CN106065626A - 脱离式基坑钢支撑体系 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱离式基坑钢支撑体系，包括：分离式的双向支撑结构，支设于基坑内；基坑立柱，竖向支撑双向支撑结构；竖向约束结构，竖向约束双向钢支撑的竖向距离；高低围檩结构；连接于高低围檩之间的围檩连接装置；以及支撑于高低围檩之间的围檩斜撑装置。本发明能够满足上下分离式的基坑钢支撑的竖向支撑、水平围檩支护及横纵钢支撑之间的竖向约束，整体性好且传力可靠。

Description

脱离式基坑钢支撑体系

技术领域

本发明涉及一种基坑支撑结构，尤其涉及一种脱离式基坑钢支撑体系。

背景技术

传统基坑钢支撑中的横向钢支撑和纵向钢支撑设置在同一平面上，因此，在横向钢支撑与纵向钢支撑的交叉节点处常常伴随有被扭断的危险，不利于基坑安全支护。

因此，为了避免横纵向钢支撑在交叉节点处相互干预，一些基坑钢支撑采用了上下脱离式的交叉钢支撑结构，即将横向钢支撑与纵向钢支撑上下分离，设置在两个不同标高的支撑面上。

但是，在这种上下脱离式的交叉钢支撑结构中，采用传统的钢支撑体系存在以下几个问题：

横纵钢围檩不处于同一标高上，这时在基坑角部横纵围檩交点处需采用特殊节点将横纵围檩进行连接；

传统的钢斜撑无法适应于高低钢围檩的角部支撑；

传统的基坑钢立柱无法直接安装，需要在钢立柱与双向钢支撑之间设置特殊的节点连接结构；

横向钢支撑与纵向钢支撑之间完全失去了约束，使得轴力不好控制，稳定性减弱，支撑效果下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱离式基坑钢支撑体系，能够满足上下分离式的基坑钢支撑的竖向支撑、水平围檩支护及横纵钢支撑之间的竖向约束，整体性好且传力可靠。

为实现上述技术效果，本发明公开了一种脱离式基坑钢支撑体系，包括：

双向支撑结构，包括交叉设置的横向钢支撑和纵向钢支撑，所述横向钢支撑位于所述纵向钢支撑的上方；

基坑立柱，竖立于所述横向钢支撑与所述纵向钢支撑的交叉节点处，所述基坑立柱上设有支设于所述横向钢支撑底部的高位支撑件和支设于所述纵向钢支撑底部的低位支撑件；

竖向约束结构，包括设置于所述交叉节点处的所述横向钢支撑顶部的第一约束件、设置于所述交叉节点处的所述纵向钢支撑底部的第二约束件及拉设于所述第一约束件与所述第二约束件之间的竖向拉结件，所述第一约束件、所述第二约束件与所述竖向拉结件围设形成封闭环；

围檩结构，包括连接于所述横向钢支撑端部的高位围檩和连接于所述纵向钢支撑端部的低位围檩，所述高位围檩与所述低位围檩之间连接有围檩连接装置；所述围檩连接装置包括连接于所述高位围檩端部的高位连接梁和连接于所述低位围檩端部的低位连接梁，所述高位连接梁固定于所述低位连接梁的上方；以及

