梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构及其施工方法技术

本发明专利技术的梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构及其施工方法，涉及基坑工程技术领域。针对现有基坑围护结构刚度小、对环境影响大、质量控制难、无法反复使用的问题。它由沿基坑边长设置的多个围护结构单元连续拼接而成，围护结构单元包括两块梯波形钢板，连接于两块梯波形钢板之间且沿其高度方向设置的多个钢桁架，以及连接于梯波形钢板与钢桁架之间的多个连杆；相邻两块梯波形钢板的端部相搭接或咬合；钢桁架是由平行设置的两根弦杆及连接于两者之间的多个腹杆组成的平面桁架结构。围护结构单元通过“单元整体式打入”或“构件插片式打入”，相邻围护结构单元之间搭接或咬合连接形成连续完整的、可同时挡土止水的装配式围护结构。

Fabricated retaining structure combined with ladder corrugated steel plate and steel truss and its construction method

The assembled enclosure structure combined with ladder steel plate and steel truss and its construction method relates to the technical field of foundation pit engineering. In view of the problems existing in the existing foundation pit retaining structure, such as small rigidity, great environmental impact, difficult quality control, and no repeated use. It is made up of a plurality of retaining structure units arranged along the edge length of the foundation pit. The enclosure unit consists of two ladder corrugated steel plates, connected to a number of steel trusses arranged between the two ladder corrugated steel plates and along the height direction, and a number of connecting rods connected between the ladder corrugated steel plate and the steel truss, and two adjacent staircase waves. The steel truss is made up of two chord members arranged in parallel, and a plane truss structure consisting of a plurality of web members connected to each other. The enclosure structure unit is connected by the \unit type entry\ or \component insert type\, and the adjacent enclosure structure units are overlapping or occlusal connection to form a continuous and complete assembly type enclosure structure that can stop the water at the same time.

