CN108951649A - 一种基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑支护结构，属于基坑支护建筑工程领域，旨在提供一种既能够加强基坑的支护强度，又能够实现地下水的快速排出，并对其再次利用以实现对基坑侧壁进行挡土护坡的基坑支护结构，其技术要点是，包括由放坡成型的基坑，还包括铺设于基坑四周侧壁的锚固框架，锚固框架由若干锚固横梁与锚固立柱相互交叉固定形成的网格状结构，并形成若干个放置区域；每个放置区域内均放置有与基坑侧壁贴合的集水承压袋，集水承压袋内通入集水井内的积水；锚固横梁与锚固立柱的交叉处均形成有锚固节点，锚固节点处连接有锚固杆，锚固杆倾斜插设于基坑的侧壁内。本发明适用于三级基坑的支护施工。

Description

一种基坑支护结构

技术领域

本发明涉及基坑支护建筑工程领域，特别涉及一种基坑支护结构。

背景技术

基坑工程中，基坑土体开挖会引起应力场的改变，导致周围土体的变形，对周围建筑物和管线等产生影响。为了减小基坑施工对基坑周边环境造成的影响，通常会建立基坑支护结构，基坑支护工程中的基坑排水问题同样需要重视。

三级基坑一般开挖深度小于7m，且无其他特别要求。在降水深度较小且土层为粗粒土层或渗水量小的粘土土层时，通常采用集水井降水法进行排水，如说明书附图7所示，当基坑1挖到接近地下水位时，沿坑底四周开挖具有一定坡度的排水沟11。沟底比挖土面低0.5m以上，并根据地下水量的大小设置集水井12，集水井12底面低于挖土面1~2m，使水顺排水沟11流入集水井12中，然后用水泵7将集水井12中的水抽出坑外，即可在基坑1底面继续挖土。当基坑1坑底接近排水沟11底时，再加深排水沟11和集水井12的深度，如此反复循环，直到基坑1挖到所需的深度为止。

针对集水井降水这种排水做法，在基坑的坑顶放置水泵，通过水管将集水井中的水不断抽出。然而在基坑不断开挖的过程中，基坑的深度随之也越来越深，这就导致了水泵抽水的路径延长，排水效率逐渐减慢。而一旦水位未达到开挖要求，基坑开挖的工程进度也会受到延误，导致工程周期延长。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基坑支护结构，具有能够实现地下水的快速排出，以此缩短施工周期的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基坑支护结构，包括由放坡成型的基坑，包括铺设于基坑四周侧壁的锚固框架，所述锚固框架由若干锚固横梁与锚固立柱相互交叉固定形成的网格状结构，并形成若干个放置区域；

每个所述放置区域内均放置有与基坑侧壁贴合的集水承压袋，所述集水承压袋内通入集水井内的积水；

所述锚固横梁与锚固立柱的交叉处均形成有锚固节点，所述锚固节点处连接有锚固杆，所述锚固杆倾斜插设于基坑的侧壁内。

通过采用上述技术方案，相比基坑的坑顶而言，集水承压袋距离集水井较近，其能够达到预先存放集水井内地下水的作用，从而节约了地下水从基坑坑底直接排出基坑坑顶的时间。同时集水承压袋内装有水后能够对基坑侧壁起到挡土护坡的作用，锚固杆插入基坑侧壁内也能够强化受力土体。既能够加强基坑的支护强度，又能够实现对地下水进行快速利用。

进一步的，所述集水承压袋的外侧包覆有保护层，所述保护层由无纺布材质制成。

通过采用上述技术方案，无纺布具有较高的强度，能够保护集水承压袋使其不易破损，从而使得其内部的积水不易外泄。

进一步的，所述放置区域内的左右侧壁均固定设置有锁环，所述保护层的侧边设有与锁环扣接的锁扣。

通过采用上述技术方案，利用锁扣与锁环的扣接配合能够方便集水承压袋的安装与拆卸。

进一步的，所述锚固杆通过连接组件与所述锚固节点可拆卸连接，所述连接组件包括固定块和穿入所述固定块并与其螺纹连接的旋杆，所述固定块通过若干连杆与所述锚固杆上端的周缘固定连接；

所述固定块的侧壁沿其中心线对称开设有水平的容纳槽，所述容纳槽内设有卡块，所述卡块与所述容纳槽的槽底之间固定设置有弹簧；

所述卡块朝向所述容纳槽槽底的一侧固定连接有穿过容纳槽槽底的弹性牵引绳，所述弹性牵引绳的一端与旋杆的侧壁固定，两根所述弹性牵引绳距离所述容纳槽槽底的高度不同；

当所述弹簧不受外力作用时，所述卡块部分位于所述固定块外侧，所述锚固节点上开设有供所述锚固杆穿过的过孔，所述过孔的侧壁设有供所述卡块嵌入的卡槽。

通过采用上述技术方案，先将锚固框架贴合铺设于基坑侧壁上，将锚固杆从过孔穿入至基坑内，穿入时先转动旋杆，使得卡块完全位于容纳槽内。待锚固杆安装到位时松开旋杆，卡块受弹簧的作用而自动弹入至卡槽内，从而完成锚固杆与锚固支点的连接。当需要拆卸锚固杆时，只需按照上述过程反向操作即可。

