本發明涉及一種可循環使用、拼裝式全鋼基坑圍護支撐系統及其施工方法，主要應用于市政基礎、工業及民用工程建設中的地基基坑圍護及防止土方位移等領域。

背景技術：

隨著高層建筑數量和高度的增加，基礎埋深也隨著增加。進入90年代后，我國經濟的迅速發展，城市地價不斷上漲，空間利用率隨之提高，出現了眾多的超高層建筑，使有些地下室埋深達20米以上，對基坑開挖技術提出更高、更嚴的要求，即不僅要確保邊坡的穩定，而且要滿足變形控制的要求，以確保基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等安全。同時，為了適應建筑市場日趨激烈的競爭，還要考慮提高土方挖運的機械化程度、縮短土方工期、降低工程成本、提高經濟效益等方面的因素，我們引進了鋼筋混凝土結構支撐，但考慮到鋼筋混凝土結構支撐自重大、材料不能重復利用，安裝和拆除需要較長工期，爆破拆除時會產生噪聲、振動、碎屑飛出，工藝施工流程工期長不能隨挖隨撐從而導致對基坑墻體變形控制不利等缺點；圍護采用工法樁，但考慮到工法樁須采用水和水泥施工，施工成本高，產生泥漿對周邊環境污染大。針對上述缺點，本發明涉及一種可拆卸、可回收、組合式全鋼基坑圍護支撐系統，該系統采用可拆卸鋼結構構建，具有自重小，安裝拆除都方便，施工工藝簡單，工期短，可重復利用等優點；根據土方開挖進度，可以做到隨挖隨撐，施加預緊力，對控制基坑墻體變形十分有利，施工不需要水和水泥，且uh圍護結構在施工后可以回收重復使用，成本造價低，施工中不產生泥漿，無環境污染。

技術實現要素：

本發明的目的就是提供一種自重小，承載能力大，隔水效果好，施工簡 單，效率高，鋼材可循環利用，成本造價低的基坑圍護支撐系統。

一種可循環使用、拼裝式全鋼基坑圍護支撐系統，該基坑圍護支撐系統由uh圍護結構、中間支撐型鋼、對撐、角撐、傘形支撐組合而成，所述uh圍護結構由一塊u型鋼板樁和h型鋼組合而成；所述對撐和角撐通過中間支撐型鋼，用螺栓緊固在uh圍護結構上；所述傘形支撐通過中間支撐型鋼，用螺栓緊固在uh圍護結構上，傘形支撐里的拉索兩端分別固定在角撐和對撐的受力支點上。

所述u型鋼板樁兩端各焊接一根圓鋼筋，所述圓鋼筋與u型鋼板樁等長，其直徑為30～50mm。

所述h型鋼兩端截面上各焊接一根鋼管；所述鋼管橫向截面上有一道槽，所述槽的槽寬為15～25mm，所述槽的槽口焊接有止水裝置，所述的止水裝置由導槽，止水橡膠條組成。

所述的uh圍護結構為非永久性結構，可拔出后重復使用。

所述h型鋼焊接有鋼管的端面預設兩個螺栓通孔。

所述的對撐、角撐、傘形支撐為非永久性結構，可重復利用，所述對撐、角撐、傘形支撐可通過其自身的智能調節系統給基坑施加預緊力；所述智能調節系統由微機控制單元，液壓控制單元，輸入信號線，輸出信號線，閥控單元組成。

