[发明专利]一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统及施工方法

权利要求书

1.一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：所述支撑系统包括沿基坑槽(1)内侧壁铺设的围护结构(2)、横跨设置在基坑槽(1)口部两端且固定在围护结构(2)上端侧壁上的上支撑结构(3)和设置在基坑槽(1)的口部以下与底部之上的多道下支撑结构(4)，该下支撑结构(4)的两端与设置在基坑槽(1)内两侧的围护结构连接；所述下支撑结构(4)包括下钢围檩(40)和下型钢支撑梁(41)，在围护结构(2)上分别设置多层所述下钢围檩(40)，且下钢围檩(40)沿基坑槽(1)的内侧壁环绕方向通过螺栓连接在围护结构(2)表面上，沿基坑槽(1)的宽度方向上设置多根相互平行的所述下型钢支撑梁(41)，该下型钢支撑梁(41)的两端通过螺栓分别与所述下钢围檩(40)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：在所述基坑(1)底部两端和两侧壁分别设置有至少一个排水方涵(5)，所述围护结构(2)包括多根呈竖直相互扣接且铺设在所述基坑槽(1)内侧壁上的钢板桩(20)，在所述钢板桩(20)上沿竖直方向设置有多层三角托架(21)，在每层三角托架(21)上分别水平对应设置所述上支撑结构(3)和下钢围檩(40)，所述下型钢支撑梁(41)的两端通过螺栓与所述下钢围檩(40)可拆卸连接，所述基坑槽(1)底部的下钢围檩(40)设置在基坑槽(1)的内侧壁与排水方涵(5)的外壁之间，在所述上钢围檩(30)的中部和两端位置且在上型钢支撑梁(31)的一端端部设置有上钢活络头(33)，在上钢活络头(33)内设置有上千斤顶(32)，该上型钢支撑梁(31)的一端端部与上钢围檩(30)之间通过上千斤顶(32)的输出轴传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：所述上支撑结构(3)包括两条平行横跨在基坑槽(1)口部的上钢围檩(30)和平行连接在两条上钢围檩(30)之间的多根上型钢支撑梁(31)，所述上钢围檩(30)沿基坑槽(1)口部的长度方向设置在钢板桩20上，该上钢围檩(30)通过螺栓和过三角托架(21)固定在钢板桩(20)的外壁上。

4.根据权利要求1或2所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：在所述基坑槽(1)的口部边缘周围外侧设置有拉桩(11)，该拉桩(11)上设置有与围护结构2连接的铁链或铁质拉绳(12)，在拉桩(10)上设置有围栏。

5.根据权利要求2或3所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：所述钢板桩(20)具有槽体(200)，在槽体(200)边缘具有向外弯折的扣接翼(201)，该扣接翼(201)沿槽体(200)的延伸方向设置在所述钢板桩(20)的边缘外侧，每块钢板桩(2)之间通过扣接翼(201)相互拼排扣接串联。

6.根据权利要求5所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：在相邻钢板桩(20)的槽体(200)背部设置有H形支撑钢桩(22)，该H形支撑钢桩(22)从基坑槽(1)的口部延伸至底部，且H形支撑钢桩(22)与槽体(200)的背部通过螺栓或销连接。

7.根据权利要求6所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：所述槽体(200)的横截面为三角形、圆弧形、方形或等腰梯形截面。

8.根据权利要求2所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：所述下型钢支撑梁(41)的两端分别通过下钢活络头(6)连接在所述下钢围檩(40)上，在每一层所述下钢围檩(40)的中部和两端且在在所述下型钢支撑梁(41)的一端端部上分别设置有下千斤顶(7)，该下千斤顶(7)设置在下钢活络头(6)内，该下型钢支撑梁(41)的一端端部与下钢围檩(40)之间通过下千斤顶(7)的输出轴传动连接。

9.根据权利要求8所述的一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统，其特征在于：在所述下钢活络头(6)的外侧壁上设置有加强钢板(8)，该加强钢板(8)通过螺栓依次连接在钢活络头(6)与下型钢支撑梁(41)的端部上。

10.一种基坑槽钢板桩型钢支撑系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据施工测量定位数据对进行开挖沟槽形成基坑槽(1)，按照基坑槽(1)的图纸尺寸要求平整场地，围护结构(2)采用钢板桩(20)相互串联拼接安装，安装前对钢板桩(20)进行标高放样，在钢板桩(20)、上钢围檩(30)和下钢围檩(40)上进行标记，然后将钢板桩(20)吊装至基坑槽1内进行安插形成围护结构(2)，使钢板桩(20)的桩顶与高出基坑槽(1)的口部水平地面；

