CN103967023B - 一种用于长条矩形基坑长边的支护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于长条矩形基坑长边的支护结构，通过在基坑的长边部分设置两个或两个以上的鱼腹梁装置，并在两长边之间位于两相邻鱼腹梁装置之间的位置设置对撑，共同对基坑起到支护作用，所述的对撑通过调整千斤顶产生预应力，所述的鱼腹梁装置通过调整钢绞线的松紧度产生预应力。该种支护结构整体上占用的空间小，便于基坑的开挖，提高效率，同时，支护结构的构件大都是标准尺寸的型材，通过螺栓件连接，安装、拆除都非常方便，多次重复利用率高，整体上降低了基坑支护的成本。
Description
技术领域
本发明属于土木工程领域，具体涉及基坑的预应力支护结构。
背景技术
现有的基坑支护方式大都采用的方式是在基坑的四周设置钢筋混凝土围檩，再在围檩内周布置网状的钢管支撑，其不足是钢管用量大，安装、拆除麻烦，且占据空间大，不利于基坑内土方开挖，不能很好地对基坑侧壁施加预应力，支撑强度低，通常只能通过增加钢管布置的密度来增加支撑力；且不同基坑支护时需使用不同尺寸的钢管，钢管重复使用率低，造成基坑支护的费用高昂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种安装、拆除方便，占据基坑空间小，支护强度高且支护型材回收率高的基坑长边的支护结构。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种用于长条矩形基坑长边的支护结构，包括有沿基坑外周向下打入的水泥搅拌桩，水泥搅拌桩上部浇筑钢筋混凝土结构的压顶梁，压顶梁内周连接有围檩型钢，围檩型钢通过钢筋连接件与压顶梁固定连接。
所述的钢筋连接件包括有L形钢筋，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器，穿过围檩型钢的螺钉与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定；L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接并固结在压顶梁的混凝土中，连接强度高不容易脱出。
在基坑的长边上设置有两个以上的鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座，位于两个第二角撑座之间的5个腹杆支架，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线。
所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具；所述的钢绞线锚具对钢绞线施加拉力，使各个腹杆支架对基坑侧壁的水泥搅拌桩墙面产生预应力，保证墙体稳固不倾斜或倒塌。所述的钢绞线端部穿过导板后分成两股，一股由锚具拉紧，另一股在锚具拉紧后固定在钢绞线固定板上。
所述的腹杆支架包括有下弦梁、与下弦梁垂直连接的腹杆、连接腹杆和下弦梁的斜支杆，还包括与腹杆同轴连接的调整腹杆长度的延伸杆，以及连接在延伸杆端部的钢绞线定位头；各个下弦梁端部依次连接，位于最外端的下弦梁与第二角撑座端部连接；所述的延伸杆能够根据需要调整腹杆的有效长度，从而使钢绞线具有需要的弧度，即钢绞线与腹杆之间的夹角大小合适。
所述的各个第二角撑座和下弦梁通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；所述各个腹杆的下方还支撑有牛腿支架，牛腿支架与插在水泥搅拌桩内的H型钢固定焊接；所述的钢绞线配合腹杆支架产生的拉力是在水平面上的，牛腿支架使腹杆支架不会产生上下晃动或松动。
所述的5个腹杆支架中，位于最中间的腹杆支架具有最长的腹杆和延伸杆，位于最外侧的腹杆支架具有最短的腹杆和延伸杆。
所述的钢绞线依次绕在各个腹杆支架端部的钢绞线定位头上，钢绞线的两端穿过第二角撑座上的导板并固定在钢绞线固定板和钢绞线锚具上。
所述的钢绞线在两个第二角撑座和5个腹杆支架之间形成左右对称的六个部分，从中间往两侧依次为对称的线a、线b和线c，线a与延伸杆之间形成82度的夹角，线b与延伸杆之间形成67度的夹角，线c与延伸杆之间形成54度的夹角；所述的钢绞线配合腹杆支架设置为上述角度，一方面保证了足够的预应力，另一方面使腹杆支架整体占据较小的空间，利于挖土机的挖掘。
两个第二角撑座和5个腹杆支架下方支撑有与围檩型钢平行布置的横梁，所述横梁连接在水泥搅拌桩上；位于中部的三个腹杆支架的延伸杆之间还连接有加固梁；由于钢绞线架设到钢绞线定位头后两侧的延伸杆会相向弯曲，所述的加固梁使延伸杆不产生形变，持久保持稳定的支撑力。
在基坑的两长边之间设置有至少一组对撑装置，对撑装置位于相邻两组鱼腹梁装置之间，每组对撑装置包括有两个八字撑以及连接在两个八字撑之间的一组撑杆。
