CN112030982A - 一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法，包括立柱和加固立柱，所述立柱远离基坑壁的一侧通过膨胀螺栓固定连接有安装座，所述安装座远离立柱的一侧的侧壁通过销轴转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒远离安装座的一侧的侧壁焊接有两个第一安装板，两个所述第一安装板相近一侧的侧壁均通过轴承转动连接有第一转动杆。优点在于：在对基坑加深后，可以给予原有立柱一定支撑，保证原有立柱的支撑强度，不需要重新浇筑立柱，大大缩短了工期、降低了工程成本，同时在基坑不断挖深的过程中一直提供一定的支撑强度，避免原有立柱支撑不足导致基坑坍塌，大大降低了安全隐患。

Description

一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法。

背景技术

随着城市经济的不断发展，各种各样的高楼大厦拔地而起，在各种各样高楼大厦的建造过程中，在建造具有地下层的建筑时，首先需要开挖一个基坑，并在基坑的底部浇筑底板，然后建造相应的地下层结构。由于基坑的深度通常有十几米，因而需要对基坑的侧壁进行支护，常见的基坑支护方法是围绕基坑的边缘预先钻孔而形成成排的灌注桩，灌注桩的下部深埋在基坑底面以下的土层中，以便使灌注桩的下部具有可靠的侧向支撑，由于地下层数在开工后往往会出现一些变动，而在对基坑进行加深时，原有的立柱位于土层内的深度将无法满足对现有深度基坑的支付。

现有技术中，现有的基坑在加深后，为了满足立柱的支付要求，往往需要重新浇筑新的立柱，无疑大大增加了劳动强度，使得工程量与成本大大增大，同时在基坑不断挖掘的过程中，立柱随时可能出现支撑力不足，导致挖掘过程中基坑的坍塌，安全隐患较大。为此，我们提出了一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中基坑加深后重新浇筑立柱工程量与成本大大增加、挖掘过程中立柱没有很好的支撑基坑存在坍塌风险的问题，而提出的一种基坑加深后的立柱加固装置及使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基坑加深后的立柱加固装置，包括立柱和加固立柱，所述立柱远离基坑壁的一侧通过膨胀螺栓固定连接有安装座，所述安装座远离立柱的一侧的侧壁通过销轴转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆螺纹连接有螺纹套筒，所述螺纹套筒远离安装座的一侧的侧壁焊接有两个第一安装板，两个所述第一安装板相近一侧的侧壁均通过轴承转动连接有第一转动杆，所述第一转动杆相近的一端通过轴承共同转动连接有连接块，所述加固立柱靠近立柱一侧的侧壁通过滑动槽滑动连接有滑块，所述滑块与螺纹套筒之间设置有支撑角度调节装置，相邻的所述立柱与加固立柱之间设置有加强支撑装置。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，所述支撑角度调节装置包括从动轴，所述滑块远离连接块一侧的侧壁开设有凹槽，所述从动轴与滑块通过轴承贯穿转动连接，所述从动轴一端延伸至滑块的凹槽内，另一端延伸至滑块外部，所述从动轴位于滑块外部的一端焊接有转动块，所述转动块的截面为开口朝向所述连接块一侧凹字形，所述转动块的内顶壁与内底壁均通过轴承转动连接有第二转动杆，所述第二转动杆相近的一端通过轴承共同与连接块转动连接，所述滑块内设置有驱动装置。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，所述驱动装置包括两个齿条，两个所述齿条焊接在滑动槽内，所述从动轴位于滑块凹槽内的一端过盈配合有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮过盈配合有转动轴，所述转动轴两端均与滑块内侧壁通过轴承转动连接，所述转动轴过盈配合有两个齿轮，所述齿轮与对应的所述齿条啮合。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，所述滑块为截面为T形的滑块，所述滑动槽为T形滑动槽。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，所述螺纹杆的螺纹升角小于所述螺纹杆与螺纹套筒所组成螺纹副的当量摩擦角。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，所述加强支撑装置包括两个第一固定座和两个第二固定座，所述第一固定座通过膨胀螺栓与立柱侧壁固定连接，所述第二固定座通过螺栓与加固立柱固定连接，两个所述第二固定座分别位于加固立柱相对的两个侧壁上，所述第二固定座远离加固立柱一侧的侧壁通过螺栓固定连接有加强杆，所述加强杆远离第二固定座的一端与相邻的所述立柱上的第一固定座通过螺栓固定连接，所述加强杆位于相邻的所述立柱与加固立柱之间交叉设置。

