地下结构的支撑装置以及施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，特别是涉及地下结构的支撑装置以及施工方法。

背景技术：

在房屋建筑施工中，部分地下室工程的深基坑开挖和地下室结构施工需要进行基坑支护设计和施工，其中支护设置中通常会含有钢筋混凝土内支撑梁，该支撑梁随着地下结构施工进行拆除。

目前，含钢筋混凝土内支撑梁的地下结构施工基本是等地下结构施工到相应节点并做好换撑工作后进行支撑的拆除，这样就不存在支撑与主体结构碰撞的情况。但是，当为了满足工期节点及施工工序的穿插，也会涉及到支撑后拆结构继续施工的情况，在这种情况下会出现支撑碰到主体结构。常用的处理办法有先行拆除部分碰撞处的支撑梁以便结构继续施工。然而，深基坑地下结构施工本身存在重大安全隐患，部分拆除的支撑梁改变了原有钢筋混凝土支撑体系的稳定性及受力形式，极易造成支撑失稳导致基坑围护变形，安全隐患较大。

技术实现要素：

基于此，有必要针对部分拆除支撑梁存在较大安全隐患的问题，提供一种施工安全的地下结构的支撑装置以及施工方法。

一种地下结构的支撑装置，所述地下结构包括两块相对设置的第一楼板和第二楼板，所述第一楼板预埋第一钢板，所述第二楼板预埋第二钢板，所述地下结构的支撑装置还包括托换柱，所述托换柱位于所述第一楼板和所述第二楼板之间，所述托换柱通过所述第一钢板和所述第二钢板与所述第一楼板和所述第二楼板连接。

在一个实施例中，所述托换柱包括六根工字钢和多根钢管，所述工字钢与所述钢管形成抱柱。

在一个实施例中，所述托换柱与所述第一楼板和所述第二楼板为可拆卸连接。

一种采用上述地下结构的支撑装置的地下结构的施工方法，包括以下步骤：

在施工时，将支撑梁包入结构柱中；

待所述第一楼板和所述第二楼板上的结构完成施工且结构强度达到设计要求时，将所述支撑梁与所述结构柱断开；

在所述支撑梁与所述结构柱的断开处的两侧采用所述托换柱进行托换，其中，所述托换柱一端与所述第一楼板连接，另一端与所述第二楼板连接；

凿除所述结构柱中所述断开处内的支撑梁；

对所述结构柱进行补柱，待达到设计强度后，拆除所述托换柱，完成地下结构的施工。

在一个实施例中，在所述对所述结构柱进行补柱，待达到设计强度后，拆除所述托换柱，完成地下结构的施工的步骤中，还包括：

在对所述结构柱进行补柱时实行跳补。

在一个实施例中，在所述待所述第一楼板和所述第二楼板上的结构完成施工且结构强度达到设计要求时，将所述支撑梁与所述结构柱断开的步骤中，还包括：

在断开过程中，对所述结构柱进行监测。

在一个实施例中，在所述凿除所述结构柱中所述断开处内的支撑梁的步骤之后还包括：

在所述断开处焊接钢柱，将原混凝土柱改为型钢混凝土柱。

在一个实施例中，所述结构柱在所述断开处预埋止水钢板。

上述地下结构的施工方法采用部分主楼区域支撑后拆，确保基坑支护安全和整体稳定性。在不满足拆支撑的条件下，上层结构还可以继续往上做，满足工期节点的要求。被断开的结构柱由托换柱进行托换，满足结构受力要求，确保补柱施工安全。此外，应用于上述施工方法的地下结构的支撑装置结构简单且可重复使用，节约了施工成本。

