意图。

图2是本发明俯视安装示意图。

图3为本发明系统原理图。

其中：1-钢板桩，2-异形柱，3-支撑腰梁，4-横梁，5-连接桁架杆，6-承台板，7-螺栓，8-桁架杆槽位，9-安装孔，10-固定孔。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

基于工具式组合内支撑技术的装配式支护结构施工工艺，包括以下步骤：

步骤一：测量

在施工前先布置施工场地的测量网点，放出各轴线位置及地面标高，以便控制挖土标高，确定钢板桩1、异形柱2、支撑腰梁3和横梁4的位置与基准，然后根据地质勘探报告提供的土层参数，结合施工场地深度，考虑降水等多种因素的影响，确定钢板桩1、异形柱2、支撑腰梁3和横梁4的参数，同时按照工程的已知控制线，放出施工场地边线，在施工场地边线的控制点用角钢作好标志，并按照设计要求做好监督点的埋设和开挖前的初始值测读；

步骤二：预制

根据步骤一中施工场地的勘察资料的设计参数确定的钢板桩1、异形柱2、支撑腰梁3和横梁4的实际尺寸，并进行预制，然后根据施工场地实际尺寸来确定是否加设钢板桩1和异形柱2，进而确定异形柱2是否预留腹板处孔洞，若需预留腹板处孔洞则要依照施工场地的实际受力情况确定孔洞竖向间隔距离，进而确定异形柱2的间距；

步骤三：钢板桩1和异形柱2的安装

在钢板桩1施工之前，在对应的桁架杆槽位8中插入对应的密封条，防止打入过程中土体塞入，按照设计要求打入钢板桩1，再用吊机带振锤施打钢板桩1，施打前先熟悉地下管线、构筑物的情况，再放出准确的支护桩中线，然后拔出密封条，沿着槽位打入对应的连接桁架杆5，完成钢板桩1施工，然后沿施工场地支护定位线，确定各所述异形柱2的施工位置，钻孔后插入所述异形柱2，插入所述异形柱2并注意使其上部截面露出地表面以方便后续施工，同时在钢板桩1就位前，通过桩机定位装置，靠钢板桩1自重或借助一定的外力将钢板桩1插入搅拌桩内，然后在钢板桩1起吊前在钢板桩1顶端开一中心孔，装好吊具和固定钩，钢板桩1插入过程中随时调整钢板桩1的水平误差和垂直误差，若钢板桩1插放达不到设计标高，缓慢调整升钢板桩1至适当高度，重复下插至设计标高，下插过程中使用经纬仪或线锤控制钢板桩1垂直；

步骤四：支撑腰梁3的安装

在每组所述钢板桩1内侧的承台板6上垂直安装支撑腰梁3，而在安装支撑腰梁3时，利用支撑腰梁3的箍筋与钢板桩1的纵向钢筋焊接固定，在承台板6内侧开设安装孔9，在异形柱2两侧的上端开设固定孔10，保证支撑腰梁3通过安装孔9和固定孔10同时与钢板桩1和异形柱2固定连接；

步骤五：第一层施工支护结构的安装

横梁4安装前，先在基础底部放出柱位线，并用木板沿柱外边线钉出柱底框底线作临时固定作用，防止异形柱2移位，再通过汽车吊装横梁4，校正柱脚加以固定，然后在异形柱2相对的一侧通过螺栓7安装横梁4，然后完成所有横梁4的安装，直至完成第一层施工支护结构的安装；

步骤六：完工

重复步骤三至步骤五的安装，第一层土方开挖沿纵向长度一次不超过六米，一旦挖出工作面即迅速安装钢板桩1支撑，第二层及以下各层土体开挖中，每一段不超过六米，控制在十六小时内完成，随后在八小时内安装好两根异形柱2支撑，完成后方可进行下一层支护结构，最终形成完整的装配式支护结构。

本发明使用预制钢板桩1和预制异形柱2，使支护施工工期大大缩短，施工更加方便，并能实现构件的反复使用，降低制造成本，同时设计有螺栓7连接，可保证预制钢板桩1与异形柱2的有效固定，防止施工中异形柱2错动影响支护体系的受力性能，通过桁架杆槽位8、密封条和连接桁架杆9的设置，使得每组预制钢板桩1连接处紧密接触，无需设置止水橡胶带也能保证止水效果，大大方便了施工，而且本方法在施工过程中无任何焊接施工，仅需进行拼装和参数输入即可对整个施工场地的变形、受力大小进行控制，具有施工操作简单，施工速度快，支护刚度大，支护抗倾覆能力强，可靠性较高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。