所述的八字撑包括有两个第二角撑座、一个三角支撑座以及连接两个第二角撑座和三角支撑座的两组撑杆；所述的两个第二角撑座通过螺栓连接在安装位置的围檩型钢之间，且第二角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；所述的两个第二角撑座同时是左右两侧两个鱼腹梁装置的构件，对撑装置使两侧的鱼腹梁装置端部的第二角撑座连接结构更为稳固，确保钢绞线能够施加足够大的预应力。
所述的三角支撑座呈等腰直角三角形，三角支撑座的每个直角边分别连接有三根撑杆，三根撑杆另一端连接有一个加筋H型钢，加筋H型钢另一侧对应三根撑杆的位置连接有三个调节H型钢，调节H型钢另一端与第二角撑座直角边的H型钢j连接；每组的三个撑杆之间连接有三个连接盖板；所述三角支撑座直角顶点位置连接有一根垂直于围檩型钢的撑杆，撑杆另一端连接一个千斤顶，千斤顶与两个第二角撑座之间的围檩型钢连接。
所述的连接盖板沿长度方向开设有5或7个连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿连接盖板长度方向以三排两列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为2a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为a；连接盖板的一面上沿长度方向焊接有2组对称设置的加固钢板条，加固钢板条与连接盖板之间还焊接有三角形的肋板，肋板位于连接孔单元横向相邻的两个连接孔之间。
所述的加筋H型钢两端焊接有盖板，加筋H型钢的翼缘两侧对称开设有5或7组两排两列的连接孔，每组连接孔中纵向、横向相邻的连接孔之间的距离均为2a，加筋H型钢的腹板和翼缘之间焊接有加固筋板，加固筋板位于每组连接孔的中间及每组连接孔的横向的外侧。
两侧八字撑的三角支撑座之间通过四根撑杆连接；四根撑杆下方支撑有与撑杆垂直的横梁，横梁两端分别连接在两个水泥搅拌桩上部，两个水泥搅拌桩之间连接有剪刀撑。
所述的四根撑杆由多根标准长度的撑杆首尾连接构成，在撑杆连接处下方支撑有加固型横梁装置，加固型横梁装置包括有两个与撑杆垂直的横梁a，横梁a两端下方垂直连接有两个横梁b，两个横梁b中部分别连接在两个水泥搅拌桩上部的托座件上方，横梁b两端与托座件下部还连接有两根斜加固杆；两个撑杆的连接处可能产生各个方向的扭力，所述的加固型横梁装置保证了上述连接处的连接稳定性。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过在基坑的长边部分设置两个以上的鱼腹梁装置，并在两长边之间位于两相邻鱼腹梁装置之间的位置设置对撑，共同对基坑起到支护作用，所述的对撑通过调整千斤顶产生预应力，所述的鱼腹梁装置通过调整钢绞线的松紧度产生预应力。该种支护结构整体上占用的空间小，便于基坑的开挖，提高效率，同时，支护结构的构件大都是标准尺寸的型材，通过螺栓件连接，安装、拆除都非常方便，多次重复利用率高，整体上降低了基坑支护的成本。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是围檩型钢与压顶梁的连接结构示意图。
图3是钢筋连接件的结构示意图。
图4是设置在基坑长边的鱼腹梁装置的结构示意图。
图5是第二角撑座的结构示意图。
图6是腹杆支架的结构示意图。
图7是腹杆支架的安装结构示意图。
图8是设置在基坑两长边之间的对撑装置的结构示意图。
图9是八字撑的结构示意图。
图10是连接盖板的结构示意图。
图11是图10左视方向的结构示意图。
图12是加筋H型钢的结构示意图。
图13是图12的T-T向结构示意图。
图14是对撑装置下方横梁的安装结构示意图。
图15是加固型横梁装置的安装结构示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
根据图1至图15所示，本实施例所述的一种用于长条矩形基坑长边的支护结构，包括有沿基坑外周向下打入的水泥搅拌桩40，水泥搅拌桩上部浇筑钢筋混凝土结构的压顶梁，压顶梁内周连接有围檩型钢10，围檩型钢通过钢筋连接件70与压顶梁固定连接。
所述的钢筋连接件包括有L形钢筋701，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器702，穿过围檩型钢的螺钉703与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定。
在基坑的长边上设置有两个以上的鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座22，位于两个第二角撑座之间的5个腹杆支架17，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线50。
