[发明专利]一种装配式预应力鱼腹梁内支撑系统的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及在基坑工程中采用装配式预应力鱼腹梁内支撑系统的施工方法，主要应用于浅覆土地下通道工程和地下结构工程等。

背景技术

“鱼腹梁”是在工业厂房中常用的一种等强度梁，主要根据梁内力不同设置不同截面的空腹式框架结构梁，使得结构每一个截面上的最大正应力均等于材料的许用应力。由于其形似鱼腹，故而称之为“鱼腹梁”（如图1所示）。现今部分科研和设计单位对其进行改进，采用可张拉的钢绞线代替鱼腹梁中的曲梁，型钢代替直梁并用于基坑工程中，形成一个易于拆装、施工迅速、可循环利用的支撑结构（如图2所示）。在基坑工程中，鱼腹梁支撑1与大跨度的型钢对撑17结合，鱼腹梁支撑1的两角点与型钢对撑17（主要承受压力）固结形成一种封闭的内支撑系统，如应用于地下通道工程中的部分围护结构平面图如图3所示，型钢支撑处的围护横断面如图4所示，基坑设两道支撑，其中第二道为双拼型式。支撑下方土体开挖前，型钢对撑与鱼腹梁钢绞线同时施加预应力，待预应力达到设计值后进行土方开挖。该支撑系统最主要优点是鱼腹梁为紧贴围护墙（桩）的结构，只有两端的型钢对撑横跨在基坑两侧，因此在对撑之间区域没有任何的施工构件，土方开挖、钢筋绑扎和混凝土浇筑等工序均较常规密集的对撑系统作业空间大、施工迅速；其次是该类支撑系统均由型钢和钢绞线经螺栓或焊接构成，构件可工厂预制、现场拼装、拆除，可循环利用、经济指标低，符合现在低碳、绿色的环保理念。

然而，该项技术目前仅用于明挖顺作的地下工程中。如图4所示的地下通道，开挖到坑底后浇筑底板和约0.5~1m高侧墙，为浇筑剩余侧墙和顶板，须将第二道支撑先行拆除。此时第一道支撑受力最大，是设计所考虑的最不利工况。其次，该种施工顺序顶板封顶时间较晚，基坑隆起量大，对基坑下方及两侧环境影响大，尤其当基坑下方还有地铁等敏感建、构筑物时是不合适的。如图3、4所示的地下通道工程，地道下方尚有地铁横穿而过，为减少施工对地铁的影响，需全力完成地铁上覆段即鱼腹梁支撑段的结构，若按常规方法拆除第二道鱼腹梁支撑后浇筑侧墙，第二道支撑的荷载将转移至两边型钢对撑和第一道支撑上。此时，将大大增加支撑受力，支撑结构设计不尽合理。同时，由于采用该工序结构封顶时间较晚，地铁上部卸荷持续时间较长，对地铁的影响亦较大。

发明内容

本发明专利的目的是提出一种装配式预应力鱼腹梁内支撑系统的施工方法，通过整体设计将具有敏感建筑物的上方支撑设为鱼腹梁，两端为型钢支撑，在鱼腹梁支撑段的地下结构的底、顶板先行施工，待发挥强度后支承围护桩墙，再行拆除鱼腹梁，顶、底板之间的鱼腹梁通过预留在顶板上的吊装孔拆除调离，浇注该段侧墙。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：一种装配式预应力鱼腹梁内支撑系统的施工方法，对于基坑工程，基坑两侧设置围护墙，在鱼腹梁支撑段，以顺作方式开挖基坑并随设鱼腹梁支撑系统，开挖到基坑底后即浇筑垫层和结构底板，结构底板浇筑至围护墙与围护墙顶紧，待结构底板达到强度后浇筑顶板，顶板亦浇筑至围护墙，其特征在于顶板处在围护墙中植筋并与顶板内的钢筋连接以承担鱼腹梁范围内支架拆除后的顶板部分自重，浇筑顶板时在顶板内预留吊装孔，待顶板达到强度后，先拆除顶板上方的鱼腹梁支撑，此时由顶板和底板有效承受围护墙所受的坑外荷载，再拆除顶板和底板之间的鱼腹梁支撑，然后通过顶板预留吊装孔吊离拆除下来的顶板和底板之间的鱼腹梁支撑并覆土完成地面施工，最后浇筑侧墙。拆除鱼腹梁支撑时，围护墙由已浇筑好的顶、底板支承，避开了设计的最不利工况。结构顶板和上覆土的快速施作减少了基坑暴露时间，提高了基坑安全性，降低了坑底隆起量从而减少对坑底、坑边的环境影响。