在上述的基坑加深后的立柱加固装置中，每组所述加强支撑装置的垂直距离应在30cm-50cm之间。

本发明还提供了一种基坑加深后的立柱加固装置的使用方法，包括以下步骤:

S1、首先确定基坑需要加深的深度，并在每个立柱旁边的土壤内进行钻孔，将加固立柱插设于孔内，加固立柱插设深度大于立柱深度，加固立柱上端标高高于未加深前基坑的原有标高；

S2、在立柱上钻预留孔，将安装座通过膨胀螺栓固定在立柱的侧壁上，此时螺纹杆与螺纹套筒应为水平状态，将两个第一固定座通过膨胀螺栓固定连接于立柱，将第二固定座通过螺栓连接在加固立柱上，并在第一固定座与第二固定座之间通过螺栓连接加强杆，通过加强杆在挖掘时为立柱提供一个辅助支撑，每组第一固定座、第二固定座、加强杆之间的垂直距离应控制在cm-cm，根据所需加深基坑的深度确定需要几组第一固定座、第二固定座、加强杆；

S3、开始挖掘基坑，挖掘时应当注意不要损伤立柱与加固立柱，随着基坑挖掘不断加深，滑块不断下移，在齿轮与齿条的啮合下，从动轴转动，使得转动块转动，通过第二转动杆、连接块、第一转动杆使得螺纹套筒转动，改变螺纹杆伸出螺纹套筒的长度，同时根据挖掘深度不断改变螺纹杆与螺纹套筒的斜向支撑角度，同步调整各螺纹杆与螺纹套筒的斜向支撑角度，使得各个斜向支撑具有相同的预紧力，随着基坑的不断加深，每加深30cm-50cm添加一组第一固定座、第二固定座、加强杆；

S4、挖掘基坑至加深后的挖掘深度时，将滑块通过螺栓与加固立柱固定，固定滑块的位置，固定完成后，在加固立柱周边插设钢筋，并对加固立柱进行混凝土浇筑，使得钢筋与混凝土将加固立柱包裹；

S5、完成加固立柱的浇筑后，对新挖掘基坑的底板进行混凝土浇筑，使得加固立柱下端与底板连成一体，即完成了对基坑加深后的立柱加固。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、通过设置加固立柱、螺纹杆、螺纹套筒、安装座，对原有立柱进行加固，在对基坑进行加深挖掘后，不需要再重新浇筑立柱，即可对原有立柱进行加固，使得原有的立柱满足对加深后的基坑支付，而不需要重新浇筑新的立柱，大大缩短了工期，同时节约了工程成本；

2、在进行基坑加深挖掘过程中，从开始挖掘到挖掘至所需加深深度过程中，螺纹杆与螺纹套筒随着深度的不断改变而改变螺纹杆伸出螺纹套筒的长度与支撑的角度，在挖掘过程中给予原有立柱一定的支撑，避免了挖掘过程中，原有立柱强度不足而出现基坑坍塌的风险，大大降低了安全隐患。

附图说明

图1为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置的A处放大图；

图3为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置的B出局部剖面图；

图4为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置的俯视图；

图5为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置的俯视图局部放大图；

图6为本发明提出的一种基坑加深后的立柱加固装置加固完成后的结构示意图。

图中：1立柱、2安装座、3螺纹杆、4螺纹套筒、5第一安装板、6第一转动杆、7连接块、9第二转动杆、10转动块、11加固立柱、12滑动槽、13滑块、14从动轴、15第一锥齿轮、16第二锥齿轮、17转动轴、18齿轮、19齿条、20第一固定座、21第二固定座、22加强杆。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-6，一种基坑加深后的立柱加固装置，包括立柱1和加固立柱11，立柱1远离基坑壁的一侧通过膨胀螺栓固定连接有安装座2，安装座2远离立柱1的一侧的侧壁通过销轴转动连接有螺纹杆3，螺纹杆3螺纹连接有螺纹套筒4，螺纹套筒4远离安装座2的一侧的侧壁焊接有两个第一安装板5，两个第一安装板5相近一侧的侧壁均通过轴承转动连接有第一转动杆6，第一转动杆6相近的一端通过轴承共同转动连接有连接块7，加固立柱11靠近立柱1一侧的侧壁通过滑动槽12滑动连接有滑块13，滑块13与螺纹套筒4之间设置有支撑角度调节装置，相邻的立柱1与加固立柱11之间设置有加强支撑装置。