所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i221朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h222，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j223端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k224的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板225，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板226；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板227，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具228。
所述的腹杆支架17包括有下弦梁171、与下弦梁垂直连接的腹杆173、连接腹杆和下弦梁的斜支杆172，还包括与腹杆同轴连接的调整腹杆长度的延伸杆174，以及连接在延伸杆端部的钢绞线定位头175；各个下弦梁端部依次连接，位于最外端的下弦梁与第二角撑座端部连接。
所述的各个第二角撑座和下弦梁通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；所述各个腹杆的下方还支撑有牛腿支架170，牛腿支架与插在水泥搅拌桩40内的H型钢固定焊接。
所述的5个腹杆支架中，位于最中间的腹杆支架具有最长的腹杆和延伸杆，位于最外侧的腹杆支架具有最短的腹杆和延伸杆。
所述的钢绞线依次绕在各个腹杆支架端部的钢绞线定位头上，钢绞线的两端穿过第二角撑座上的导板并固定在钢绞线固定板和钢绞线锚具上。
所述的钢绞线在两个第二角撑座和5个腹杆支架之间形成左右对称的六个部分，从中间往两侧依次为对称的线a501、线b502和线c503，线a与延伸杆之间形成82度的夹角，线b与延伸杆之间形成67度的夹角，线c与延伸杆之间形成54度的夹角。
两个第二角撑座和5个腹杆支架下方支撑有与围檩型钢平行布置的横梁13，所述横梁连接在水泥搅拌桩上；位于中部的三个腹杆支架的延伸杆之间还连接有加固梁。
在基坑的两长边之间设置有至少一组对撑装置，对撑装置位于相邻两组鱼腹梁装置之间，每组对撑装置包括有两个八字撑以及连接在两个八字撑之间的一组撑杆。
所述的八字撑包括有两个第二角撑座22、一个三角支撑座24以及连接两个第二角撑座和三角支撑座的两组撑杆；所述的两个第二角撑座通过螺栓连接在安装位置的围檩型钢之间，且第二角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接。
所述的三角支撑座呈等腰直角三角形，三角支撑座的每个直角边分别连接有三根撑杆，三根撑杆另一端连接有一个加筋H型钢15，加筋H型钢另一侧对应三根撑杆的位置连接有三个调节H型钢16，调节H型钢另一端与第二角撑座直角边的H型钢j223连接；每组的三个撑杆之间连接有三个连接盖板12；所述三角支撑座直角顶点位置连接有一根垂直于围檩型钢的撑杆，撑杆另一端连接一个千斤顶30，千斤顶与两个第二角撑座之间的围檩型钢连接。
所述的连接盖板沿长度方向开设有5或7个连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿连接盖板长度方向以三排两列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为2a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为a；连接盖板的一面上沿长度方向焊接有2组对称设置的加固钢板条122，加固钢板条与连接盖板之间还焊接有三角形的肋板123，肋板位于连接孔单元横向相邻的两个连接孔之间。
所述的加筋H型钢两端焊接有盖板，加筋H型钢的翼缘两侧对称开设有5或7组两排两列的连接孔，每组连接孔中纵向、横向相邻的连接孔之间的距离均为2a，加筋H型钢的腹板和翼缘之间焊接有加固筋板，加固筋板位于每组连接孔的中间及每组连接孔的横向的外侧。
两侧八字撑的三角支撑座之间通过四根撑杆连接；四根撑杆下方支撑有与撑杆垂直的横梁，横梁两端分别连接在两个水泥搅拌桩上部，两个水泥搅拌桩之间连接有剪刀撑42。
所述的四根撑杆由多根标准长度的撑杆首尾连接构成，在撑杆连接处下方支撑有加固型横梁装置，加固型横梁装置包括有两个与撑杆垂直的横梁a131，横梁a两端下方垂直连接有两个横梁b132，两个横梁b中部分别连接在两个水泥搅拌桩上部的托座件41上方，横梁b两端与托座件41下部还连接有两根斜加固杆43。
施工时，采用SMW工法成型水泥搅拌桩墙，并浇筑压顶梁，随后安装围檩型钢、角撑、对撑装置及鱼腹梁装置，根据基坑的具体情况确定各个千斤顶及钢绞线的预应力大小，接着即可进行基坑的开挖，基坑施工完毕后即可将支护结构的部件拆除，分类整理以备再次使用。
