[发明专利]一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系及其施工方法

说明书

本发明涉及一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系及其施工方法，包括首尾相连形成整体的若干圈梁构件；所述圈梁构件的两端分别焊接有铰接片，相邻圈梁构件的铰接片需上下叠放后固定；所述圈梁构件的中段分别焊接有两朝向不同且斜向设置的牛腿；所述牛腿背向圈梁构件的平面端焊接有牛腿连接板；相邻圈梁构件上彼此靠近的两牛腿通过斜撑连接后将相邻的圈梁构件固定。在现场将若干圈梁构件吊装至基坑内并依次通过铰接头铰接，最后与斜撑一起组成整体式基坑水平支撑体系，能够保证水平支撑体系的质量与稳定。

技术领域

本发明涉及一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系及其施工方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

基坑支护体系通常包含竖向支护体系和水平支撑体系两大部分。竖向支护体系用于直接承受周围底层的水平向土压力，竖向支护体系常见的形式包括钢板桩、地连墙、灌注桩等；水平支撑体系对竖向支护体系主要起到支承和锚固的作用，改善其受力状态，水平支撑体系的常见形式包括混凝土（或型钢）圈梁、混凝土（或型钢）横撑等。

相比于传统的用混凝土材料制成的水平支撑体系，由各类型钢（包括工字钢、槽钢、方钢等）在现场拼装而成的水平支撑体系具有施工速度快、钢材可回收利用等优点，但同时也不可避免的存在整体性较差，尤其是圈梁转角处无法有效连接，各个点位受力状态不均匀等问题导致水平支撑体系结构不稳，现场拼装施工质量不可控等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系及其施工方法，通过预制带有铰接片和牛腿的圈梁构件，在现场将其吊装至基坑内并依次通过铰接头铰接，最后与斜撑一起组成整体式基坑水平支撑体系，能够保证水平支撑体系的质量与稳定。

本发明的技术方案如下：

一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系，包括首尾相连形成整体的若干圈梁构件；所述圈梁构件的两端分别焊接有铰接片，相邻圈梁构件的铰接片需上下叠放后固定；所述圈梁构件的中段分别焊接有两朝向不同且斜向设置的牛腿；所述牛腿背向圈梁构件的平面端焊接有牛腿连接板；相邻圈梁构件上彼此靠近的两牛腿通过斜撑连接后将相邻的圈梁构件固定。

进一步的，四根所述圈梁构件首尾相连形成矩形的整体式圈梁结构。

进一步的，所述圈梁构件的两端分别平行设置有两片带有中心轴承孔的铰接片；相邻的圈梁构件通过铰接头与铰接片配合固定连接。

进一步的，所述斜撑与牛腿连接板连接的两端部均带有活络头；所述活络头背向斜撑的一端焊接有法兰盘。

进一步的，所述圈梁构件一端设置的两平行的铰接片间距为60~80mm。

进一步的，所述圈梁构件和牛腿为方型钢；所述铰接片为圆角钢板；所述牛腿连接板为矩形钢板；所述牛腿连接板四角处开设有的螺栓孔；所述铰接头为带帽空心圆管。

一种预制拼装的整体式基坑水平支撑体系的施工方法，具体包括如下步骤：

S1、根据开挖基坑的长宽尺寸，预制单根圈梁构件；

S2、打设基坑的竖向支护体系，开挖基坑至第一深度时首先将四根圈梁构件依次吊装至基坑内确定的位置后，使得相邻的圈梁构件的铰接片相互重叠，将铰接头3插入重叠的铰接片后锁紧固定，依次将四根圈梁构件首尾相连进而形成整体式的圈梁结构；

S3、圈梁结构固定后，将带有活络头的斜撑吊装至牛腿的位置，对活络头施加预压力，使活络头的法兰盘与牛腿连接板充分接触后，拧上法兰盘螺栓将斜撑与牛腿固定；

S4、待斜撑与牛腿连接完成后，进一步对活络头施加预压力，使斜撑充分受压后完成第一道整体式水平支撑体系的施工；