支撑构件及基坑支护系统的制作方法

2021-01-17 15:01:12|

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本申请涉及地铁车站施工技术领域，尤其涉及一种支撑构件及基坑支护系统。

背景技术：

在地铁车站的施工的过程中，为了防止基坑周围的泥土坍塌流入基坑内，影响正常车站施工工作的开展，需要对基坑进行支护。通常在开挖前采用围护体进行围护，然后在开挖后使用支撑构件支撑围护体，以防止围护体失效，支撑构件作为基坑内支撑系统的一部分，承担着大量的支承工作。

现在技术中，支撑构件通常采用浇筑混凝土一体成型，如此当支护工作完成后，需要将支撑构件全部拆除，施工周期长，工作量大，从而造成施工难度较高的后果。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种支撑构件及基坑支护系统，以解决地铁车站施工难度高的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供一种支撑构件，用于施工地铁车站的基坑支护系统中。支撑构件包括：弦杆件，两所述弦杆件上下间隔设置，每一所述弦杆件的两端分别连接在所述基坑支护系统的围护体上，至少上部的所述弦杆件的两端与所述围护体可拆卸地连接；以及连接件，连接在上部的所述弦杆件和下部的所述弦杆件之间。

进一步地，所述弦杆件包括多个拼接的中间弦杆和分别拼接在多个所述中间弦杆两端的端部弦杆；相邻的所述中间弦杆之间以及所述端部弦杆与所述中间弦杆之间均通过法兰结构连接。

进一步地，所述连接件包括：第一连接件，两端分别与上部的所述弦杆件和下部的所述弦杆件正交连接；以及第二连接件，所述第二连接件的一端设置于一所述第一连接件与上部的所述弦杆件的连接处，另一端设置于相邻的另一所述第一连接件与下部的所述弦杆件的连接处。

进一步地，相邻两个所述第二连接件相对于所述第一连接件对称设置；和/或，相邻两个所述第一连接件之间的距离为1m～3m。

进一步地，上部的一所述中间弦杆、下部的一所述中间弦杆和至少一所述第一连接件组成一中间拼接单元；和/或，上部的一所述端部弦杆、下部的一所述端部弦杆和至少一所述第一连接件组成一端部拼接单元。

进一步地，所述连接件还包括第三连接件，两所述第三连接件对称设置在所述支撑构件的中部；每一所述第三连接件的一端设置于上部的所述弦杆件的中部，另一端设置于相邻的所述第一连接件与下部的所述弦杆件的连接处；或，每一所述第三连接件的一端设置于下部的所述弦杆件的中部，另一端设置于相邻的所述第一连接件与上部的所述弦杆件的连接处。

本申请实施例提供的支撑构件，通过采用预制的弦杆件以及连接件拼接而成，从而在支护工作完成后，可以将上部的弦杆件和连接件拆除，保留下部的弦杆件。下部的弦杆件作为车站顶板的一部分，继续为车站顶板提供支撑。如此可以免去下部的弦杆件的拆除工作，提高了资源利用率，也节约了施工时间，从而降低了施工难度。

本申请实施例的另一方面提供一种基坑支护系统，包括：围护体，所述围护体内开挖形成基坑；以及以上任意一实施例所述的支撑构件，多个所述支撑构件间隔设置在所述围护体上，位于所述基坑的上方。

进一步地，所述围护体包括围护墙体、冠梁和挡土墙，所述围护墙体内开挖形成所述基坑，所述冠梁连接在所述围护墙体的顶端，所述挡土墙连接在所述冠梁上部；上部的所述弦杆件可拆卸地连接在所述冠梁上，下部的所述弦杆件连接在所述围护墙体上。

进一步地，所述冠梁上具有第一预埋连接件，上部的所述弦杆件通过所述第一预埋连接件与所述冠梁可拆卸地连接。

进一步地，所述基坑支护系统还包括位于所述基坑内的支撑体，所述支撑体的两端连接在所述围护体相对的两个墙体上。

本申请实施例提供的基坑支护系统，由于采用了以上任意一项所述的支撑构件，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的基坑支护系统的结构示意图；