步骤2：根据标记位置，在钢板桩(20)的外壁上安装三角托架(21)，在地面进行上钢围檩(30)拼接，拼接需保证等强度连接；先将拼接好的上钢围檩起吊安放在三角托架(21)上，并使上钢围檩(30)与钢板桩(20)紧密接触，保证上钢围檩(30)的两端横跨在所述基坑槽(1)两端口部边缘的支撑台(10)上，沿上钢围檩(30)每隔3米～4米设置一道上型钢支撑梁，将上型钢支撑梁(31)的一端固定在上钢围檩(30)上，上型钢支撑梁(31)的另一端通过上钢活络头(33)连接在所述上钢围檩(30)上，以便拼接形成基坑槽(1)上支撑结构(3)，其中，上型钢支撑梁(31)的钢支撑长度比基坑槽(1)的宽度短10～30cm，上型钢支撑梁(31)的两端标高偏差不大于20mm和L₀/600，L₀为上型钢支撑梁的长度；

步骤3：在上钢活络头(33)内设置上千斤顶(32)，启动上千斤顶(32)使上型钢支撑梁(31)稳定、紧压连接在基坑槽(1)两侧的上钢围檩(30)，使上钢围檩(30)紧压在钢板桩(20)的上端，对基坑槽(1)的上端侧壁进行支撑防护；

步骤4：开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第一道下支撑结构(4)，即先将拼接好的下钢围檩(40)起吊安放在三角托架(21)上，并使下钢围檩(40)与钢板桩(20)紧密接触，且保证下钢围檩40的两端横跨于基坑槽(1)口部两端的支撑台(10)上支撑，在下钢围檩(40)上每隔3米～4米距离设置一道下型钢支撑梁(41)，将下型钢支撑梁(41)的一端固定在下钢围檩(40)上，下型钢支撑梁(41)的另一端通过下钢活络头(6)连接在所述下钢围檩(40)上，以便拼接形成第一道下支撑结构(4)，其中，下型钢支撑梁(41)钢支撑长度比基坑槽宽度短10～30cm，型钢支撑梁两端标高偏差不大于20mm和L₁/600，L₁为下型钢支撑梁的长度；

步骤5：在下钢活络头(6)的滑槽内安装下千斤顶(7)，并启动下千斤顶(7)使下型钢支撑梁(41)顶出对下钢围檩(40)进行预应力施加，然后在下钢活络头(6)的滑槽内顶入钢楔并敲紧，钢楔伸入下钢活络头(6)内长度不应小于20cm，从而在每一层三角托架(21)上安装一道下支撑结构(4)，在第一道下支撑结构(4)上继续向下开挖；待开挖到一定深度时，在新开挖的基坑槽(1)底部按步骤2至步骤3安装拼接形成第二道下支撑结构(4)，然后继续进行基槽土方开挖，并以此类推施工，直至达到设计要求基坑槽底部标高，其中，下千斤顶(7)在下钢活络头(6)的支撑轴线两侧对称、等距放置，且应同步施加压力；预加力应至设计值并在压力稳定后，通过加强钢板(8)进行再次加固连接；预应力施加完成后，下钢活络头(6)的头颈伸出下型钢支撑梁(41)的长度不应大于30cm，否则应在加完预应力后下活络头两端焊接槽钢将其固定；预应力施加完成后，将下型钢支撑梁(41)的端部与下钢围檩(40)之间的间空隙用钢板垫紧；当土质较差或基坑槽开挖深度较深时，为增强钢板桩抵抗基土侧压力，应在钢板桩(20)的背部插入H形支撑钢桩(22)。

步骤6：基坑槽土方开挖至施工标高后，施工基坑槽(1)底部混凝土垫层，再施工基坑槽内的排水方涵(5)，排水方涵(5)与下型钢支撑梁(41)相碰影响施工时，需待底板换撑传力带达到设计强度的70％后方能拆除下支撑结构(4)；下支撑结构(4)的拆除由下往上拆除，然后回填土方至每一道下支撑结构(4)时，再拆除剩余的下支撑下钢围檩(40)和下型钢支撑梁(41)，回填土方完成后拆除上支撑结构(3)并拔出钢板桩(20)和H形支撑钢桩(22)，每条钢板桩(20)的长度不超过6m，每层下支撑结构(4)之间的高度为5m-6m；拆除时，先用100吨的千斤顶逐步给下型钢支撑梁(41)卸去载荷，敲击塞铁，松动楔块、取出楔块，然后依次给钢活络头内的下千斤顶(32)和100吨的千斤顶减压并在完全放松后，移走100吨的千斤顶，最后控制下型钢支撑梁(41)，起吊出基坑槽(1)。