型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及土木工程領域，更具體涉及型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐及其施工方法。
【背景技術】
[0002]在大型深基坑工程領域中，為了保證地下結構及基坑周邊環境的安全，需要在基坑深度范圍內設置一道或幾道內支撐的支護形式，以抵抗由土壓力和地面荷載產生的巨大水平力。內支撐需要布置成幾何尺寸巨大的水平桁架，沿桁架位置每隔一段距離還要布置立柱，在某些基坑工程中，水平桁架支撐和立柱往往縱橫交錯，給土方工程和后續建筑工程帶來很大影響。
[0003]目前，國內基坑常用的支撐體系有三種:全混凝土支撐體系、鋼管與混凝土支撐體系和全鋼支撐體系。全混凝土支撐體系，雖然施工速度快，但是后續施工作業空間小、材料重復利用率低、拆撐困難、延長工期；鋼管與混凝土支撐體系，鋼管構件多，后續挖土施工作業空間受限；全鋼支撐體系，雖然后期材料重復利用率高，但是材料一次性投入巨大，連接節點處施工難度大，施工技術要求高。

【發明內容】

[0004]為了解決上述問題，本發明提供了一種工程造價低，材料重復利用率高，增大了基坑的施工作業空間，方便土方開挖和地下結構施工的型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐及其施工方法。
[0005]根據本發明的一個方面，提供了型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐，其包括支護粧和冠梁，冠梁澆筑連接于支護粧的頂端面，支護粧錨入到冠梁內，冠梁為預應力鋼筋混凝土梁，冠梁相鄰的兩邊設有第一角撐，第一角撐為混凝土角撐，冠梁的兩長邊之間設有至少一組第一對撐，第一對撐包括豎直向上的鋼立柱和一組型鋼支撐桿，型鋼支撐桿由若干型鋼支撐單元拼裝構成，型鋼支撐桿連接于鋼立柱上。由此，冠梁為預應力鋼筋混凝土梁較傳統的混凝土梁受力抗變形能力增強，由于對梁身施加預應力，梁身的剛度進一步增加，能夠減小變形；預應力鋼筋混凝土梁的冠梁結構能達到減少角撐和對撐，增大基坑的施工空間，減小拆撐工程量，而且預應力鋼筋混凝土結構的性價比也遠高于普通鋼筋混凝土結構，所以采用本發明所述的組合機構支撐大大節約了支護材料的用量；角撐為混凝土角撐，降低了連接節點處施工難度；、鋼立柱和型鋼支撐單元，都可以重復利用，提高了材料重復利用率。
[0006]在一些實施方式中，冠梁內設置有第一鋼筋籠，第一鋼筋籠由第一主筋和套設于第一主筋外的第一箍筋構成，第一鋼筋籠內固定有第一套管，第一套管內設有第一預應力筋，冠梁的兩長邊與第一對撐的連接處留有冠梁錨具讓位，冠梁錨具讓位設有對第一預應力筋施加預應力的錨具。由此，通過在冠梁布置第一預應力筋，澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度后，對冠梁內部的第一預應力筋進行張拉并用錨具鎖定，由于對梁身施加預應力，梁身的剛度進一步增加，能夠減小變形。
[0007]在一些實施方式中，冠梁的兩短邊設有對第一預應力筋施加預應力的錨具。
[0008]在一些實施方式中，冠梁的內側預埋有第一托板，型鋼支撐桿的兩端通過第一托板連接冠梁。由此，型鋼支撐桿的兩端通過螺栓鎖緊第一托板與冠梁相連接，降低了連接節點處施工難度。
[0009]在一些實施方式中，支護粧的內側面澆筑連接有圍檁梁，圍檁梁為預應力鋼筋混凝土梁，圍檁梁與支護粧之間設有吊筋，圍檁梁相鄰的兩邊設有第二角撐，第二角撐為混凝土角撐，圍檁梁的兩長邊之間設有至少一組第二對撐，第二對撐由若干型鋼支撐單元拼裝安裝于鋼立柱上構成。由此，圍檁梁為預應力鋼筋混凝土梁較傳統的混凝土梁受力抗變形能力增強，由于對梁身施加預應力，梁身的剛度進一步增加，能夠減小變形；預應力鋼筋混凝土梁的圍檁梁結構能達到減少角撐和對撐，增大基坑的施工空間，減小拆撐工程量。