围檩斜撑装置，包括支撑于基坑转角两侧的所述高位围檩与所述低位围檩之间的中间支撑梁、装配连接于所述中间支撑梁的第一端与所述高位围檩之间的高位组合梁及装配连接于所述中间支撑梁的第二端与所述低位围檩之间的低位组合梁。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述高位支撑件上设有抵靠于所述横向钢支撑两侧的第一限位块，所述低位支撑件上设有抵靠于所述纵向钢支撑两侧的第二限位块。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述高位支撑件和所述低位支撑件为牛腿或系杆。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述围檩连接装置设于基坑转角两侧的所述高位围檩和所述低位围檩之间；所述高位连接梁包括第一重叠部及沿第一方向固定于所述第一重叠部上的第一转接部；所述低位连接梁包括第二重叠部及沿第二方向固定于所述第二重叠部上的第二转接部；所述第一重叠部叠设于所述第二重叠部上，所述第一方向与所述第二方向的夹角适配于基坑转角。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述第一转接部上设有与所述高位围檩连接的第一预制构件，所述第二转接部上设有与所述低位围檩连接的第二预制构件。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述高位组合梁包括与所述高位围檩等高的高位主梁及固定于所述高位主梁底部的低位转接梁，所述高位主梁的第一端及所述低位转接梁的第一端与所述中间支撑梁的第一端固定；所述低位组合梁包括与所述低位围檩等高的低位主梁及固定于所述低位主梁顶部的高位转接梁，所述低位主梁的第一端及所述高位转接梁的第一端与所述中间支撑梁的第二端固定。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述中间支撑梁包括第一中间梁及固定于所述第一中间梁底部的第二中间梁；所述高位主梁的第一端连接于所述第一中间梁的第一端，所述低位转接梁的第一端连接于所述第二中间梁的第一端；所述低位主梁的第一端连接于所述第二转接梁的第二端，所述高位转接梁的第一端连接于所述第一中间梁的第二端。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述高位主梁的第二端与所述高位围檩之间连接有第一斜撑连接件，所述低位主梁的第二端与所述第二围檩之间连接有第二斜撑连接件。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述第一约束件与所述横向钢支撑的顶部之间、所述第二约束件与所述纵向钢支撑的底部之间及所述横向钢支撑的底部与所述纵向钢支撑的顶部之间设有减摩垫层。

所述脱离式基坑钢支撑体系进一步的改进在于，所述第一约束件包括沿所述纵向钢支撑的长度方向设置于所述横向钢支撑顶部的两第一角钢，且所述两第一角钢对应于所述纵向钢支撑的两侧位置；所述两第一角钢的两端延伸出所述横向钢支撑的两侧，形成第一拉结部；

所述第二约束件包括沿所述横向钢支撑的长度方向设置于所述纵向钢支撑底部的两第二角钢，且所述两第二角钢对应于所述横向钢支撑的两侧位置；所述两第二角钢的两端延伸出所述纵向钢支撑的两侧，形成第二拉结部；

所述竖向拉结件拉结于所述第一拉结部与所述第二拉结部之间。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

1、通过在横向钢支撑与纵向钢支撑的交叉节点处的基坑立柱上设置高位支撑件和低位支撑件，分别对横向钢支撑和纵向钢支撑起到支撑和定位的作用，可解决上下分离式基坑钢支撑的竖向支撑难的问题；

2、采用上下固定的高位连接梁和低位连接梁构成高低围檩连接装置，可安装在标高不同的高位围檩和低位围檩之间，达到完美过度高、低围檩的作用，整体性好且传力可靠；

3、采用中间支撑梁、高位组合梁及低位组合梁构成围檩斜撑装置，通过高位组合梁对高位围檩起到等高支撑的作用，通过低位组合梁对低位围檩起到等高支撑的作用，再通过中间支撑梁将两端的高位组合梁和低位组合梁刚性连接，使所构成的组合斜撑装置可以水平支撑在基坑转角两侧位于不同标高的高位围檩和低位围檩之间，传力可靠，支撑稳定性好；

4、通过在横向钢支撑与纵向钢支撑的交叉节点处设置竖向约束结构，将横向钢支撑与纵向钢支撑竖向箍紧，起到了竖向约束的作用，可便于控制分离式基坑钢支撑的竖向高度，增强竖向稳定性。

