[发明专利]可重复循环使用钢筋混凝土支撑技术

说明书

技术领域

本发明属于建筑工程领域，主要提出基坑支护系统中的一种可重复循环使用钢筋混凝土支撑技术。

背景技术

随着人类文明的不断进步，世界范围内城市化进程不断加快，土木工程技术得到了前所未有的发展机遇。建筑业作为国民经济建设的第一大行业，随着经济增长的需要，在未来一段足够长的时间仍然承担着巨大的建设生产任务。建筑业的发展也就意味着巨大的资源消耗，作为常规耗材的钢筋混凝土结构由于自身的优越性，其消耗量必然是相当巨大的，因此在社会发展过程中钢筋混凝土结构材料也逐渐成为人类文明建设中不可缺少的物质基础。

钢筋混凝土结构的主要组成材料有粗骨料、细骨料(砂、石)、胶凝材料以及在钢筋混凝土结构中起骨架作用的钢筋等。长期以来，砂石骨料因其来源广泛、价格低廉，常被认为是取之不尽、用之不竭的原材料，然而从某种意义上讲，天然砂、石属不可再生资源，它们的形成需要漫长的地质年代。混凝土结构的生命周期往往只有几十年，更有甚者作为临时结构使用的混凝土可能只有短短的数月甚至数十天，这些临时结构完成其使用功能后，常常会被拆除，旧混凝土就会被废弃。譬如，作为临时支护结构的钢筋混凝土支撑在地铁车站明挖基坑围护结构支撑系统中使用相当普遍，然而地铁车站主体结构施工期一般为6～7个月，因此这种临时支撑的使用寿命大部分小于6个月，部分支撑的使用寿命甚至不足2个月，即被拆除。由于钢筋混凝土自身组成材料及其特性，其拆除过程时间长、工作效率低、劳动强度大，产生的建筑垃圾易造成环境污染，尤其在其拆除过程中产生大量的粉尘、噪音对现场工人的身体健康产生危害，严重影响周边局面的生活。

20世纪90年代以来，全世界每年建设需消耗约80亿立方米的混凝土。据统计，目前，美国每年废弃混凝土量约为0.6亿立方米；德国，每年拆除的废弃混凝土约为0.12立方米/人；在我国，每年混凝土耗用量大约20～30亿立方米，废弃的建筑垃圾约4200万立方米，其中34％属于废弃混凝土，约1428万立方米；若按砂石用量占钢筋混凝土总质量的70％来算，我国每年需要开采约为14～21亿立方米的砂石，若按海拔500米的山地进行折算，也就相当于我国每年约有840公顷的山地被夷平，这对资源环境的破坏是不言而喻的，如果不加限制地开采，随意开采，甚至滥采滥用，这不仅会造成天然骨料短缺，且废弃混凝土很难进行自我消化，严重破坏自然环境和生态平衡。由此引发的环境问题也很明显，如对耕地的占用、对景观的破坏、粉尘对环境的污染等。进入21世纪后，人口的不断增长对各种资源、能源的消耗量不断增加，资源枯竭、能源危机、环境恶化等问题愈加严重。如何减少、利用建筑垃圾，对其进行资源化利用，成为当前混凝土生产、使用技术的新课题和新挑战。2003年7月，我国在《21世纪初可持续发展行动纲要》中明确提出“在资源保护方面，要合理使用、节约和保护水、土地、能源、森林、草地、矿产、海洋、气候等资源，提高资源利用率和综合利用水平”。因此，研究临时钢筋混凝土构件的重复循环利用、提高混凝土构件的使用寿命对于减小钢筋、混凝土用量，降低资源、能源消耗、提高工作效率，减少混凝污染有着非常重要的意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提出一种可重复循环使用的钢筋混凝土支撑技术。

本发明为完成上述发明目的采用以下技术方案：

结合地铁明挖车站基坑支撑系统设计的要求将本发明中可重复循环使用的支撑分为钢筋混凝土“米”字型支撑，钢筋混凝土对撑、斜撑。钢筋混凝土“米”字型支撑按照不同的基坑宽度分成支撑可重复循环使用段和后浇段两部分，可重复循环使用段又分为矩形截面可重复循环使用段及“W”形可重复循环使用段。钢筋混凝土对撑、斜撑则根据地铁车站基坑标准化设计宽度将矩形截面对撑、斜撑分为数个循环使用段和后浇段。可重复循环使用段支撑在预制场按照基坑支护普遍性要求提前预制。预制钢筋混凝土支撑循环使用段时考虑与后浇段连接的要求将与后浇段连接的预制段接触面做特殊槽口处理。基坑围护结构系统施工时根据设计要求将钢筋混凝土支撑的可重复循环使用段现场进行拼装，并预留出相应后浇段。施工支撑后浇段(钢筋工程、模板工程、混凝土工程)，对后浇段混凝土进行养护，待其达到设计强度后进行基坑开挖。当混凝土支撑完成使用功能，对混凝土支撑进行拆除时，仅对支撑后浇部分的混凝土进行拆除，将前期场外预制钢筋混凝土支撑循环使用段转运至车站基坑不同部位或者其他围护结构基坑支护系统中重复循环使用。