进一步的，所述固定块相对的侧壁垂直固定有定位块，所述锚固节点的上表面设有所与所述定位块适配的定位槽，当所述定位块嵌入定位槽内时，所述卡块嵌入至卡槽内。

通过采用上述技术方案，在安装锚固杆时，将定位块对准定位槽即能够自动对准卡块与卡槽的位置，同时也能够起到支托锚固杆的作用，从而使得工人不需要始终扶着锚固杆，进一步方便了锚固杆的安装工作。

进一步的，所述锚固杆内部中空，相邻所述连杆之间均存在有灌注缝隙，所述锚固杆的侧壁上沿其长度方向均匀开设有出浆孔。

通过采用上述技术方案，灌浆机将砂浆注入锚固杆内，砂浆通过出浆孔溢出锚固杆外，凝固成型后便会与相邻的土壤之间形成紧密连接。

进一步的，所述锚固杆的侧壁沿其长度方向均匀环绕设置有倒刺。

通过采用上述技术方案，倒刺能够增加锚固杆与相邻土壤之间的接触面积，从而进一步增加锚固杆与相邻土壤之间的连接牢固程度。

进一步的，所述基坑坑顶的周缘设置有截水沟，当一侧基坑侧壁上的集水承压袋均集满水时，集水井内的地下水排至所述截水沟内。

通过采用上述技术方案，当基坑一侧的集水承压袋装满水时，多余的集水井内的地下水会排至截水沟内，同时截水沟的设置还能够防止基坑外地表的水流入基坑内。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过锚固框架、集水承压袋以及锚固杆的设置，能够快速的将集水井内的水排出并加以收集利用，不仅起到了支护基坑的作用，同时还能节约排水时间，从而缩短了整个基坑施工的工期；

2.通过连接组件的设置，能够方便对锚固杆进行安装与拆卸，以便整个锚固框架进行重复利用；

3.通过出浆孔与倒刺的设置，能够使得锚固杆与周边的土壤形成为同一整体，从而强化了基坑侧壁的牢固程度；

4.通过截水沟的设置，能够使得基坑外地表的水流不易直接进入基坑内部，同时在集水承压袋均装满水时还能起到进一步排水作用。

附图说明

图1是本实施例中用于体现铺设锚固框架时基坑及其内部的整体结构示意图；

图2是图1中的A部放大图，用于体现锚固节点处的结构示意；

图3是本实施例中用于体现锚固杆的结构示意图；

图4是本实施例中用于体现锚固杆与锚固节点之间的连接关系示意图；

图5是图4中的B部放大图，用于体现连接组件的结构示意图；

图6是图4中的C部放大图，用于体现卡槽的结构示意图；

图7是现有技术中用于体现集水井降水法排水时基坑的结构示意图。

图中，1、基坑；11、排水沟；12、集水井；2、锚固框架；21、锚固横梁；22、锚固立柱；23、放置区域；231、锁环；24、锚固节点；241、过孔；2411、卡槽；242、定位槽；3、集水承压袋；31、锁扣；4、锚固杆；41、出浆孔；42、倒刺；5、连接组件；51、固定块；511、容纳槽；512、定位块；52、旋杆；53、连杆；54、卡块；55、弹簧；56、弹性牵引绳；6、截水沟；7、水泵；71、出水总管；711、分流总管；712、分流支管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种基坑支护结构的施工方法，如图1所示，包括由放坡成型的基坑1，基坑1坑底的四个角点处均开设有集水井12，基坑1坑底的四周均挖设有与集水井12连通的排水沟11，每条排水沟11朝向对应的集水井12的一端均向下倾斜。在基坑1坑顶的四周设置有截水沟6，截水沟6内的水排入至市政管网。

如图1所示，在基坑1四周的每一侧壁上均铺设有若干个锚固框架2, 锚固框架2数量越多，则覆盖的基坑1侧壁的面积越大，本实施例中每侧设置的锚固框架2的数量为两个。锚固框架2整体呈网格状结构并设有若干个放置区域23，其由若干根相互垂直的锚固横梁21与锚固立柱22交叉固定形成。

如图2所示，在锚固横梁21与锚固立柱22的交叉处形成有锚固节点24。锚固节点24上开设有过孔241，过孔241的侧壁开设有卡槽2411(参见图6)，过孔241处通过连接组件5可拆卸连接有锚固杆4(参见图3)。锚固杆4的内部中空，且其一端倾斜插入至基坑1(参见图1)侧壁内。