支撑角度调节装置包括从动轴14，滑块13远离连接块7一侧的侧壁开设有凹槽，从动轴14与滑块13通过轴承贯穿转动连接，从动轴14一端延伸至滑块13的凹槽内，另一端延伸至滑块13外部，从动轴14位于滑块13外部的一端焊接有转动块10，转动块10的截面为开口朝向连接块7一侧凹字形，转动块10的内顶壁与内底壁均通过轴承转动连接有第二转动杆9，第二转动杆9相近的一端通过轴承共同与连接块7转动连接，滑块13内设置有驱动装置。

驱动装置包括两个齿条19，两个齿条19焊接在滑动槽12内，从动轴14位于滑块13凹槽内的一端过盈配合有第一锥齿轮15，第一锥齿轮15啮合有第二锥齿轮16，第二锥齿轮16过盈配合有转动轴17，转动轴17两端均与滑块13内侧壁通过轴承转动连接，转动轴17过盈配合有两个齿轮18，齿轮18与对应的齿条19啮合。滑块13为截面为T形的滑块，滑动槽12为T形滑动槽，T形的滑块与滑动槽的配合更加牢固，避免滑块13从滑动槽12内脱落。

螺纹杆3的螺纹升角小于螺纹杆3与螺纹套筒4所组成螺纹副的当量摩擦角，使得螺纹杆3与螺纹套筒4之间的螺纹连接实现自锁，避免螺纹连接处出现晃动，影响对整个立柱1的支撑效果。

加强支撑装置包括两个第一固定座20和两个第二固定座21，第一固定座20通过膨胀螺栓与立柱1侧壁固定连接，第二固定座21通过螺栓与加固立柱11固定连接，两个第二固定座21分别位于加固立柱11相对的两个侧壁上，第二固定座21远离加固立柱11一侧的侧壁通过螺栓固定连接有加强杆22，加强杆22远离第二固定座21的一端与相邻的立柱1上的第一固定座20通过螺栓固定连接，加强杆22位于相邻的立柱1与加固立柱11之间交叉设置，在对基坑不断挖深的过程中，通过不断增加加强支撑装置，保证加固立柱11对原有的立柱1的支撑效果。每组加强支撑装置的垂直距离应在30cm-50cm之间。

本发明还提供了一种基坑加深后的立柱加固装置的使用方法，包括以下步骤:

S1、首先确定基坑需要加深的深度，并在每个立柱1旁边的土壤内进行钻孔，将加固立柱11插设于孔内，加固立柱11插设深度大于立柱1深度，加固立柱11上端标高高于未加深前基坑的原有标高；

S2、在立柱1上钻预留孔，将安装座2通过膨胀螺栓固定在立柱1的侧壁上，此时螺纹杆3与螺纹套筒4应为水平状态，将两个第一固定座20通过膨胀螺栓固定连接于立柱1，将第二固定座21通过螺栓连接在加固立柱11上，并在第一固定座20与第二固定座21之间通过螺栓连接加强杆22，通过加强杆22在挖掘时为立柱提供一个辅助支撑，每组第一固定座20、第二固定座21、加强杆22之间的垂直距离应控制在80cm-100cm，根据所需加深基坑的深度确定需要几组第一固定座20、第二固定座21、加强杆22；

S3、开始挖掘基坑，挖掘时应当注意不要损伤立柱1与加固立柱11，随着基坑挖掘不断加深，滑块13不断下移，在齿轮18与齿条19的啮合下，从动轴14转动，使得转动块10转动，通过第二转动杆9、连接块7、第一转动杆6使得螺纹套筒4转动，改变螺纹杆3伸出螺纹套筒4的长度，同时根据挖掘深度不断改变螺纹杆3与螺纹套筒4的斜向支撑角度，同步调整各螺纹杆3与螺纹套筒4的斜向支撑角度，使得各个斜向支撑具有相同的预紧力，随着基坑的不断加深，每加深30cm-50cm添加一组第一固定座20、第二固定座21、加强杆22；