附图说明

图1为本发明脱离式基坑钢支撑体系的平面示意图。

图2为本发明脱离式基坑钢支撑体系的立面示意图。

图3为本发明脱离式基坑钢支撑体系的基坑立柱与双向支撑结构的第一种连接方式的平面示意图。

图4为图3的A-A面示意图。

图5为图3的B-B面示意图。

图6为本发明脱离式基坑钢支撑体系的基坑立柱与双向支撑结构的第二种连接方式的平面示意图。

图7为图6的C-C面示意图。

图8为图6的D-D面示意图。

图9为本发明脱离式基坑钢支撑体系的基坑立柱与双向支撑结构的第一种连接方式的平面示意图。

图10为图9的E-E面示意图。

图11为图9的F-F面示意图。

图12为本发明脱离式基坑钢支撑体系的围檩连接装置的安装示意图。

图13为图12的1-1面示意图。

图14为图12的2-2面示意图。

图15为本发明脱离式基坑钢支撑体系的围檩斜撑装置的安装示意图。

图16为图15的3-3剖面图。

图17为本发明脱离式基坑钢支撑体系的竖向约束结构的平面示意图

图18为图17的4-4面示意图。

图19为图17的5-5面示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

首先参阅图1和图2所示，本发明脱离式基坑钢支撑体系主要由双向支撑结构、基坑立柱10、竖向约束结构、围檩结构及围檩斜撑装置组成。双向支撑结构包括横向支撑于基坑内的横向钢支撑11和纵向支撑于基坑内的纵向钢支撑12组成，横向钢支撑11和纵向钢支撑12相互交叉，构成基坑的核心支护结构，水平支撑在基坑内部，利用横向钢支撑11和纵向钢支撑12的轴向力对基坑起到防倾覆、防变形的支护作用。基坑立柱支设在横向钢支撑11和纵向钢支撑12的底部，用于对横向钢支撑11和纵向钢支撑12起到竖向支撑、定位的作用，以防止横向钢支撑11和纵向钢支撑12由于长度过长而偏离轴线，从而确保双向支撑结构的稳定的轴向力。围檩结构则围护在基坑壁与双向支撑结构之间，用于承载横向钢支撑11和纵向钢支撑12的轴向力，使基坑受力均衡。

在本发明中，双向支撑结构为上下脱离式结构，横向钢支撑11位于纵向钢支撑12的上方，以避免横向钢支撑11和纵向钢支撑12在交叉节点处的由于扭矩方向不同而造成的变形、失稳问题。

为了匹配新的脱离式基坑钢支撑体系，本发明对基坑支撑体系内的基坑立柱和基坑围檩等做出了改进，以使改良后的基坑立柱和基坑围檩等符合上下脱离式的基坑钢支撑的支护要求。

首先来看基坑立柱10，配合图3～5所示，基坑立柱10竖立于横向钢支撑11与纵向钢支撑12的交叉节点处，高位支撑件101和低位支撑件102为固设于基坑立柱上的牛腿，且高位支撑件101位于低位支撑件102的上方，分别对应不同高度的横向钢支撑11和纵向钢支撑12，以实现利用同一基坑立柱10对位于不同高度的横向钢支撑11和纵向钢支撑12同时起到竖向支撑效果。

进一步的，在高位支撑件101上设有供抵靠于横向钢支撑11两侧的第一限位块1031，低位支撑件102上设有供抵靠于纵向钢支撑12两侧的第二限位块1032，以此对横向钢支撑11和纵向钢支撑12的水平位置起到定位作用。横向钢支撑和纵向钢支撑除了采用牛腿外，还可以采用系杆。

如图6～8所示，其中，高位支撑件101为牛腿，低位支撑件102为系杆，双向支撑结构不变，在双向支撑结构的交叉节点处采用两根基坑立柱10同时进行竖向支撑。

再参阅图9～11所示，当双向支撑结构的交叉节点处采用四根基坑立柱10同时进行竖向支撑时，可采用高位支撑件101与低位支撑件102同为系杆，在双向支撑结构的交叉节点处围合形成更加牢固的竖向支撑体系。

其次，再来看围檩结构，基坑的围檩结构沿基坑侧壁设置一周，用来连接基坑的双向支撑结构，起到固定双向支撑结构的作用和传递荷载的作用，因此，围檩结构在设置时要保证良好的整体性和传力性能。围檩结构包括连接于横向钢支撑11端部的高位围檩131和连接于纵向钢支撑12端部的低位围檩132，由于横向钢支撑11位于纵向钢支撑12的上方，为了保持钢支撑端部与基坑壁之间的平衡和稳定，高位围檩131也相应地高于低位围檩132，因而形成了标高不统一的围檩结构。