图2a为本申请一实施例提供的中间弦杆的一方向的主视图；

图2b为图2a的法兰结构的侧视图；以及

图3为本申请一实施例提供的地铁车站的施工方法的流程图。

附图标记说明：

100、支撑构件；1、弦杆件；11、中间弦杆；12、端部弦杆；21、中间拼接单元；22、端部拼接单元；3、法兰结构；31、安装孔；4、连接件；41、第一连接件；42、第二连接件；43、第三连接件。

200、围护体；210、围护墙体；211、第二预埋连接件；220、冠梁；221、第一预埋连接件；230、挡土墙；300、支撑体。

410、车站顶板；420、车站中板；430、车站底板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

在本申请中描述的方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在地铁车站的基坑施工过程中，通常在开挖前，先施工围护体200，然后从上往下开挖的同时，在基坑内持续施工基坑支护系统。当挖到最底端的时候再开始从下往上建造地铁车站，在建造地铁车站的过程中，从下往上拆除基坑支护系统的部分结构。支撑构件100作为基坑支护系统的第一道支撑，其最先安装，而在最后需要建造车站顶板410的时候最后拆除，所以支撑构件100承担着基坑支护系统中重要的支承工作。现有技术中，支撑构件100通常用混凝土现场浇筑成型，当支护工作完成后，通常采用凿除的方式将支撑构件100拆除，然后在相应的位置重新建造车站顶板410。如此不仅造成较长的施工周期，还造成了一定程度的资源浪费。

有鉴于此，本申请实施例的第一方面提供一种支撑构件100，用于施工地铁车站的基坑支护系统中。请参阅图1，支撑构件100包括弦杆件1以及连接件4。两弦杆件1上下间隔设置，每一弦杆件1的两端分别连接在基坑支护系统的围护体200上，至少上部的弦杆件1的两端与围护体200可拆卸地连接。连接件4连接在上部的弦杆件1和下部的弦杆件1之间。

在一实施例中，请参阅图1，以本申请提供的支撑构件100在基坑支护系统中的应用为例。基坑支护系统包括围护体200和支撑构件100，围护体200内开挖形成基坑，多个支撑构件100间隔设置在围护体200上，位于基坑的上方。通过在围护体20内两个平行的墙体之间设置支撑构件100，给围护体200提供一个垂直于基坑内壁的抵抗力，从而提高围护体200的支撑强度。为了保证围护体200具有足够的支撑强度，要求支撑构件100具备较高的强度。本申请提供的支撑构件100采用预制的连接件4连接在上下两平行弦杆件1之间，形成支撑构件100。

当需要建造车站顶板410的时候，将上部的弦杆件1以及连接件4拆除，而将下部的弦杆件1保留，多个在水平方向上间隔设置的弦杆件1与多个连系梁(图未示出)交错连接，共同构成车站顶板410的框架结构的一部分，最后在框架结构上浇筑混凝土形成车站顶板410。

本申请实施例提供的支撑构件100，通过采用预制的弦杆件1以及连接件4拼接而成，从而在支护工作完成后，可以将上部的弦杆件1和连接件4拆除，保留下部的弦杆件1，下部的弦杆件1作为车站顶板410的一部分，继续为车站顶板410提供支撑。如此不仅可以使上部的弦杆件1拆除后得以重复利用，还可以免去下部的弦杆件1的拆除工作，提高资源利用率的同时，也节约了施工时间，从而降低了施工难度。

优选地，为了保证弦杆件1以及连接件4的支撑强度，同时降低成本，弦杆件1以及连接件4均由混凝土浇筑而成。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，弦杆件1包括多个拼接的中间弦杆11和分别拼接在多个中间弦杆11两端的端部弦杆12。相邻的中间弦杆11之间以及端部弦杆12与中间弦杆11之间均通过法兰结构3连接，请参阅图2a和图2b。通过多个中间弦杆11和两端的端部弦杆12拼接组成弦杆件1，可以根据施工时所需要的长度，在组装的过程中灵活选择中间弦杆11的数量。