S4、挖掘基坑至加深后的挖掘深度时，将滑块13通过螺栓与加固立柱11固定，固定滑块13的位置，固定完成后，在加固立柱11周边插设钢筋，并对加固立柱11进行混凝土浇筑，使得钢筋与混凝土将加固立柱11包裹；

S5、完成加固立柱11的浇筑后，对新挖掘基坑的底板进行混凝土浇筑，使得加固立柱11下端与底板连成一体，即完成了对基坑加深后的立柱加固。

本发明中，首先在待加深的基坑底壁打孔，将加固立柱11插设入基坑内，插设深度应大于立柱1的深度，再将安装座2通过膨胀螺栓固定在对应的立柱1上，加深挖掘基坑时，滑块13随基坑深度不断增加，不断向下移动，通过齿轮18与齿条19的啮合，使得齿轮18转动，齿轮18带动与其过盈配合的转动轴17转动，从而使得与转动轴17过盈配合的第二锥齿轮16转动，第二锥齿轮16转动带动与其啮合的第一锥齿轮15转动，第一锥齿轮15带动与其过盈配合的从动轴14转动，从动轴14带动与其焊接的转动块10转动，通过第二转动杆9、连接块7、第一转动杆6的连接带动第一安装板5转动，第一安装板5带动螺纹套筒4转动，通过螺纹套筒4与螺纹杆3的螺纹连接，使得螺纹杆3不断伸出螺纹套筒4，同时不断改变支撑角度，挖掘过程中，将两个第一固定座20通过膨胀螺栓固定连接于立柱1，将第二固定座21通过螺栓连接在加固立柱11上，并在第一固定座20与第二固定座21之间通过螺栓连接加强杆22，通过加强杆22在挖掘时为立柱提供一个辅助支撑，在基坑不断加深过程中，不断的增加第一固定座20、第二固定座21、加强杆22的数量，直至挖掘至所需深度后，将滑块13通过螺栓与加固立柱11固定，固定后将加固立柱11进行浇筑，再进行底板浇筑即可。

尽管本文较多地使用了立柱1、安装座2、螺纹杆3、螺纹套筒4、第一安装板5、第一转动杆6、连接块7、第二转动杆9、转动块10、加固立柱11、滑动槽12、滑块13、从动轴14、第一锥齿轮15、第二锥齿轮16、转动轴17、齿轮18、齿条19、第一固定座20、第二固定座21、加强杆22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (8)

1.一种基坑加深后的立柱加固装置，包括立柱（1）和加固立柱（11），其特征在于，所述立柱（1）远离基坑壁的一侧通过膨胀螺栓固定连接有安装座（2），所述安装座（2）远离立柱（1）的一侧的侧壁通过销轴转动连接有螺纹杆（3），所述螺纹杆（3）螺纹连接有螺纹套筒（4），所述螺纹套筒（4）远离安装座（2）的一侧的侧壁焊接有两个第一安装板（5），两个所述第一安装板（5）相近一侧的侧壁均通过轴承转动连接有第一转动杆（6），所述第一转动杆（6）相近的一端通过轴承共同转动连接有连接块（7），所述加固立柱（11）靠近立柱（1）一侧的侧壁通过滑动槽（12）滑动连接有滑块（13），所述滑块（13）与螺纹套筒（4）之间设置有支撑角度调节装置，相邻的所述立柱（1）与加固立柱（11）之间设置有加强支撑装置。

2.根据权利要求1所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，所述支撑角度调节装置包括从动轴（14），所述滑块（13）远离连接块（7）一侧的侧壁开设有凹槽，所述从动轴（14）与滑块（13）通过轴承贯穿转动连接，所述从动轴（14）一端延伸至滑块（13）的凹槽内，另一端延伸至滑块（13）外部，所述从动轴（14）位于滑块（13）外部的一端焊接有转动块（10），所述转动块（10）的截面为开口朝向所述连接块（7）一侧凹字形，所述转动块（10）的内顶壁与内底壁均通过轴承转动连接有第二转动杆（9），所述第二转动杆（9）相近的一端通过轴承共同与连接块（7）转动连接，所述滑块（13）内设置有驱动装置。