在标高不统一的高位围檩131和低位围檩132的连接处需要采用专门的围檩连接装置14来进行连接，配合图12～14所示，以确保两侧标高不统一的高位围檩131和低位围檩132之间得到标高过度，确保围檩结构整体传力平衡可靠。

围檩连接装置14包括连接于高位围檩131端部的高位连接梁141和连接于低位围檩132端部的低位连接梁142，高位连接梁141固定于低位连接梁142的上方，并使高位连接梁141的标高与高位围檩131一致，低位连接梁142的标高与低位围檩132一致。

该高位连接梁141设置在基坑转角两侧的高位围檩131和低位围檩132之间，用以连接转角处的围檩结构。其中，高位连接梁141包括第一重叠部1411及沿第一方向a固定于第一重叠部上的第一转接部1412；低位连接梁142包括第二重叠部1421及沿第二方向b固定连接于第二重叠部1421上的第二转接部1422。其中，第一重叠部与第二重叠部完全重叠且相互固定。第一方向a与第二方向b之间的夹角大小适配于基坑转角大小。第一转接部1412上设有与高位围檩131连接的第一预制构件1431，第二转接部1422上设有与低位围檩132连接的第二预制构件1432。

进一步的，第一重叠部1411和第二重叠部1421分别采用型钢焊接成平面呈形的型钢结构，一方面可适配于基坑转角形状，另一方面其强度较高。在第一重叠部1411和第二重叠部1421的转角位置可设置加强肋板144，作进一步结构加强，以满足高低围檩结构在基坑转角处的围檩连接强度。

同时，配合图15和图16所示，在基坑转角两侧的高位围檩131和低位围檩132之间还设置了围檩斜撑装置15，用于对基坑转角处标高不统一的高低围檩结构进行水平方向的斜向支撑，以保持基坑转角处的转角稳定。

围檩斜撑装置15包括中间支撑梁150、装配连接于中间支撑梁150的第一端与高位围檩131之间的高位组合梁151及装配连接于中间支撑梁150的第二端与低位围檩132之间的低位组合梁152。

中间支撑梁150进一步由第一中间梁1501及固定连接于第一中间梁1501底部的第二中间梁1502组成，并保证第一中间梁1501与第二中间梁1502的宽度之和不小于高位围檩131与低位围檩132之间的最大距离(即高位围檩131的顶面与低位围檩132的底面之间的距离)。

高位组合梁151包括与高位围檩131等高的高位主梁1511及固定连接于该高位主梁1511底部的低位转接梁1512，该高位主梁1511的第一端及该低位转接梁1512的第一端分别与中间支撑梁150的第一端固定连接，具体为：高位主梁1511的第一端与第一中间梁1501的第一端固定连接，低位转接梁1512的第一端与第二中间梁1502固定连接。

低位组合梁152包括与低位围檩132等高的低位主梁1521及固定连接于该低位主梁1521顶部的高位转接梁1522，低位主梁1521的第一端及高位转接梁1522的第一端分别与中间支撑梁150的第二端固定连接，具体为：低位主梁1521的第一端与第二中间梁1502的第二端固定连接，高位转接梁1522的第一端与第一中间梁1502的第二端固定连接。

进一步地，高位主梁1511的第二端与高位围檩131之间连接有第一斜撑连接件1531，低位主梁1521的第二端与第二围檩132之间连接有第二斜撑连接件1532。采用中间支撑梁150、高位组合梁151及低位组合梁152构成围檩斜撑装置，通过高位组合梁对高位围檩起到等高支撑的作用，通过低位组合梁对低位围檩起到等高支撑的作用，再通过中间支撑梁将两端的高位组合梁和低位组合梁连接起到，使所构成的组合斜撑装置可以水平支撑在基坑转角两侧位于不同标高的高位围檩和低位围檩之间，传力可靠，支撑稳定性好。