[0010]在一些實施方式中，圍檁梁內設置有第二鋼筋籠，第二鋼筋籠由第二主筋和套設于第二主筋外的第二箍筋構成，第二鋼筋籠內固定有第二套管，第二套管內設有第二預應力筋，圍檁梁的兩長邊與第二對撐的連接處留有圍檁梁錨具讓位，圍檁梁錨具讓位設有對第二預應力筋施加預應力的錨具。由此，通過在圍檁梁分別布置第二預應力筋，澆筑混凝土，待混凝土達到設計強度后，對圍檁梁內部的第二預應力筋進行張拉并用錨具鎖定，由于對梁身施加預應力，梁身的剛度進一步增加，能夠減小變形。
[0011]在一些實施方式中，圍檁梁的內側預埋有第二托板，第二對撐的兩端通過第二托板連接圍檁梁。由此，第二對撐的兩端通過螺栓鎖緊第二托板與圍檁梁相連接，降低了連接節點處施工難度。
[0012]在一些實施方式中，圍檁梁的兩短邊設有對第二預應力筋施加預應力的錨具。
[0013]根據本發明的另一個方面，提供了型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐的施工方法，其具體施工步驟為:
[0014]步驟1:在預定的基坑側壁內側位置，施工一排支護粧；
[0015]步驟2:對冠梁與第一對撐的連接處以及鋼立柱位置進行定位；
[0016]步驟3:在定位好的鋼立柱位置，施工鋼立柱；
[0017]步驟4:在支護粧強度達到80%要求后，及時挖出支護粧粧頭部分土方，土方挖至冠梁底部標高以下150?200mm ；
[0018]步驟5:破除支護粧粧頭混凝土 ；
[0019]步驟6:彈出冠梁的中心線；
[0020]步驟7:制作冠梁的第一鋼筋籠；
[0021]步驟8:模板安裝加固，用混凝土澆筑第一角撐和冠梁，在定位的冠梁與第一對撐的連接處預留澆筑位，并在冠梁上預埋第一托板和錨具承壓板；
[0022]步驟9:在鋼立柱上安裝型鋼支撐桿，型鋼支撐桿通過螺栓連接冠梁上的第一托板，構成第一對撐；
[0023]步驟10:在冠梁的混凝土強度達到75%時進行第一預應力筋的張拉并用錨具鎖定;
[0024]步驟11:澆筑步驟8得到的預留澆筑位，并預留出冠梁錨具讓位；
[0025]步驟12:開挖基坑內土方，土方挖至圍檁梁的預定位置；
[0026]步驟13:支護粧的內側制作安裝圍檁梁的第二鋼筋籠并安裝吊筋；
[0027]步驟14:模板安裝加固，用混凝土澆筑第二角撐和圍檁梁，在圍檁梁與第二對撐的連接處預留澆筑位，并在圍檁梁上預埋第二托板和錨具承壓板；
[0028]步驟15:在鋼立柱上安裝第二對撐，第二對撐通過螺栓連接圍檁梁上的第二托板；
[0029]步驟16:在圍檁梁的混凝土強度達到75%時進行第二預應力筋的張拉并用錨具鎖定；
[0030]步驟17:澆筑步驟14得到的預留澆筑位，并預留出圍檁梁錨具讓位；
[0031]步驟18:完成圍檁梁后，即可進行下一步基坑挖土作業。
[0032]本發明的優點是:本發明所提供的型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐及其施工方法，降低工程造價，利用預應力筋使冠梁和圍檁梁的剛度增大、跨度增大，減少了對撐和角撐的數量，增大了基坑的施工作業空間，方便土方開挖和地下結構施工，提高了施工效率，采用型鋼與預應力鋼筋混凝土結合，既降低了連接節點處施工難度，又提高了材料重復利用率。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支撐的一實施方式的結構示意圖；
[0034]圖2是圖1所示的冠梁的一實施方式的結構示意圖；
[0035]圖3是圖1所示的圍檁梁的一實施方式的結構示意圖；
[0036]圖4是圖2所示的冠梁與第一對撐的連接結構示意圖；
[0037]圖5是圖4中A-A的結構示意圖；
[0038]圖6是圖4中Al-Al的結構示意圖；
[0039]圖7是圖3所示的圍檁梁與第二對撐的連接結構示意圖；
[0040]圖8是圖7中B-B的結構示意圖；
[0041]圖9是圖7中Bl-Bl的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的說明。
[0043]如圖1至3所示，本發明所述一實施方式的型鋼與預應力鋼筋混凝土組合結構支