CN108842786A - 一种可拆卸轻质装配式基坑支护 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可拆卸轻质装配式基坑支护，包括六种相互配套使用的预制钢管混凝土标准件，几何尺寸模块化，各个标准件通过正面弯螺栓接头和侧面弯螺栓接头组装构成中空的标准块，相邻的标准块再通过短直螺栓接头和长直螺栓接头组成整体基坑支护结构；每种预制钢管混凝土标准件由外包矩形钢管和内部混凝土组成，各个预制标准件均通过螺栓接头连接，接头间均匀涂抹防水胶，直螺栓直接锚固在外包钢管表面，弯螺栓锚固在手孔表面，螺栓手孔采用预埋铸铁手孔，同混凝土一起浇筑。本发明的基坑支护，具有强度高重量轻的优点。

Description

一种可拆卸轻质装配式基坑支护

技术领域

本发明设计基坑支护技术领域，具体来说涉及一种可拆卸轻质装配式基坑支护。

背景技术

基坑工程主要包括开挖、降水以及支护，是一项综合性的系统工程。按照JGJ120－99《建筑基坑支护技术规程》，对基坑侧壁安全等级分为一、二、三级，分别对应为对支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响很严重、一般、不严重。可见，基坑支护是基坑工程的核心和重点，支护结构的质量将直接决定基坑工程的质量。

基坑支护的目的在于保护地下结构施工的顺利进行以及基坑周边环境的安全，可分为临时性支护和永久性支护，一般工程采用的多为临时性支护，即在基坑开挖阶段对基坑采取支护手段，在基坑工程结束后，撤去支护结构。传统的基坑支护方法包括放坡、排桩、土钉墙、地下连续墙、水泥土墙、锚杆等方式，随着城市建筑的加速建设和地下空间的大规模开发，还出现了一些利用多种支护工艺的复合支护结构。

放坡是当挖方超过一定深度时，按照一定的坡度放出足够的边坡，适用于浅基坑工程。该方法具有安全可靠、经济合理、施工方便的优点，但是对于场地要求高，要求场地空旷且地基土质比较好；排桩支护是采用某种桩型，队列式布置组成的基坑支护结构，就材质而言，包括人工挖孔桩、钻孔灌注桩、预制钢筋混凝土板桩等形式，但相对而言，成本较高，利用率低且安装拆卸繁琐；地下连续墙是在地下分段开挖狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，形成钢筋混凝土墙段，最后将这些墙段连成一道连续的地下墙壁。在地下连续墙的设计过程中，一方面，设计者出于安全方面考虑，使地下连续墙的配筋率偏高，造成了严重的经济浪费；另一方面，业主要求深基坑支护结构的设计经济合理，往往在设计过程中造成一些不利因素的忽略，导致基坑事故的发生。为了避免事故，在施工过程中要对地下连续墙的钢筋应力、应变进行跟踪监测，但该方法将耗费大量的资金。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有基坑支护技术中存在成本高、安装难、工期长、拆除难、不能循环使用的问题，同时克服装配式构件整体刚度和抗变形能力差的问题，提供一种可以在施工现场可拆卸快速装配式基坑支护结构。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可拆卸轻质装配式基坑支护，包括六种相互配套使用的预制钢管混凝土标准件，几何尺寸模块化，分别为四个相同尺寸的横向标准件A、横向标准件B、横向标准件C、横向标准件D和两个相同尺寸的纵向标准件A、纵向标准件B，各个标准件通过正面弯螺栓接头和侧面弯螺栓接头组装构成中空的标准块，横向标准件A处于中间位置，连接水平和竖直方向的其他标准件，通过短直螺栓在水平方向连接其他标准块的横向标准件，通过长直螺栓在竖直方向连接其他标准块的横向标准件，通过弯螺栓在竖直方向连接本标准块的纵向标准件；横向标准件C在竖直方向上位于边界处；横向标准件B在水平方向上位于边界处；横向标准件D在竖直方向上位于边界处，在水平方向上也位于边界处，横向标准件B和横向标准件D均设置侧面弯螺栓手孔和螺孔，利用侧面弯螺栓提高横向标准件与纵向标准件的整体性；

根据标准块所处在整体基坑支护结构中的位置，标准块分为边界标准块、中间标准块和角标准块，相邻的标准块再通过短直螺栓接头和长直螺栓接头组成整体基坑支护结构；基坑支护结构中间标准块由横向标准件A和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过八个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；基坑支护结构边界标准块A由横向标准件B、纵向标准件A和纵向标准件B组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓和两个侧面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；基坑支护结构边界标准块B由横向标准件A、横向标准件D和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通四个长直螺栓与其他标准块连接；

每种预制钢管混凝土标准件由外包矩形钢管和内部混凝土组成，各个预制标准件均通过螺栓接头连接，接头间均匀涂抹防水胶，直螺栓直接锚固在外包钢管表面，弯螺栓锚固在手孔表面，螺栓手孔采用预埋铸铁手孔，同混凝土一起浇筑。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1.本发明现场施工可操作性好；