接着，再配合图17～19所示，为便于控制双向支撑结构的横向钢支撑11和纵向钢支撑12之间的竖向计算长度，以便于配置对应高度的基坑围檩结构和基坑立柱，在横向钢支撑11和纵向钢支撑12的交叉节点处采用竖向约束结构，同时，也对双向支撑结构的竖向稳定性作出了进一步强固。

该竖向约束结构包括设置于交叉节点处的横向钢支撑11的单根第一型钢111顶部的第一约束件161、设置于交叉节点处的纵向钢支撑12的单根第二型钢121底部的第二约束件162及拉设于第一约束件161与第二约束件162之间的竖向拉结件163，第一约束件161、第二约束件162与竖向拉结件163围设形成封闭环，将交叉节点处的横向钢支撑11和纵向钢支撑12进行竖向约束。

其中，在第一约束件161与横向钢支撑11的顶部之间、在第二约束件162与纵向钢支撑12的底部之间、以及在横向钢支撑11的底部与纵向钢支撑12的顶部之间分别设有减摩垫层164。该减摩垫层164采用隔离减摩材料制作，起到隔离和减少相对摩擦的作用，可确保横向钢支撑11和纵向钢支撑12仍可以做水平方向的相对运动，不受彼此及竖向约束结构的约束。因此，该竖向约束结构在起到竖向约束横向钢支撑11与纵向钢支撑12的同时，不会影响横向钢支撑11与纵向钢支撑12本身的水平方向的移动。

进一步地，第一约束件161为沿纵向钢支撑的长度方向设置于横向钢支撑131顶部的两第一角钢，且两第一角钢对应于纵向钢支撑132的两侧位置；两第一角钢的两端延伸出横向钢支撑的两侧，形成第一拉结部。第二约束件为沿横向钢支撑131的长度方向设置于纵向钢支撑132底部的两第二角钢，且两第二角钢对应于横向钢支撑的两侧位置；两第二角钢的两端延伸出纵向钢支撑的两侧，形成第二拉结部。四个第一拉结部和四个第二拉结部上下两两相对，竖向拉结件163竖向拉结于上下相对的每组第一拉结部与第二拉结部之间，围设形成用于约束横向钢支撑11和纵向钢支撑12的竖向间距的封闭环。

本发明脱离式基坑钢支撑体系通过在横向钢支撑与纵向钢支撑的交叉节点处的基坑立柱上设置高位支撑件和低位支撑件，分别对横向钢支撑和纵向钢支撑起到支撑和定位的作用，可解决上下分离式基坑钢支撑的竖向支撑难的问题。采用上下固定的高位连接梁和低位连接梁构成高低围檩连接装置，可安装在标高不同的高位围檩和低位围檩之间，达到完美过度高、低围檩的作用，整体性好且传力可靠。采用中间支撑梁、高位组合梁及低位组合梁构成围檩斜撑装置，通过高位组合梁对高位围檩起到等高支撑的作用，通过低位组合梁对低位围檩起到等高支撑的作用，再通过中间支撑梁将两端的高位组合梁和低位组合梁刚性连接，使所构成的组合斜撑装置可以水平支撑在基坑转角两侧位于不同标高的高位围檩和低位围檩之间，传力可靠，支撑稳定性好。通过在横向钢支撑与纵向钢支撑的交叉节点处设置竖向约束结构，将横向钢支撑与纵向钢支撑竖向箍紧，起到了竖向约束的作用，可便于控制分离式基坑钢支撑的竖向高度，增强竖向稳定性。