一種可循環使用、拼裝式全鋼基坑圍護支撐系統的施工方法，包括以下步驟：

1)平整施工場地，根據施工圖放出實樣；

2)預先在h型鋼、u型鋼板樁樁身刷涂減磨劑，焊接在h型鋼的鋼管內壁均勻刷涂上瀝青、發泡劑等止水材料，h型鋼螺栓通孔上穿好螺栓，螺栓預緊螺母；

3)遙控控制邊樁機移動到待施工位置，啟動動力組件，邊樁機吊臂將步驟2中的h型鋼吊至邊樁機靜壓裝置里；

4)遙控控制啟動邊樁機上靜壓裝置，將上述的h型鋼壓至設計標高；

5)重復步驟2,步驟3,步驟4將第二根h型鋼壓至設計標高；

6)遙控控制邊樁機移位，旋轉邊樁機吊臂將步驟2中的u型鋼板樁吊至邊樁機靜壓裝置里，將上述的u型鋼板樁對準焊接在h型鋼的鋼管截面 的槽，u型鋼板樁上焊接的圓鋼筋要求卡在上述h型鋼鋼管的內孔里遙控控制啟動邊樁機靜壓裝置，將上述u型鋼板樁壓入地面直至設計標高；

7)重復步驟2、步驟3、步驟4、步驟5、步驟6直至完成整個基坑的圍護工程；

8)基坑開挖至h型鋼上預安裝的螺栓完全裸露，擰開螺母，將中間支撐型鋼安裝在h型鋼上，并鎖緊螺母；

9)將角撐用螺栓固定在中間支撐型鋼上面，可根據基坑的大小布置多道角撐；

10)將對撐用螺栓固定在中間支撐型鋼上面，可根據基坑的大小布置多道對撐；

11)將傘形支撐安裝在角撐和對撐之間，用螺栓緊固在中間支撐型鋼上面，傘形支撐上的拉鎖兩端分別固定在角撐和對撐的受力支點上，可根據基坑的大小布置多道傘形支撐。

12)重復步驟8、步驟9、步驟10、步驟11直至完成整個基坑的支撐工程。

13)后期基坑變形檢測控制，開啟對撐、角撐、傘型支撐里的智能調節系統，基坑各受力支點通過輸入信號線反饋給微機控制單元，微機控制單元向液壓控制單元發出控制指令，經輸出信號線傳導給閥控單元，從而調節對撐、角撐、傘型支撐的支撐力以防止基坑變形和確保基坑的安全性。

與現有技術相比，其優點有：

1.采用可拆卸鋼結構構建，自重小，安裝拆除方便，施工工藝簡單，可

重復利用；

2.基坑圍護采用uh結構，不需要水和水泥輔助施工，無泥漿污染；

3.圍護和支撐由全鋼構成，施工工效快，無水泥養護時間，與工法樁加

混凝土支撐工藝相比，工期能縮短50％；

4.與工法樁加混凝土支撐工藝相比，在成本造價上大約能降低15％；

5.與混凝土支撐的先撐后挖工藝相比，本系統可根據土方開挖進度做到

隨挖隨撐，施加預緊力，有效控制基坑墻體變形；

附圖說明

圖1為基坑圍護支撐示意圖

1uh圍護結構2對撐3傘形支撐4角撐5中間支撐型鋼

圖2為uh圍護結構示意圖

6u型鋼板樁7圓鋼筋8鋼管9h型鋼10槽11止水裝置

圖3魚腹式支撐圖

12拉索

圖4螺栓連接圖

14螺栓15螺母

圖5邊樁機圖

13邊樁機16靜壓裝置

圖6止水裝置圖

17導槽18止水橡膠

圖7智能調節系統

19微機控制單元20液壓控制單元21輸入信號線22輸出信號線

23閥控單元

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例

如圖1所示，一種可循環使用、拼裝式全鋼基坑圍護支撐系統，該基坑圍護支撐系統由uh圍護結構1、對撐2、角撐4、傘形支撐3組合而成。所述基坑圍護支撐系統包括uh圍護結構1，所述uh圍護結構1由一塊u型鋼板樁6和h型鋼9組合而成，所述u型鋼板樁6兩端各焊接一根圓鋼筋7，所述h型鋼9一端截面上各焊接一根鋼管8，所述鋼管8橫向截面開了一道槽10，所述槽口焊接有止水裝置11，所述u型鋼板樁6通過鋼管截面上的槽10嵌入在h型鋼9上，所述h型鋼6焊接有鋼管的端面預設兩個螺栓通孔；所述對撐2和角撐4通過中間支撐型鋼5用螺栓緊固在uh圍護結 構1上；所述傘形支撐3通過中間支撐型鋼5用螺栓緊固在uh圍護結構上1，傘形支撐3里的拉索12兩端分別固定在角撐4和對撐2的受力支點上。