如图3所示，该连接组件5(参见图2)包括固定块51和旋杆52，固定块51位于锚固杆4端面的上方且通过四根连杆53与锚固杆4上端的周缘固定连接，旋杆52的一端穿入至固定块51内并与其螺纹连接。

如图5所示，固定块51的左右两侧壁沿其中心线对称开设有水平的容纳槽511，在容纳槽511内设有与卡槽2411(参见图6)配合使用的卡块54，卡块54与容纳槽511的槽底之间固定设置有弹簧55；同时在卡块54朝向容纳槽511槽底的一侧固定连接有弹性牵引绳56，弹性牵引绳56均水平设置且距离对应的容纳槽511槽底的高度均不同，弹性牵引绳56远离卡块54的一端穿过容纳槽511的槽底并与旋杆52的侧壁固定，弹性牵引绳56与旋杆52的连接点均位于旋杆52螺纹部的上方。

如图5和6所示，在固定块51另外两个侧壁上垂直固定有定位块512，同时在锚固节点24的上表面设有供定位块512嵌入的定位槽242。初始状态时，弹簧55处于自然伸长状态，此时卡块54部分位于容纳槽511内。转动旋杆52使得弹性牵引绳56缠绕于旋杆52上，并带动卡块54挤压弹簧55，此时卡块54能够完全回缩至容纳槽511内。当进行锚固杆4的安装时，将定位块512对准定位槽242，当定位块512刚好嵌入定位槽242内时，反向转动旋杆52，此时卡块54受弹簧55的反作用力而直接弹入至卡槽2411内，以此实现锚固杆4与锚固节点24的连接。

如图3所示，在锚固杆4的侧壁上沿其长度方向还均匀开设有出浆孔41，其侧壁沿长度方向还均匀环绕设置有倒刺42。在相邻的连杆53之间形成有灌注间隙，当锚固杆4插入至基坑1(参见图1)侧壁内并与锚固节点24(参见图2)连接时，利用灌浆机将砂浆注入至锚固杆4内，砂浆通过出浆孔41溢出锚固杆4外，凝固成型后便会与倒刺42以及相邻的土壤之间形成紧密连接，从而能够强化基坑1侧壁的受力土体，起到支护基坑1的作用。

如图4所示，在每个放置区域23内均设置有与基坑1(参见图1)侧壁贴合的集水承压袋3，集水承压袋3外套设有由无纺布材料制成的保护层。保护层的左右两侧边以及下底边上固定连接有锁扣31，同时在放置区域23内设有与锁扣31扣接的锁环231。

如图1所示，在基坑1的底部且位于四个集水井12处均设有水泵7，每个水泵7的进水口均通过进水管(图中未示出)通入至集水井12内，水泵7的出水口连接有出水总管71。以基坑1的任一侧壁结构为例，在出水总管71上连接有若干分流总管711，分流总管711的数量与铺设于该基坑1侧壁处的锚固框架2中放置区域23设置的列数相同，且每条分流总管711均通过卡箍活动连接于锚固立柱22上，并沿着锚固立柱22最终延伸至截水沟6内，出水总管71与分流总管711均设计为足够长；在分流总管711上设有与每个集水承压袋3对应连通的分流支管712(参见图2)。集水井12内的水依次充满位于基坑1侧壁由下至上设置的集水承压袋3，当该侧的集水承压袋3全部装满时，水再流入至截水沟6内。基坑1的其余三侧壁构造均相同，此处不再赘述。

如图1所示，由于基坑1侧壁的表面积较大，所能安装的集水承压袋3数量较多，因此所能暂存的水量也较大，且针对三级基坑1的开挖深度要求而言也足够受用。相比直接将水输送至基坑1坑顶的截水沟6而言，集水承压袋3距离集水井12较近，将水输送至集水承压袋3内所需的时间会大大降低。由于集水承压袋3能预存部分集水井12内的水，这就意味着缩短了集水井12与基坑1坑顶之间水的传输距离，从而能够大幅度缩短传统的排水时间，进而能够使得地下水位快速达到基坑1的开挖要求，以再次进行施工，加快了施工进程。锚固框架2、锚固杆4(参见图3)以及装有水的集水承压袋3还能够对基坑1的侧壁进行挡土护坡，不仅加强了基坑1侧壁的工程强度，使得基坑1不易发生塌方现象，同时还实现了对地下水进行快速利用。

在具体实施过程中，每个分流支管712上均连接有电磁阀(图中未示出)，同时在集水承压袋3内的进水口处可设有控制电路和浮球(图中未示出)，控制电路内设有触点开关，控制电路与电磁阀电连接。当集水承压袋3内充满水时，浮球抵接触点开关，电磁阀供电回路闭合，电磁阀关闭。分流支管712的管径可根据水泵7的抽水流量确定，以此使得水能够顺利进入排入至集水承压袋3内。