【技术实现步骤摘要】
梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构及其施工方法
本专利技术涉及基坑工程
，特别涉及一种梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构及其施工方法。
技术介绍
基坑围护结构是一种主要承受基坑开挖卸荷所产生的水土压力，并将此水土压力传递到支撑系统，以稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。工程中普遍采用的基坑围护结构主要有以下几种：(1)地下连续墙：它刚度大、变形相对较小，基坑开挖过程中安全性高，但缺点是成本较高；且墙体需养护，工期较长；此外，施工时需泥浆护壁，泥浆必须妥善处理，否则会对环境产生不良影响。(2)钻孔灌注桩:它刚度较大，布置灵活，但钻孔灌注桩本身是分离式桩体，桩与桩之间有一定空隙，其外侧需另外加设水泥土搅拌桩等止水帷幕，才能使围护结构具有完整的止水功能；且钻孔灌注桩成型也需较长的养护时间；此外，从受力角度而言，对于受侧向水土压力的围护结构，钻孔灌注桩的圆形截面受力特性不佳，造成材料浪费。(3)型钢水泥土搅拌墙(即SMW工法桩):它是采用相互咬合的水泥土搅拌桩加插H型钢后形成的围护结构，其刚度较小，基坑较深或基坑开敞暴露时间较长时，围护结构变形较大，易产生渗漏水问题，带来安全隐患，且围护结构的变形也会影响型钢拔出。(4)钢板桩:它是一种打入后利用锁口相互连接咬合所形成的钢板围护结构，施工快捷，打设、拔除方便，可反复使用；但钢板桩抗侧刚度小，当基坑紧邻变形敏感建(构)筑物时，或基坑挖深较大时，会使基坑产生较大变形，故使用局限性大。此外，在基坑施工完毕后，作为临时挡墙结构的基坑围护结构无需再发挥作用，但目前大多数常见深基坑围护结构仍埋于地下成为永久废弃物，造成巨大的资源浪费及环境污染。
技术实现思路
针对现有基坑围护结构刚度小、对周边环境影响大、质量控制难、而且无法反复使用，造成巨大的资源浪费及环境污染的问题。本专利技术的目的是提供一种梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构及其施工方法，它是一种由梯波形钢板与钢桁架组合的全钢结构，可实现工厂化生产，装配化施工，整体刚度大，可同时档土及止水，并提高施工装配率，具有环境影响小、施工效率高及可回收再利用等优点。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构，它由沿基坑边长设置的多个围护结构单元连续拼接而成，所述围护结构单元包括分别设置在基坑迎坑面和迎土面且相互平行的两块梯波形钢板，连接于两块所述梯波形钢板之间且沿其高度方向设置的多个钢桁架，所述梯波形钢板的高度方向为基坑的深度方向；以及设置于所述梯波形钢板平面内，且沿基坑边长方向连接所述梯波形钢板与所述钢桁架的多个连杆；所述梯波形钢板的横截面呈连续的阶梯波浪形，相邻两块所述梯波形钢板的端部相搭接或咬合；每个所述钢桁架包括平行设置的两根弦杆，及连接于两根所述弦杆之间的多个腹杆，所述腹杆与所述弦杆组成三角形单元的平面桁架结构。优选的，所述梯波形钢板的一端设有贯通其高度方向的凹槽，其另一端设有贯通其高度方向的凸翼，相邻两块所述梯波形钢板的凸翼与凹槽相互搭接连接；或者，所述梯波形钢板的一端设有贯通其高度方向的凸锁扣，其另一端设有贯通其高度方向的凹锁扣，相邻两块所述梯波形钢板的凸锁扣和凹锁扣相互咬合连接。优选的，所述连杆连接相邻两个所述钢桁架的主要节点，所述钢桁架的主要节点为弦杆与腹杆的连接节点。优选的，相邻两个所述围护结构单元接缝处的外侧还设有注浆管。优选的，多个所述钢桁架与位于其两侧的所述梯波形钢板垂直间隔设置，相邻所述钢桁架之间不共用弦杆；或者，所述钢桁架与所述梯波形钢板呈连续三角形设置，相邻所述钢桁架共用弦杆；而且，所述钢桁架、所述连杆及所述梯波形钢板之间为焊接连接。优选的，所述围护结构单元还包括沿梯波形钢板高度方向设置且与所述连杆固接的多个连接件，所述连接件具有截面呈扁C形或Ω形的槽口，所述梯波形钢板、连杆及连接件固接组成梯波形钢板组合构件，多个所述钢桁架可拆卸式连接于相对设置的两个连接件的槽口内。优选的，每个所述围护结构单元的两端分别设置有一个端部桁架，所述端部桁架与所述梯波形钢板垂直。另外，本专利技术还提供了一种梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构的施工方法，步骤如下：S1：工厂预制加工多个如权利要求5所述的围护结构单元，每个所述围护结构单元由两块梯波形钢板、连接于两块所述梯波形钢板之间且沿其高度方向设置的多个钢桁架，以及连接于所述梯波形钢板与所述钢桁架之间的多个连杆固接为一个整体，并将多个所述围护结构单元整体运输至基坑工程施工现场；S2：定位放线，架设导向装置；S3：采取单元整体式打入施工，首先，打入首个所述围护结构单元，再依次打入相邻的所述围护结构单元，使相邻两个所述围护结构单元之间搭接或咬合形成连接为一体的装配式围护结构；S4：逐层开挖基坑土体，依次设置围檩及水平支撑，开挖至坑底并浇筑底板后，依次拆除水平支撑，施工地下室主体结构，并回填密实地下室外墙与所述装配式围护结构之间的空隙。S5：依次拔出所述围护结构单元及注浆管，及时填充拔出后形成的空隙。本专利技术还提供了另一种梯波形钢板与钢桁架组合的装配式基坑围护结构的施工方法，步骤如下：S1：工厂预制加工多个如权利要求6所述的围护结构单元，所述围护结构单元包括：固接有连杆及连接件的梯波形钢板组合构件，以及由弦杆及腹杆组成的钢桁架，并将多个围护结构单元运输至基坑工程施工现场；S2：定位放线，架设导向装置；S3：采取构件插片式打入施工，首先，沿基坑边长的一侧打入第一块所述梯波形钢板组合构件，将多个所述钢桁架的一端分别嵌入第一块所述梯波形钢板组合构件的连接件槽口内，安装与第一块所述梯波形钢板组合构件相对设置的第二块所述梯波形钢板组合构件，使第二块所述梯波形钢板组合构件的连接件槽口与所述钢桁架的另一端对齐，施打第二块所述梯波形钢板组合构件并在土体中完成一段所述围护结构单元的施工，如此反复依次打入相邻的所述围护结构单元，且相邻两个所述围护结构单元之间搭接或咬合形成连接为一体的装配式围护结构；S4：逐层开挖基坑土体，依次设置围檩及水平支撑，开挖至坑底并浇筑底板后，依次拆除水平支撑，施工地下室主体结构，并回填密实地下室外墙与所述装配式围护结构之间的空隙。S5：依次拔出所述梯波形钢板组合构件、所述钢桁架，并拔出注浆管，及时填充拔出后形成的空隙。优选的，所述步骤S3还包括，所述围护结构单元打入土体之前，在所述围护结构单元各构件表面涂抹润滑剂，并在所述梯波形钢板相搭接或咬合的连接节点预先涂止水材料。优选的，所述步骤S3还包括，在相邻两个所述围护结构单元接缝处的外侧插入注浆管，并通过所述注浆管对接缝处实施注浆止水。本专利技术的效果在于：一、本专利技术的梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构为“工厂制作，现场拼装”的组合装配式围护结构，主要构造型式为双层梯波形钢板通过中间间隔或连续设置的钢桁架连成整体，与传统基坑围护结构相比，该梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构主要具有以下显著优势：(1)整体刚度大，变形控制好采用双层梯波形钢板夹钢桁架的形式作为基坑围护结构，由于梯波形钢板及钢桁架刚度较大，因此，装配式围护结构整体刚度较传统钢板桩等围护结构有极大改善，可减少基坑开挖过程中对围护结构本体及周边环境的变形影响，可用于周边建(构)筑物密集及环境保护要求高的基坑；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构，其特征在于:它由沿基坑边长设置的多个围护结构单元连续拼接而成，所述围护结构单元包括分别设置在基坑迎坑面和迎土面且相互平行的两块梯波形钢板，连接于两块所述梯波形钢板之间且沿其高度方向设置的多个钢桁架，所述梯波形钢板的高度方向为基坑的深度方向；以及设置于所述梯波形钢板平面内，且沿基坑边长方向连接所述梯波形钢板与所述钢桁架的多个连杆；所述梯波形钢板的横截面呈连续的阶梯波浪形，相邻两块所述梯波形钢板的端部相搭接或咬合；每个所述钢桁架包括平行设置的两根弦杆，及连接于两根所述弦杆之间的多个腹杆，所述腹杆与所述弦杆组成三角形单元的平面桁架结构。

