一种穿越多层人防结构的可拆解组合钢支撑构造的制作方法

1.本发明属于地下空间开发领域，尤其涉及一种穿越人防结构的可拆解组合钢支撑构造。


背景技术：

2.基坑工程是地下空间开发中的重要环节，基坑支护型式和开挖方式基于土层、挖深、基坑规模、周边环境保护要求和施工技术水平等综合选择。对于开挖深度一般但面积大的基坑，板式支护结合钢管斜撑的中心岛式基坑支护方式以少量的支撑投入既可以保证基坑侧壁的稳定性又可以提供内部大面积无支承区域，为土方开挖作业和结构施工提供便利条件，而钢支撑可以回收循环利用，符合可持续发展理念。
3.该方式下，常规先开挖中部无支撑区域，在基坑周边区域留土护坡，待中部区域基础底板施工完成后，在基坑周边架设钢管斜撑，再开挖周边土方，同步施工中部区域地下结构，待周边区域开挖至基底地下结构回筑至地面后，拆除钢管斜支撑。但该支护方式常常遇到一个问题，即布置在周边的钢管斜撑在周边区域地下结构向上施工过程中，因支撑布置有一定间距要求，不可避免会与地下结构墙存在一定的冲突，在地下结构墙施工时与钢管支撑冲突位置采用留洞口、后作、托换及相应材料替代等技术措施，目前已有一些基坑工程钢支撑穿地下结构墙位置进行相应施工措施完成的案例。上述技术措施虽然能够解决钢支撑与地下结构墙之间施工顺序及措施等问题，但是现场施工中发现，由于在地下结构墙与钢管支撑冲突位置留洞口、后作、托换等技术措施会造成工期及造价增加不利因素，以及地下结构外墙防水无法连续铺设及后续修补工作。特别当地下多层、人防区域贴边的情况下，因人防结构密布且不得留洞后做，使该支护方式的应用受到较大限制，或需采用繁杂的换撑措施。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种穿越多层人防结构的可拆解组合钢支撑构造。其解决了钢管斜撑与人防结构的冲突问题，既可以在基坑开挖阶段提供足够的支撑刚度，又可以在结构回筑阶段无须换撑实现人防结构整体浇筑。
5.本发明的技术方案为：一种穿越多层人防结构的可拆解组合钢支撑构造，基坑四周的围护结构上部设有压顶梁，基坑中间设有中间区域基础底板，外围的可拆解钢管套接在内嵌h型钢外，并能从内嵌h型钢外拆除；内嵌h型钢的上端设置固定端头与压顶梁连接，内嵌h型钢的下端设置活络端头与中间区域基础底板连接；可拆解钢管卡在固定端头和活络端头之间。
6.基于上述技术特征：可拆解钢管沿支撑方向分为一段可拆解钢管活络段、多段可拆解钢管主体段和一段可拆解钢管固定段；各段可拆解钢管主体段之间、可拆解钢管主体段与可拆解钢管固定段之间、可拆解钢管主体段与可拆解钢管活络段之间分别采用分段连接法兰盘连接。
7.基于上述技术特征：可拆解钢管被分为左右组件；每段可拆解钢管主体段包括钢管主体段左组件和钢管主体管右组件；可拆解钢管固定段包括钢管固定段左组件和钢管固定段右组件；可拆解钢管活络段包括钢管活络段左组件和钢管活络段右组件；钢管主体段左组件与钢管主体管右组件、钢管固定段左组件与钢管固定段右组件、钢管活络段左组件与钢管活络段右组件之间拆分面为凹凸齿扣。
8.基于上述技术特征：分段连接法兰盘包括相对布置的第一法兰单片和第二法兰单片；第一法兰单片随连接侧的左右组件分为两片拼接形成；第二法兰单片随连接侧的左右组件分为两片拼接形成；第一法兰单片的第一拼接缝和第二法兰单片的第二拼接缝错开；第一法兰单片和第二法兰单片通过高强螺栓连接。
9.基于上述技术特征：分段连接法兰盘均匀间隔设置法兰盘加强肋和螺栓孔。
10.基于上述技术特征：可拆解钢管内部设置多个锁扣，锁扣内侧设置橡胶垫；内嵌h型钢通过橡胶垫卡在锁扣上。
11.基于上述技术特征：多个锁扣依据内嵌h型钢尺寸沿可拆解钢管的内壁布置。
12.基于上述技术特征：内嵌h型钢穿越地下室外墙区域焊接止水钢板。
13.在基坑开挖阶段支撑承受较大的侧向水土压力采用钢管和h型钢组合构造共同受力，待基础底板浇筑完成后，利用基础底板的荷载分担作用，拆解组合构造的外壁钢管保留内嵌h型钢，可实现无换撑情况下留撑穿越结构和地下结构不留洞整体浇筑。它的有益效果在于：(1)设备原理简单；(2)拆装方便、连接可靠；(3)可循环使用；(4)人防结构整体浇筑；(5)避免了繁琐的拆换撑过程；(6)止水可靠。
附图说明
14.图1是本发明组合状态的正视图。
15.图2是图1的a-a剖面图。
16.图3是图1的b-b剖面图。
17.图4是图1的c-c剖面图。
18.图5是本发明组合状态的俯视图。
19.图6是图5的a-a剖面图。
20.图7是图5的b-b剖面图。
21.图8是图5的c-c剖面图。
22.图9是本发明拆解状态的俯视图。