具体地，请参阅图2a和图2b，法兰结构3设置在中间弦杆11或者端部弦杆12的端部，其周围靠近边界处形成有安装孔31，相邻中间弦杆11之间，或者中间弦杆11与端部弦杆12之间通过法兰结构3相互配合，两个法兰结构3的安装孔31对齐后，使用紧固件紧固即可。当需要拆下时，拆下紧固件即可。该连接方式简单高效，便于拆装，便于重复利用中间弦杆11和端部弦杆12。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，连接件4包括第一连接件41和第二连接件42。第一连接件41的两端分别与上部的弦杆件1和下部的弦杆件1正交连接。第二连接件42的一端设置于一第一连接件41与上部的弦杆件1的连接处，另一端设置于相邻的另一第一连接件41与下部的弦杆件1的连接处。通过设置第一连接件41分别与上部的弦杆件1和下部的弦杆件1正交连接，使得第一连接件41为弦杆件1提供垂向方向的支撑力。而第二连接件22为倾斜设置，为弦杆件1提供倾斜方向的支撑力，进一步提高了支撑构件100对围护体200的支撑强度。

进一步地，在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，相邻两个第二连接件42相对于第一连接件41对称设置。从而，在第一连接件41和两个第二连接件42分别于上部的弦杆件1和下部的弦杆件1的连接处，形成三点支承，相邻两个第二连接件42对上部的弦杆件1或对下部的弦杆件1施加对称力，从而有利于支撑构件100处于稳定的平衡状态。

在一实施例中，本申请提供的支撑构件100中，为了保证支撑构件100自身的强度，防止其对围护体200支撑失效的事故发生，相邻两个第一连接件41之间的距离为1m～3m，比如，可以是1m、1.5m、1.8m、2m、2.4m、2.7m或者3m等，避免第一连接件41之间的间隔过长，支撑构件100的强度较低，从而不足以对围护体200形成有效的支撑。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，上部的一中间弦杆11、下部的一中间弦杆11和至少一第一连接件41组成中间拼接单元21。具体地，中间拼接单元21可以包括一个第一连接件41，也可以包括2个或者更多第一连接件41，以实际施工需求进行选择。现场施工时，可以将中间拼接单元21作为一个整体进行拼接。如此，可在施工前将预制好的中间拼接单元21拼接好，进一步减少现场施工的时间。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，上部的一端部弦杆12、下部的一端部弦杆12和至少一第一连接件41组成一端部拼接单元22。同中间拼接单元21一样，可以在施工前将端部拼接单元22拼接好，避免现场逐一拼装，从而降低了施工难度，节约了现场施工时间。

可以理解的是，当同时采用中间拼接单元21和端部拼接单元22时，现场施工的过程中，只需在两个端部拼接单元22之间拼接若干个中间拼接单元21，即可完成现场支撑构件100的拼装工作，如此极大地降低了现场支撑构件100拼装和拆解的时间。

需要说明的是，中间拼接单元21可以由中间弦杆11和第一连接件41分别通过混凝土浇筑成形后，然后通过连接件连接在一起，组成中间拼接单元21，也可以在混凝土浇筑的过程中一体成形。同理，端部拼接单元22可以由端部弦杆12和第一连接件41分别通过混凝土浇筑成型，然后通过连接件连接在一起，组成端部拼接单元22，也可以在混凝土浇筑的过程中一体成型。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的支撑构件100中，连接件4还包括第三连接件43，两第三连接件43对称设置在支撑构件100的中部。每一第三连接件43的一端设置于上部的弦杆件1的中部，另一端设置于相邻的第一连接件41与下部的弦杆件1的连接处。可以理解的是，相比于第一连接件41和第二连接件42的两节点支撑，两个第三连接件43与一个第一连接件的配后形成三点支撑，能够为支撑构件100提供更强的支撑强度。在支撑构件100对其两端的围护体200提供支撑的时候，支撑构件100的中部会承受较大的弯曲应力，通过在支撑构件100的中部设置两第三连接件43和一第一连接件，可以提高其中部的结构强度，防止支撑构件100发生变形或者断裂等事故。

可选地，在一未示出的实施例中，本申请提供的支撑构件100中，每一第三连接件43的一端设置于下部的弦杆件1的中部，另一端设置于相邻第一连接件41与上部的弦杆件1的连接处。该实施例与上一实施例中，第三连接件的一端设置于上部的弦杆件1的中部的技术方案，具有相同的技术效果，在此不再赘述。

本申请实施例的第二方面提供一种基坑支护系统，请参阅图1。基坑支护系统包括围护体200以及以上任意一实施例提供的支撑构件100，围护体200内开挖形成基坑。多个支撑构件100间隔设置在围护体200上，位于基坑的上方。

本申请实施例提供的基坑支护系统，由于采用了以上任一实施例提供的支撑构件100，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