【技术特征摘要】
1.梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构，其特征在于:它由沿基坑边长设置的多个围护结构单元连续拼接而成，所述围护结构单元包括分别设置在基坑迎坑面和迎土面且相互平行的两块梯波形钢板，连接于两块所述梯波形钢板之间且沿其高度方向设置的多个钢桁架，所述梯波形钢板的高度方向为基坑的深度方向；以及设置于所述梯波形钢板平面内，且沿基坑边长方向连接所述梯波形钢板与所述钢桁架的多个连杆；所述梯波形钢板的横截面呈连续的阶梯波浪形，相邻两块所述梯波形钢板的端部相搭接或咬合；每个所述钢桁架包括平行设置的两根弦杆，及连接于两根所述弦杆之间的多个腹杆，所述腹杆与所述弦杆组成三角形单元的平面桁架结构。2.根据权利要求1所述的装配式围护结构，其特征在于：所述梯波形钢板的一端设有贯通其高度方向的凹槽，其另一端设有贯通其高度方向的凸翼，相邻两块所述梯波形钢板的凸翼与凹槽相互搭接连接；或者，所述梯波形钢板的一端设有贯通其高度方向的凸锁扣，其另一端设有贯通其高度方向的凹锁扣，相邻两块所述梯波形钢板的凸锁扣和凹锁扣相互咬合连接。3.根据权利要求1所述的装配式围护结构，其特征在于：所述连杆连接相邻两个所述钢桁架的主要节点，所述钢桁架的主要节点为弦杆与腹杆的连接节点。4.根据权利要求1所述的装配式围护结构，其特征在于：相邻两个所述围护结构单元接缝处的外侧还设有注浆管。5.根据权利要求1所述的装配式围护结构，其特征在于：多个所述钢桁架与位于其两侧的所述梯波形钢板垂直间隔设置，相邻所述钢桁架之间不共用弦杆；或者，所述钢桁架与所述梯波形钢板呈连续三角形设置，相邻所述钢桁架共用弦杆；而且，所述钢桁架、所述连杆及所述梯波形钢板之间为焊接连接。6.根据权利要求1所述的装配式围护结构，其特征在于：所述围护结构单元还包括沿梯波形钢板高度方向设置且与所述连杆固接的多个连接件，所述连接件具有截面呈扁C形或Ω形的槽口，所述梯波形钢板、连杆及连接件固接组成梯波形钢板组合构件，多个所述钢桁架可拆卸式连接于相对设置的两个连接件的槽口内。7.根据权利要求5或6所述的装配式围护结构，其特征在于：每个所述围护结构单元的两端分别设置有一个端部桁架，所述端部桁架与所述梯波形钢板垂直。8.梯波形钢板与钢桁架组合的装配式围护结构的施工方法，其特征在于，步骤如下：S1：工厂预制加工多个如权利要求5所述的围护结构单元，每个所述围护结构单元由两块梯波形钢板、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张竹庭，钟铮，王新新，程子聪，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31