23.图10是图9的a-a剖面图。
24.图11是图9的b-b剖面图。
25.图12是图9的c-c剖面图。
26.图13是本发明分段之间连接示意图。
27.图14是本发明分段之间连接剖面图。
28.图15是本发明使用场景示意图一。
29.图16是本发明实用场景示意图二。
30.图17是本发明实用场景示意图三。
31.图中各构件标号示意为：
32.内嵌h型钢1；可拆解钢管2；可拆解钢管主体段3；可拆解钢管固定段4；可拆解钢管活络段5；固定端头6；活络端头7；钢管主体段左组件8；钢管主体管右组件9；钢管固定段左组件10；钢管固定段右组件11；钢管活络段左组件12；钢管活络段右组件13；锁扣14；橡胶垫15；凹凸齿扣16；分段连接法兰盘17；第一法兰单片171；半片1711；另外半片1712；第二法兰单片172；第一拼接缝1713；第二拼接缝1723；法兰盘加强肋18；螺栓孔19；高强螺栓20；中间区域基础底板21；压顶梁22；围护结构23；支座24；止水钢板25；坑边留土26；周边底板换撑27；周边基础底板28；地下室内墙29；地下室外墙30；地下室结构板31；地下结构梁32。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.如图1至图14所示，一种穿越多层人防结构的可拆解组合钢支撑构造，包括内嵌h型钢1和外围的可拆解钢管2。
37.可拆解钢管2沿支撑方向分为一段可拆解钢管活络段5、多段可拆解钢管主体段3、一段可拆解钢管固定段4。
38.可拆解钢管2被分为左组件和右组件。可拆解钢管主体组件3的数量由支撑所需长度决定。每段可拆解钢管主体段3包括钢管主体段左组件8和钢管主体管右组件9组成。可拆解钢管固定段4由钢管固定段左组件10和钢管固定段右组件11组成，可拆解钢管活络段5由钢管活络段左组件12和钢管活络段右组件13组成。因该组合钢支撑为轴心受压构件，为确保压力的有效传递和组合钢支撑的可靠连接，钢管主体段左组件8和钢管主体管右组件9之间，可拆解钢管固定段4由钢管固定段左组件10和钢管固定段右组件11之间，可拆解钢管活络段5由钢管活络段左组件12和钢管活络段右组件13之间分割面采用凹凸齿扣16，相接的两分段之间一凹一凸布置。
39.如图9、图11和13所示，分段连接法兰盘17包括相对布置的第一法兰单片171和第二法兰单片172。第一法兰单片171和第二法兰单片172分别随左右组件分为两片拼接形成。举例如图11中钢管活络段与钢管主体段连接处的分段连接法兰盘所示，即第一法兰单片171的半片1711的内周长与钢管活络段左组件12的外周长相同；另外半片1712的内周长与钢管活络段右组件13的外周长相同。类似的，第二法兰单片172也按照与其连接的钢管主体段左组件8和钢管主体管右组件9分为两片拼接形成。第一法兰单片171的第一拼接缝1713和第二法兰单片172的第二拼接缝1723错开；第一法兰单片171和第二法兰单片172并通过高强螺栓20连接，以确保整体受力可靠。
40.内嵌h型钢1通长整体设置不分段，两端分别为接固定端头6和活络端头7，内嵌h型
钢1穿越地下室外墙区域焊接止水钢板25。
41.如图10至图12所示，可拆解钢管2内部设置四个锁扣14，锁扣内侧设置橡胶垫15，内嵌h型钢1四角卡入锁扣14中，通过橡胶垫15与锁扣14紧密接触。
42.可拆解钢管主体段3各段之间，及可拆解钢管主体段3与可拆解钢管固定段4、可拆解钢管活络段5之间采用分段连接法兰盘17连接，分段连接法兰盘17均匀间隔设置法兰盘加强肋18和螺栓孔19(如图14所示)。
43.如图15所示，施工周边的围护结构23和压顶梁22的预埋锚板，开挖基坑中心土方施工中心区域基础底板21和支座24并预埋锚板。
44.架设本发明的组合钢支撑。组合钢支撑内部为通长整体的内嵌h型钢1，两端分别连接固定端头6和活络端头7，固定端头6与压顶梁22锚板连接，活络端头7与支座24的锚板连接。
45.如图15和图16所示，待坑边留土26开挖到底，浇筑周边基础底板28及周边底板换撑27，且达到设计强度要求后，拧开高强螺栓20，拆除可拆解钢管2，形成内嵌h型钢1独立受力。可拆解钢管2可循环使用。
46.如图17所示，在内嵌h型钢1穿越地下室外墙30位置焊接止水钢板25。将内嵌h型钢1浇筑入地下结构梁32、地下室结构板31、地下室内墙29中，整体施工地下结构。待地下结构完成，周边肥槽回填后，割除地下室内部暴露于结构外的内嵌h型钢1。
47.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。