本發明所述的可循環使用、拼裝式全鋼基坑圍護支撐系統采用邊樁機13施工，其具體步驟為：

1)平整施工場地，根據施工圖放出實樣；

2)預先在h型鋼9、u型鋼板樁6樁身刷涂減磨劑，焊接在h型鋼9的鋼管8內壁均勻刷涂上瀝青、發泡劑等止水材料，h型鋼螺栓通孔上穿好螺栓，螺栓14預緊螺母15；

3)遙控控制邊樁機13移動到待施工位置，啟動動力組件，邊樁機吊臂將步驟2中的h型鋼9吊至邊樁機靜壓裝置16里；

4)遙控控制啟動邊樁機上靜壓裝置16，將上述的h型鋼9壓至設計標高；

5)重復步驟2,步驟3,步驟4將第二根h型鋼9壓至設計標高；

6)遙控控制邊樁機13移位，旋轉邊樁機13吊臂將步驟2中的u型鋼板樁6吊至邊樁機13靜壓裝置16里，將上述的u型鋼板樁6對準焊接在h型鋼9的鋼管8截面的槽10，u型鋼板樁6上焊接的圓鋼筋7要求卡在上述h型鋼9鋼管8的內孔里，遙控控制啟動邊樁機靜壓裝置16，將上述u型鋼板,6壓入地面直至設計標高；

7)重復步驟2、步驟3、步驟4、步驟5、步驟6直至完成整個基坑的圍護工程；

8)基坑開挖至h型鋼9上預安裝的螺栓14完全裸露，擰開螺母15，將中間支撐型鋼5安裝在h型鋼9上，并鎖緊螺母15；

9)將角撐4用螺栓固定在中間支撐型鋼5上面，可根據基坑的大小布置多道角撐4；

10)將對撐2用螺栓固定在中間支撐型鋼5上面，可根據基坑的大小布置多道對撐5；

11)將傘形支撐3安裝在角撐4和對撐3之間，用螺栓緊固在中間支撐型鋼5上面，傘形支撐3上的拉鎖12兩端分別固定在角撐4和對撐2的受力支點上，可根據基坑的大小布置多道傘形支撐3。

12)重復步驟8、步驟9、步驟10、步驟11直至完成整個基坑的支撐工 程。

13)后期基坑變形檢測控制，開啟對撐2、角撐4、傘型支撐3里的智能調節系統，基坑各受力支點通過輸入信號線20反饋給微機控制單元19，微機控制單元19向液壓控制單元20發出控制指令，經輸出信號線22傳導給閥控單元23，從而調節對撐2、角撐4、傘型支撐3的支撐力以防止基坑變形和確?；拥陌踩?。

14)成本造價與工期對比分析

成本對比

對于80延米長基坑，采用工法樁+混凝土支撐，按建筑市場上施工價格計算，每延米造價大概需要花費1.27萬元；采用全鋼圍護支撐系統，按照市場上鋼材租賃價格計算，以6個月租金的為基準，每延米造價大概需要花費1.08萬元；兩種工藝比較，全鋼圍護支撐系統每延米造價比工法樁+混凝土支撐工藝節約成本15％左右。

工期對比

對于80延米長基坑，采用工法樁，按每臺機每天施工15根h型鋼，大概需要7天，混凝土支撐施工及養護大概需要25天，總工期大概需要32天；采用全鋼圍護支撐系統，uh圍護結構按每天施工30根，拼裝對撐，角撐，傘型支撐，大概工期需要15天；兩種工藝比較，全鋼圍護支撐系統工期比工法樁+混凝土支撐工藝縮短50％左右。