2.构件连接质量可靠；

3.构件轻质易安装，拆卸简易；

4.预制钢管混凝土构件能有效节约工程材料，大幅降低预制构件重量，同时不影响构件刚度，相比传统基坑支护结构更易保证结构的整体性和施工质量，保证抗变形能力，降低基坑支护成本，工程实施效果良好。

附图说明

图1为本发明装配式基坑支护结构横向标准件A三视图；

图2为本发明装配式基坑支护结构横向标准件A示意图；

图3为本发明装配式基坑支护结构横向标准件B示意图；

图4为本发明装配式基坑支护结构横向标准件C示意图；

图5为本发明装配式基坑支护结构纵向标准件D示意图；

图6为本发明装配式基坑支护结构纵向标准件A三视图；

图7为本发明装配式基坑支护结构纵向标准件A示意图；

图8为本发明装配式基坑支护结构纵向标准件B示意图；

图9为本发明可拆卸快速装配式基坑支护结构螺栓示意图；

图10为本发明装配式基坑支护结构中间标准块示意图；

图11为本发明装配式基坑支护结构边界标准块A示意图；

图12为本发明装配式基坑支护结构边界标准块B示意图；

图13为本发明装配式基坑支护结构角标准块示意图；

图14为本发明装配式基坑支护结构安装三视图；

图15为本发明装配式基坑支护结构安装示意图；

图中：

1-横向标准件A、2横向标准件B、3-横向标准件C、4-横向标准件D、5-纵向标准件A、6-纵向标准件B、7-矩形钢管、8-混凝土块、9-短直螺栓手孔、10-短直螺栓孔、11-正面弯螺栓手孔、12-正面弯螺栓孔、13-长直螺栓孔、14-侧面弯螺栓手孔、15-侧面弯螺栓孔、16-短直螺栓、17-长直螺栓、18-弯螺栓、19-六角螺帽A、20-六角螺帽B、21-六角螺母A、22-六角螺母B、23-中间标准块、24-边界标准块A、25-边界标准块B、26-角标准块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

现结合上述各附图例，进一步阐述本发明。

如图1～图8所示，为实现运输和安装过程的简单化，需保证预制单个标准件尺寸较小，为保证基坑支护质量的同时，减少标准件的个数，需保证标准块的覆盖面积较大。基于此，提出了六种标准件设计，其中横向标准件四种，纵向标准件二种，横向标准件尺寸均为1000mm×200mm×150mm，纵向标准件尺寸均为700mm×200mm×200mm，则标准块实际可覆盖面积为1000mm×1000mm，在保证支护质量的同时，大大减少了结构自重。本案例提出的标准片设计，但不仅仅局限于上述尺寸，可根据实际工程和施工现场实际情况，结合吊装机械等确定出适合项目工程的标准片尺寸。

如图1-2所示，横向标准件A(1)由外包矩形钢管7和内部填充混凝土8组成，钢管横截面为200mm×150mm的矩形，为改善边角处应力集中的现象，在矩形截面四个角处设置半径为10mm的圆形导角，矩形钢管厚度为8mm。混凝土截面为184mm×134mm的矩形，同样在截面四个角处设置半径为10mm的导角。横向标准件A在整体基坑支护结构中处于中间位置，需要连接水平和竖直方向的其他标准件。在设计上，通过短直螺栓16在水平方向连接其他标准块的横向标准件，通过长直螺栓17在竖直方向连接其他标准块的横向标准件，通过弯螺栓18在竖直方向连接本标准块的纵向标准件。因此，需要在预制施工混凝土浇筑前，需要预埋铸铁手孔和螺栓孔管道，形成短直螺栓手孔9、螺孔10，弯螺栓手孔11、螺孔12，以及长直螺栓螺孔13。

如图3所示，横向标准件B(2)在组成和尺寸上均与横向标准件A一致，但在整体基坑支护结构中的位置与后者有所区别，横向标准件B在水平方向上位于边界处，因此不需要在两边都设置短直螺栓16连接水平方向标准件。考虑到边界处直接与基坑侧壁接触，受力状况更加复杂，因此设置侧面弯螺栓手孔14和螺孔15，利用侧面弯螺栓提高横向标准件与纵向标准件连接的整体性；如图4所示，横向标准件C(3)在组成和尺寸上均与横向标准件A一致，但在整体基坑支护结构中的位置与后者有所区别，横向标准件C在竖直方向上位于边界处，因此不需要在标准件顶部设置长直螺栓17连接竖直方向标准件；如图5所示，横向标准件D(4)在组成和尺寸上均与横向标准件A一致，但在整体基坑支护结构中的位置与后者有所区别，横向标准件D在竖直方向上位于边界处，在水平方向上也位于边界处，因此不需要在标准件顶部设置长直螺栓17连接竖直方向标准件，也不需要在两边都设置短直螺栓16连接水平方向标准件，虑到边界处直接与基坑侧壁接触，受力状况更加复杂，因此设置侧面弯螺栓手孔和螺孔，利用侧面弯螺栓提高横向标准件与纵向标准件的整体性。