附图说明

图1为一实施例的地下结构的支撑装置的结构示意图；

图2为另一实施例的地下结构的支撑装置的结构示意图；

图3为一实施例的地下结构的支撑装置的部分放大图；

图4为一实施例的地下结构的支撑装置的托换柱的结构示意图；

图5为一实施例中支撑梁与结构柱碰撞的结构示意图；

图6为另一实施例中支撑梁与结构柱碰撞的结构示意图；

图7为一实施例的地下结构的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明主要用于地下结构施工需要进行基坑支护设计和施工，一般地地下结构包括两块相对设置的第一楼板和第二楼板，其中，第一楼板和第二楼板既可以是由混凝土浇筑形成，也可以直接采用成品楼板拼接而成。其中，第一楼板预埋第一钢板，第二楼板预埋第二钢板。本发明的地下结构的支撑装置是用于当支撑梁碰撞结构柱时可以保证主体结构继续施工的情况。以下将对地下结构的支撑装置进行详细介绍。

如图1-图6所示，一实施例的地下结构的支撑装置1包括托换柱10，托换柱10位于第一楼板2和第二楼板3之间，托换柱10通过第一钢板200和第二钢板300分别与第一楼板2和第二楼板3连接。

在施工时，当支撑梁20碰到主体结构的结构柱30时，断开碰撞处的支撑梁20，并在断开处a的两侧采用托换柱10进行托换，可以使施工继续进行。由于在托换后可以对断开处a进行补柱，因此，不会影响结构本身的稳定性，保证了施工安全。此外，上述地下结构的支撑装置1结构简单且可重复使用，节约了施工成本。

在本实施例中，托换柱10包括六根工字钢100和多根钢管102，工字钢100与钢管102形成抱柱。托换柱10由六根工字钢100并联同时结合钢管102形成抱柱，共同支撑在断开处a的两侧。在本实施例中，工字钢100为16#工字钢100，钢管102的型号为直径48mm，壁厚3mm。

请参阅图3，在本实施例中，托换柱10与第一楼板2和第二楼板3为可拆卸连接。托换柱10一端通过第一钢板200与第一楼板2可拆卸连接，另一端通过第二钢板300与第二楼板3可拆卸连接。在结构施工完毕后，可以拆下托换柱10，以便回收再利用，节约施工成本。在本实施例中，第一钢板200和第二钢板300通过螺栓预埋于第一楼板2和第二楼板3中。其中，第一钢板200和第二钢板300的长宽高分别为300mm、300mm和20mm。此外，托换柱10与第一钢板200和第二钢板300可以采用螺钉连接。

请同时参阅图1-图7，采用上述地下结构的支撑装置1的地下结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤s700，在施工时，将支撑梁20包入结构柱30中。在地下负一层结构的施工中，为保证结构的继续往上做，通常会采用支撑梁20进行支撑。为满足柱碰撑位置的结构能够继续往上做，地下负一层多处柱碰撑位置全部采用将支撑梁20包入结构柱30中进行施工。

步骤s702，待第一楼板2和第二楼板3上的结构完成施工且结构强度达到设计要求时，将支撑梁20与结构柱30断开。待主楼上部结构所有已施工结构强度达到设计要求，断开负一层结构中碰撞处的结构柱30与支撑梁20。

步骤s704，在支撑梁20与结构柱30的断开处a的两侧采用托换柱10进行托换，其中，托换柱10一端与第一楼板2连接，另一端与第二楼板3连接。待主楼上部结构所有已施工结构的强度达到设计要求，断开负一层碰撞处结构柱30与支撑梁20的连接，并在断开处aa的两侧采用托换柱10进行托换。在负一层施工时，托换柱10可以将力直接传导至地下室底板(如，第二楼板3)。

步骤s706，凿除结构柱30中断开处a内的支撑梁20。将断开处a内的混凝土清理干净，为后续补柱做好准备。在本实施例中，在凿除结构柱30中断开处aa内的支撑梁20的步骤之后还包括：在断开处a焊接钢柱，将原混凝土柱改为型钢混凝土柱。支撑梁20破除后，坡口焊接250*250*12mm的钢柱，将原混凝土柱改为型钢混凝土柱。

步骤s708，对结构柱30进行补柱，待达到设计强度后，拆除托换柱10，完成地下结构的施工。对结构柱30进行补柱，使结构后期修补与原设计达到相同强度，确保整体结构的安全性和耐久性。