具体实施过程：预先测量地下水位依据规划设计要求的建筑位置定位，进行测量放线。基坑1开挖初期由放坡成型，当坑底接近地下水位时，在坑底的四周预挖出四条排水沟11和四个集水井12，排水沟11的坡度为1°。将锚固框架2贴合铺设于基坑1侧壁，并根据过孔241的位置逐一插入锚固杆4。

安装锚固杆4时，先转动旋杆52，弹性牵引绳56缠绕于旋杆52上，使卡块54完全回缩至容纳槽511内，此时弹簧55处于压缩状态。对准定位块512与定位槽242的相对位置，再将锚固杆4插入至基坑1侧壁内。待定位块512嵌入至定位槽242内时，反向旋杆52，此时卡块54会因弹簧55的反作用力自动弹入至卡槽2411内，从而完成锚固杆4与锚固节点24之间的连接。紧接着将砂浆灌入至锚固杆4内，待砂浆凝固成型。

水泵7将集水井12内的水排入至集水承压袋3内，当地下水位达标时便可继续开挖基坑1。位于锚固框架2下侧的新开挖基坑1侧壁可采用本领域中常用的喷锚支护、短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等方法进行支护。

当基坑1开挖完成后，通过吊车起吊空中作业平台，将锚固框架2与集水承压袋3拆除。拆除锚固框架2时先拆除其与锚固杆4之间的连接，转动旋杆52使得卡块54与卡槽2411脱离即可，集水承压袋3内的水也可回灌至地下或者进行其他的重复利用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种基坑支护结构，包括由放坡成型的基坑(1)，其特征在于：还包括铺设于基坑(1)四周侧壁的锚固框架(2)，所述锚固框架(2)由若干锚固横梁(21)与锚固立柱(22)相互交叉固定形成的网格状结构，并形成若干个放置区域(23)；

每个所述放置区域(23)内均放置有与基坑(1)侧壁贴合的集水承压袋(3)，每排所述集水承压袋(3)由下至上依次通入集水井(12)内的地下水；

所述锚固横梁(21)与锚固立柱(22)的交叉处均形成有锚固节点(24)，所述锚固节点(24)处连接有锚固杆(4)，所述锚固杆(4)倾斜插设于基坑(1)的侧壁内。

2.根据权利要求1所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述集水承压袋(3)的外侧包覆有保护层，所述保护层由无纺布材质制成。

3.根据权利要求2所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述放置区域(23)内的左右侧壁均固定设置有锁环(231)，所述保护层(31)的侧边设有与锁环(231)扣接的锁扣(31)。

4.根据权利要求3所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述锚固杆(4)通过连接组件(5)与所述锚固节点(24)可拆卸连接，所述连接组件(5)包括固定块(51)和穿入所述固定块(51)并与其螺纹连接的旋杆(52)，所述固定块(51)通过若干连杆(53)与所述锚固杆(4)上端的周缘固定连接；

所述固定块(51)的侧壁沿其中心线对称开设有水平的容纳槽(511)，所述容纳槽(511)内设有卡块(54)，所述卡块(54)与所述容纳槽(511)的槽底之间固定设置有弹簧(55)；

所述卡块(54)朝向所述容纳槽(511)槽底的一侧固定连接有穿过容纳槽(511)槽底的弹性牵引绳(56)，所述弹性牵引绳(56)的一端与旋杆(52)的侧壁固定，两根所述弹性牵引绳(56)距离所述容纳槽(511)槽底的高度不同；

当所述弹簧(55)不受外力作用时，所述卡块(54)部分位于所述固定块(51)外侧，所述锚固节点(24)上开设有供所述锚固杆(4)穿过的过孔(241)，所述过孔(241)的侧壁设有供所述卡块(54)嵌入的卡槽(2411)。

5.根据权利要求4所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述固定块(51)相对的侧壁垂直固定有定位块(512)，所述锚固节点(24)的上表面设有所与所述定位块(512)适配的定位槽(242)，当所述定位块(512)嵌入定位槽(242)内时，所述卡块(54)嵌入至卡槽(2411)内。

6.根据权利要求5所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述锚固杆(4)内部中空，相邻所述连杆(53)之间均存在有灌注缝隙，所述锚固杆(4)的侧壁上沿其长度方向均匀开设有出浆孔(41)。

7.根据权利要求6所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述锚固杆(4)的侧壁沿其长度方向均匀环绕设置有倒刺(42)。

8.根据权利要7所述的一种基坑支护结构，其特征在于：所述基坑(1)坑顶的周缘设置有截水沟(6)，当一侧基坑(1)侧壁上的集水承压袋(3)均集满水时，集水井(12)内的地下水排至所述截水沟(6)内。