以上结合附图及实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于，包括：

双向支撑结构，包括交叉设置的横向钢支撑和纵向钢支撑，所述横向钢支撑位于所述纵向钢支撑的上方；

基坑立柱，竖立于所述横向钢支撑与所述纵向钢支撑的交叉节点处，所述基坑立柱上设有支设于所述横向钢支撑底部的高位支撑件和支设于所述纵向钢支撑底部的低位支撑件；

竖向约束结构，包括设置于所述交叉节点处的所述横向钢支撑顶部的第一约束件、设置于所述交叉节点处的所述纵向钢支撑底部的第二约束件及拉设于所述第一约束件与所述第二约束件之间的竖向拉结件，所述第一约束件、所述第二约束件与所述竖向拉结件围设形成封闭环；

围檩结构，包括连接于所述横向钢支撑端部的高位围檩和连接于所述纵向钢支撑端部的低位围檩，所述高位围檩与所述低位围檩之间连接有围檩连接装置；所述围檩连接装置包括连接于所述高位围檩端部的高位连接梁和连接于所述低位围檩端部的低位连接梁，所述高位连接梁固定于所述低位连接梁的上方；以及

围檩斜撑装置，包括支撑于基坑转角两侧的所述高位围檩与所述低位围檩之间的中间支撑梁、装配连接于所述中间支撑梁的第一端与所述高位围檩之间的高位组合梁及装配连接于所述中间支撑梁的第二端与所述低位围檩之间的低位组合梁。

2.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述高位支撑件上设有抵靠于所述横向钢支撑两侧的第一限位块，所述低位支撑件上设有抵靠于所述纵向钢支撑两侧的第二限位块。

3.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述高位支撑件和所述低位支撑件为牛腿或系杆。

4.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述围檩连接装置设于基坑转角两侧的所述高位围檩和所述低位围檩之间；所述高位连接梁包括第一重叠部及沿第一方向固定于所述第一重叠部上的第一转接部；所述低位连接梁包括第二重叠部及沿第二方向固定于所述第二重叠部上的第二转接部；所述第一重叠部叠设于所述第二重叠部上，所述第一方向与所述第二方向的夹角适配于基坑转角。

5.如权利要求4所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述第一转接部上设有与所述高位围檩连接的第一预制构件，所述第二转接部上设有与所述低位围檩连接的第二预制构件。

6.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述高位组合梁包括与所述高位围檩等高的高位主梁及固定于所述高位主梁底部的低位转接梁，所述高位主梁的第一端及所述低位转接梁的第一端与所述中间支撑梁的第一端固定；所述低位组合梁包括与所述低位围檩等高的低位主梁及固定于所述低位主梁顶部的高位转接梁，所述低位主梁的第一端及所述高位转接梁的第一端与所述中间支撑梁的第二端固定。

7.如权利要求6所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述中间支撑梁包括第一中间梁及固定于所述第一中间梁底部的第二中间梁；所述高位主梁的第一端连接于所述第一中间梁的第一端，所述低位转接梁的第一端连接于所述第二中间梁的第一端；所述低位主梁的第一端连接于所述第二转接梁的第二端，所述高位转接梁的第一端连接于所述第一中间梁的第二端。

8.如权利要求6所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述高位主梁的第二端与所述高位围檩之间连接有第一斜撑连接件，所述低位主梁的第二端与所述第二围檩之间连接有第二斜撑连接件。

9.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：所述第一约束件与所述横向钢支撑的顶部之间、所述第二约束件与所述纵向钢支撑的底部之间及所述横向钢支撑的底部与所述纵向钢支撑的顶部之间设有减摩垫层。

10.如权利要求1所述的脱离式基坑钢支撑体系，其特征在于：

所述第一约束件包括沿所述纵向钢支撑的长度方向设置于所述横向钢支撑顶部的两第一角钢，且所述两第一角钢对应于所述纵向钢支撑的两侧位置；所述两第一角钢的两端延伸出所述横向钢支撑的两侧，形成第一拉结部；

所述第二约束件包括沿所述横向钢支撑的长度方向设置于所述纵向钢支撑底部的两第二角钢，且所述两第二角钢对应于所述横向钢支撑的两侧位置；所述两第二角钢的两端延伸出所述纵向钢支撑的两侧，形成第二拉结部；

所述竖向拉结件拉结于所述第一拉结部与所述第二拉结部之间。