如图6-7所示，纵向标准件A(5)在整体基坑支护结构中处于中间位置，需要连接水平和竖直方向的其他标准件，在设计上，通过长直螺栓17在水平方向连接其他标准块纵向标准件，通过弯螺栓18在竖直方向连接本标准块的横向标准件。因此，需要在预制施工混凝土浇筑前，需要预埋铸铁手孔和螺栓孔管道，形成弯螺栓手孔11、螺孔12，以及长直螺栓螺孔13。如图8所示，纵向标准件B(6)在整体基坑支护结构中处于边界位置，只需要连接上下方向的其他标准件，在设计上，通过长直螺栓17在水平方向连接其他标准块纵向标准件，通过弯螺栓18在竖直方向连接本标准块的横向标准件。因此，需要在预制施工混凝土浇筑前，需要预埋铸铁手孔和螺栓孔管道，形成弯螺栓手孔11、螺孔12，以及长直螺栓螺孔13。

如图9所示，本发明装置提供了3种螺栓设计，分别为短直螺栓16、长直螺栓17、弯螺栓18。短直螺栓16用于在水平方向连接横向标准件，其尺寸长度为170mm，设置六角螺帽A(19)和六角螺母A(21)，高度为20mm，螺栓直径为20mm；长直螺栓17用于在水平方向连接纵向标准件，在竖直方向连接横向标准件，其尺寸长度为500mm，设置六角螺帽B(20)和六角螺母B(22)，高度为30mm，螺栓直径为20mm；弯螺栓18用于连接横向标准件与纵向标准件，其轴线弧长为203.63mm，圆心角为80°。

如图10所示，基坑支护结构中间标准块23由横向标准件A和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过八个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；如图11所示，基坑支护结构边界标准块A(24)由横向标准件B、纵向标准件A和纵向标准件B组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓和两个侧面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；如图12所示，基坑支护结构边界标准块B(25)由横向标准件A、横向标准件D和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通四个长直螺栓与其他标准块连接；如图13所示，基坑支护结构角标准块(26)由横向标准件A、横向标准件C、纵向标准件A和纵向标准件B组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓和两个侧面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通四个长直螺栓与其他标准块连接。

如图14-15所示，本基坑支护结构由四种标准块、六种标准件构成，中间标准块23位于整个支护结构的中部，连接四个方向的其他标准块；边界标准块A(24)位于整个支护结构的水平方向边界处，连接三个方向的其他标准块，与基坑侧壁直接接触；边界标准块B(25)位于整个支护结构顶部，连接三个方向的标准块；角标准块26位于整个支护结构四个角处，共有四块，连接两个方向的标准块。

安装过程中，首先进行预埋槽的开挖，根据基坑深度计算开挖槽深度，而后首先进行整体支护结构最底层的安装，按照由中间到两边，有底层到顶层的顺序进行安装，安装完成后将整体结构通过吊车吊装至预埋槽，随后进行土方回填即可。

本实施例的可拆卸基坑装配式支护结构进行拆除时，遵循先拆除一层标准片结构，后回填一层土，由下而上进行拆除和回填，这样可保证结构和土体稳定，进而保证施工过程的安全性。本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (1)

1.一种可拆卸轻质装配式基坑支护，包括六种相互配套使用的预制钢管混凝土标准件，几何尺寸模块化，分别为四个相同尺寸的横向标准件A、横向标准件B、横向标准件C、横向标准件D和两个相同尺寸的纵向标准件A、纵向标准件B，各个标准件通过正面弯螺栓接头和侧面弯螺栓接头组装构成中空的标准块，横向标准件A处于中间位置，连接水平和竖直方向的其他标准件，通过短直螺栓在水平方向连接其他标准块的横向标准件，通过长直螺栓在竖直方向连接其他标准块的横向标准件，通过弯螺栓在竖直方向连接本标准块的纵向标准件；横向标准件C在竖直方向上位于边界处；横向标准件B在水平方向上位于边界处；横向标准件D在竖直方向上位于边界处，在水平方向上也位于边界处，横向标准件B和横向标准件D均设置侧面弯螺栓手孔和螺孔，利用侧面弯螺栓提高横向标准件与纵向标准件的整体性。

根据标准块所处在整体基坑支护结构中的位置，标准块分为边界标准块、中间标准块和角标准块，相邻的标准块再通过短直螺栓接头和长直螺栓接头组成整体基坑支护结构；基坑支护结构中间标准块由横向标准件A和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过八个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；基坑支护结构边界标准块A由横向标准件B、纵向标准件A和纵向标准件B组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓和两个侧面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通过八个长直螺栓与其他标准块连接；基坑支护结构边界标准块B由横向标准件A、横向标准件D和纵向标准件A组成，本标准块内部通过八个正面弯螺栓连接，在水平方向通过四个短直螺栓与其他标准块连接，在竖直方向通四个长直螺栓与其他标准块连接；

每种预制钢管混凝土标准件由外包矩形钢管和内部混凝土组成，各个预制标准件均通过螺栓接头连接，接头间均匀涂抹防水胶，直螺栓直接锚固在外包钢管表面，弯螺栓锚固在手孔表面，螺栓手孔采用预埋铸铁手孔，同混凝土一起浇筑。