以下对补柱施工原则进行说明：

第一，补柱施工时需确保所有结构砼强度均达到设计要求，整个补柱施工需在15天内全部完成，以便上部结构施工达到拆除塔吊的调节，避免塔吊碰撞其他楼的主体结构。

第二，在本实施例中，补柱实行跳补。即，不能一次性将所有支撑梁20拆除后再补，原则上，在同一跨内，不允许同时进行两处补柱施工，需等一次补柱施工完成后，达到设计强度要求后再补本跨内另一结构柱30。在任何相邻结构柱30之间进行跳补，所有补柱施工需先完成补撑加固后才能进行。

第三，如图5和图6所示，支撑梁20与结构柱30的碰撞主要有两种情况，第一种是如图5所示的支撑梁20与结构柱30的碰撞部位超过结构柱30截面区域的50％。第二种是如图6所示的支撑梁20与结构柱30的碰撞部位小于结构柱30截面区域的50％。针对第一种情况，即，补柱施工面积大于本柱的截面区域50％的柱，根据现场的实际情况，例如，如果断开部位均为剪力墙4部位而非暗柱5区域，采取一次性拆除支撑梁20后进行补柱。对于暗柱5区域与剪力墙4均比较大的情况，先将暗柱5区域进行补型钢柱。

第四，当结构柱30补柱施工完成，且结构强度等级达到设计要求时，拆除托换柱10。

第五，补柱砼均采用高强度灌浆料，强度等级3天内能达到c40以上，28天能达到80以上。

第六，整个补柱施工均在内架支撑保持完好的条件下进行，内部施工难度大，全部施工均采用人工进行，材料搬运均采用人工搬运，经二次现场人工转运，由于内部架体密集，施工速度只为正常速度的1/5左右。所有需要拆除的支撑全部用钢管支顶好，然后用人工破除，特别是柱子接口位置的破除，需精确控制好长度及位置，所有模板均必须完全清缝，做好浇筑斜口。所有支顶用型钢及钢管立柱，必须采用整根6m型钢及钢管102切割使用，不得焊接，确保其整体性。所有模板均采用新模板一次性投入使用，保证浇筑时效果，按清水模板施工做法。

以下对补柱施工工序进行说明：

支撑拆除全部采用人工拆除，拆除时同时布置相应监测点于结构柱30上，注意其沉降，如发现有任何沉降，立即停止施工，并报告监理业主设计单位。支撑拆除，先把碰柱两侧撑打断，释放撑的应力，凿出每边1.5m的工作面，然后用人工慢慢凿除包入柱中的支撑。整个破撑需有专人在现场指导，并且为保证进度，人工充分考虑现场降效情况，人数按正常施工3倍降效配置。清理结构柱30上的砼，务必清理干净，凿除范围必须满足钢筋焊接要求，确保其焊接长度满足设计要求。钢筋焊接长度必须满足设计要求，且箍筋均需与已施工箍筋进行全数焊接，钢筋施工完成后，需经监理验收后施工后方能进行下一步施工。模板安装，必须做到清缝，所有模板缝及模板与已施工结构柱交接处均需用双面胶封住，以免浇筑时高强度灌浆料渗出。且由于上部柱已施工，模板安装时需预留浇筑斜口。砼浇筑全部采用高强度自密实灌浆料，务必确保与已施工柱上下接缝完全密实。

在本实施例中，将支撑梁20与结构柱30断开的步骤中，还包括在断开过程中，对结构柱30进行监测。具体如下：

在对其结构进行监测，在拆除支撑时，在其柱上布置一个监测点，在整个拆除支撑过程，派专人对其进行监测，在施工柱上设置一个监测点，采用水平仪对其进行监测，并采用红外线进行辅助监测，对施工柱处进行实时监控，一旦发现沉降，立即停止施工，上报后再行处理。其相应的安全及应急措施详见施工组织设计及各相应专项方案。

在本实施例中，结构柱30在断开处a预埋止水钢板。在所有支撑梁20穿剪力墙4位置的预留孔洞处的剪力墙4周圈预埋止水钢板，补浇混凝土采用c40p6。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。