Claims (1)
1.一种用于长条矩形基坑长边的支护结构，其特征在于：包括有沿基坑外周向下打入的水泥搅拌桩，水泥搅拌桩上部浇筑钢筋混凝土结构的压顶梁，压顶梁内周连接有围檩型钢，围檩型钢通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；
所述的钢筋连接件包括有L形钢筋，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器，穿过围檩型钢的螺钉与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定；
在基坑的长边上设置有两个以上的鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座，位于两个第二角撑座之间的5个腹杆支架，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线；
所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具；
所述的腹杆支架包括有下弦梁、与下弦梁垂直连接的腹杆、连接腹杆和下弦梁的斜支杆，还包括与腹杆同轴连接的调整腹杆长度的延伸杆，以及连接在延伸杆端部的钢绞线定位头；各个下弦梁端部依次连接，位于最外端的下弦梁与第二角撑座端部连接；
所述的各个第二角撑座和下弦梁通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；所述各个腹杆的下方还支撑有牛腿支架，牛腿支架与插在水泥搅拌桩内的H型钢固定焊接；
所述的5个腹杆支架中，位于最中间的腹杆支架具有最长的腹杆和延伸杆，位于最外侧的腹杆支架具有最短的腹杆和延伸杆；
所述的钢绞线依次绕在各个腹杆支架端部的钢绞线定位头上，钢绞线的两端穿过第二角撑座上的导板并固定在钢绞线固定板和钢绞线锚具上；
所述的钢绞线在两个第二角撑座和5个腹杆支架之间形成左右对称的六个部分，从中间往两侧依次为对称的线a、线b和线c，线a与延伸杆之间形成82度的夹角，线b与延伸杆之间形成67度的夹角，线c与延伸杆之间形成54度的夹角；
两个第二角撑座和5个腹杆支架下方支撑有与围檩型钢平行布置的横梁，所述横梁连接在水泥搅拌桩上；位于中部的三个腹杆支架的延伸杆之间还连接有加固梁；
在基坑的两长边之间设置有至少一组对撑装置，对撑装置位于相邻两组鱼腹梁装置之间，每组对撑装置包括有两个八字撑以及连接在两个八字撑之间的一组撑杆；
所述的八字撑包括有两个第二角撑座、一个三角支撑座以及连接两个第二角撑座和三角支撑座的两组撑杆；所述的两个第二角撑座通过螺栓连接在安装位置的围檩型钢之间，且第二角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；
所述的三角支撑座呈等腰直角三角形，三角支撑座的每个直角边分别连接有三根撑杆，三根撑杆另一端连接有一个加筋H型钢，加筋H型钢另一侧对应三根撑杆的位置连接有三个调节H型钢，调节H型钢另一端与第二角撑座直角边的H型钢j连接；每组的三个撑杆之间连接有三个连接盖板；所述三角支撑座直角顶点位置连接有一根垂直于围檩型钢的撑杆，撑杆另一端连接一个千斤顶，千斤顶与两个第二角撑座之间的围檩型钢连接；
所述的连接盖板沿长度方向开设有5或7个连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿连接盖板长度方向以三排两列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为2a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为a；连接盖板的一面上沿长度方向焊接有2组对称设置的加固钢板条，加固钢板条与连接盖板之间还焊接有三角形的肋板，肋板位于连接孔单元横向相邻的两个连接孔之间；
所述的加筋H型钢两端焊接有盖板，加筋H型钢的翼缘两侧对称开设有5或7组两排两列的连接孔，每组连接孔中纵向、横向相邻的连接孔之间的距离均为2a，加筋H型钢的腹板和翼缘之间焊接有加固筋板，加固筋板位于每组连接孔的中间及每组连接孔的横向的外侧；
两侧八字撑的三角支撑座之间通过四根撑杆连接；四根撑杆下方支撑有与撑杆垂直的横梁，横梁两端分别连接在两个水泥搅拌桩上部，两个水泥搅拌桩之间连接有剪刀撑；
所述的四根撑杆由多根标准长度的撑杆首尾连接构成，在撑杆连接处下方支撑有加固型横梁装置，加固型横梁装置包括有两个与撑杆垂直的横梁a，横梁a两端下方垂直连接有两个横梁b，两个横梁b中部分别连接在两个水泥搅拌桩上部的托座件上方，横梁b两端与托座件下部还连接有两根斜加固杆。
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