进一步地，在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的基坑支护系统中，围护体200包括围护墙体210、冠梁220和挡土墙230。围护墙体210内开挖形成基坑，冠梁220连接在围护墙体210的顶端，挡土墙230连接在冠梁220上部。上部的弦杆件1可拆卸地连接在冠梁220上，下部的弦杆件1连接在围护墙体210上。可以理解的是，由于支护工作完成后，上部的弦杆件1是需要拆除的，因此需要设置弦杆件1与围护体200之间为可拆卸地连接，而通过将上部的弦杆件1与冠梁220连接，不仅便于上部的弦杆件1与围护体200的连接，也便于其拆除。而下部的弦杆件1则需要保留，继续为车站顶板410提供支撑，因此，下部的弦杆件1与围护体200之间可以是永久性连接，二者的连接越紧固，其支撑可靠度也越高。

可以理解的是，上部的弦杆件1与冠梁220、下部的弦杆件1与围护墙体210的连接形式，可以通过法兰连接，也可以在围护墙体210以及冠梁220上预埋连接件，通过预埋连接件连接。而下部的弦杆件1与围护墙体210之间由于可以是永久连接，因而可以采取在二者的连接处浇筑混凝土的形式连接，也可以焊接。

在一优选的实施例中，请参阅图1，本申请提供的基坑支护系统中，冠梁220上具有第一预埋连接件221，上部的弦杆件1通过第一预埋连接件221与冠梁220可拆卸地连接。具体地，第一预埋连接件221可以是预埋锚栓或者螺栓，此时上部的弦杆件1上应具有与其配合的装配孔。通过第一预埋连接件221，不仅提高了上部的弦杆件1与冠梁220的连接强度，也提高了二者连接的便利性。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的基坑支护系统中，围护墙体210上具有第二预埋连接件211，下部的弦杆件1通过第二预埋连接件211与围护墙体210连接。具体地，第一预埋连接件221可以是预埋锚栓或者螺栓，此时下弦构件2上应具有与其配合的装配孔。此外，由于下弦构件2与围护墙体210之间可以是永久性连接，也可以在二者的配合处预埋钢构件，通过焊接的方式实现二者的连接。

在一实施例中，请参阅图1，本申请提供的基坑支护系统还包括位于基坑内的支撑体300。支撑体300的两端连接在围护体200相对的两个墙体上。可以理解的是，随着基坑开挖深度的增加，仅仅依靠支撑构件100对围护体200提供支撑是不够的，需要不断地在围护体200两端的墙体上安装支撑体300，以对围护体200提供有效的支撑。根据基坑深度的不同，以及基坑内围护体200相对的两个墙体之间的距离的不同，围护体200所需要的支撑力也不相同，因此可以根据现场施工需要设置合适数量的支撑体300。

在一实施例中，本申请提供的基坑支护系统中，支撑体300由钢材制成，可以理解的是，钢材的抗弯强度较高，且可重复利用，既能够满足支撑要求，也可提高资源利用率。

需要说明的是，在地铁车站从下往上依次建造车站底板430、车站中板420以及车站顶板410的过程中，需要适时逐个拆除支撑体300，以使支撑体300在为围护体200提供支撑的同时，又不影响地铁车站的建设工作。

本申请实施例的第三方面提供一种地铁车站的施工方法，请参阅图3，采用以上任意一实施例提供的基坑支护系统，施工方法包括：

s1、施工基坑支护系统的围护体200；

s2、在围护体200内开挖基坑至预设第一深度；

s3、在围护体200上安装支撑构件100；

s4、开挖基坑至预设第二深度；

s5、施工车站的主体框架，留空车站顶板410；

s6、拆除支撑构件100的主体框架，保留支撑构件100下部的弦杆件1；

s7、在下部的弦杆件1的位置处施工形成车站顶板410。

本申请实施例提供的地铁车站的施工方法，由于采用了以上任意一实施例提供的基坑支护系统，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在开挖基坑的过程中，需要在围护体200相对的墙体之间安装支撑构件100，步骤s2中的预设第一深度即为根据预设的支撑构件100的安装位置确定的可以施工支撑构件100的深度。继续开挖基坑，在开挖基坑的过程中，需要根据围护体200的承载力以及基坑的宽度，在相应的深度上安装支撑体300。