3.根据权利要求2所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，所述驱动装置包括两个齿条（19），两个所述齿条（19）焊接在滑动槽（12）内，所述从动轴（14）位于滑块（13）凹槽内的一端过盈配合有第一锥齿轮（15），所述第一锥齿轮（15）啮合有第二锥齿轮（16），所述第二锥齿轮（16）过盈配合有转动轴（17），所述转动轴（17）两端均与滑块（13）内侧壁通过轴承转动连接，所述转动轴（17）过盈配合有两个齿轮（18），所述齿轮（18）与对应的所述齿条（19）啮合。

4.根据权利要求1所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，所述滑块（13）为截面为T形的滑块，所述滑动槽（12）为T形滑动槽。

5.根据权利要求1所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，所述螺纹杆（3）的螺纹升角小于所述螺纹杆（3）与螺纹套筒（4）所组成螺纹副的当量摩擦角。

6.根据权利要求1所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，所述加强支撑装置包括两个第一固定座（20）和两个第二固定座（21），所述第一固定座（20）通过膨胀螺栓与立柱（1）侧壁固定连接，所述第二固定座（21）通过螺栓与加固立柱（11）固定连接，两个所述第二固定座（21）分别位于加固立柱（11）相对的两个侧壁上，所述第二固定座（21）远离加固立柱（11）一侧的侧壁通过螺栓固定连接有加强杆（22），所述加强杆（22）远离第二固定座（21）的一端与相邻的所述立柱（1）上的第一固定座（20）通过螺栓固定连接，所述加强杆（22）位于相邻的所述立柱（1）与加固立柱（11）之间交叉设置。

7.根据权利要求6所述的一种基坑加深后的立柱加固装置，其特征在于，每组所述加强支撑装置的垂直距离应在30cm-50cm之间。

8.一种基坑加深后的立柱加固装置的使用方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、首先确定基坑需要加深的深度，并在每个立柱（1）旁边的土壤内进行钻孔，将加固立柱（11）插设于孔内，加固立柱（11）插设深度大于立柱（1）深度，加固立柱（11）上端标高高于未加深前基坑的原有标高；

S2、在立柱（1）上钻预留孔，将安装座（2）通过膨胀螺栓固定在立柱（1）的侧壁上，此时螺纹杆（3）与螺纹套筒（4）应为水平状态，将两个第一固定座（20）通过膨胀螺栓固定连接于立柱（1），将第二固定座（21）通过螺栓连接在加固立柱（11）上，并在第一固定座（20）与第二固定座（21）之间通过螺栓连接加强杆（22），通过加强杆（22）在挖掘时为立柱提供一个辅助支撑，每组第一固定座（20）、第二固定座（21）、加强杆（22）之间的垂直距离应控制在（80）cm-（100）cm，根据所需加深基坑的深度确定需要几组第一固定座（20）、第二固定座（21）、加强杆（22）；

S3、开始挖掘基坑，挖掘时应当注意不要损伤立柱（1）与加固立柱（11），随着基坑挖掘不断加深，滑块（13）不断下移，在齿轮（18）与齿条（19）的啮合下，从动轴（14）转动，使得转动块（10）转动，通过第二转动杆（9）、连接块（7）、第一转动杆（6）使得螺纹套筒（4）转动，改变螺纹杆（3）伸出螺纹套筒（4）的长度，同时根据挖掘深度不断改变螺纹杆（3）与螺纹套筒（4）的斜向支撑角度，同步调整各螺纹杆（3）与螺纹套筒（4）的斜向支撑角度，使得各个斜向支撑具有相同的预紧力，随着基坑的不断加深，每加深30cm-50cm添加一组第一固定座（20）、第二固定座（21）、加强杆（22）；

S4、挖掘基坑至加深后的挖掘深度时，将滑块（13）通过螺栓与加固立柱（11）固定，固定滑块（13）的位置，固定完成后，在加固立柱（11）周边插设钢筋，并对加固立柱（11）进行混凝土浇筑，使得钢筋与混凝土将加固立柱（11）包裹；

S5、完成加固立柱（11）的浇筑后，对新挖掘基坑的底板进行混凝土浇筑，使得加固立柱（11）下端与底板连成一体，即完成了对基坑加深后的立柱加固。

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