CN112431209B - 一种基坑支护防护结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基坑支护防护结构，其包括支护桩、锚固件、链条、电机和位移传感器，锚固件固定设置在基坑侧方的地面上，电机固定设置在锚固件上，链条的一端与电机的输出端固定连接，另一端与支护桩的顶部可拆卸连接，位移传感器设置在锚固件上用于检测锚固件的水平位移并输出水平位移信息，电机连接有控制系统，设定锚固件朝向支护桩移动的方向为正方向，锚固件向支护桩移动时水平位移信息为正向位移信息，控制系统连接于位移传感器，控制系统响应于正向位移信息并根据正向位移信息与电机输出端之间预设的计算关得到计算电机输出端转动的角度并带动链条收卷。本申请具有使支护桩受到侧向土压力时顶部不易发生较大形变的效果。

Description

一种基坑支护防护结构

技术领域

本申请涉及建筑基坑的技术领域，尤其是涉及一种基坑支护防护结构。

背景技术

坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖较深及邻近有建筑物者，可用基坑壁支护方法，喷射混凝土护壁方法，大型基坑甚至采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：对于千吨级吊车行走及作业时产生的侧向土压力不能起到很好的稳定作用，可能会导致支护结构的顶部向基坑内弯曲，进而可能会影响基坑顶部的建筑施工。

发明内容

为了使支护桩受到侧向土压力时顶部不易发生较大形变，本申请提供一种基坑支护防护结构。

本申请提供的一种基坑支护防护结构采用如下的技术方案：

一种基坑支护防护结构，包括支护桩、锚固件、链条、电机和位移传感器，锚固件固定设置在基坑侧方的地面上，电机固定设置在锚固件上，链条的一端与电机的输出端固定连接，另一端与支护桩的顶部可拆卸连接，位移传感器设置在锚固件上用于检测锚固件的水平位移并输出水平位移信息，电机连接有控制系统，设定锚固件朝向支护桩移动的方向为正方向，锚固件向支护桩移动时水平位移信息为正向位移信息，控制系统连接于位移传感器，控制系统响应于正向位移信息并根据正向位移信息与电机输出端之间预设的计算关得到计算电机输出端转动的角度并带动链条收卷。

通过采用上述技术方案，基坑开挖的过程中，位移传感器实时检测锚固件的水平位移信息，若水平位移信息为正向位移信息，则说明锚固件随基坑侧向土向靠近基坑内侧的方向发生微量的水平位移，因此侧向土可能会对支护桩的顶部施加挤压力，此时控制系统接收正向位移信息，并根据正向位移信息的数值以预设的计算关系控制电机输出轴转动相应角度以控制链条收卷，使得链条再次张紧于电机与支护桩的顶部之间，链条对支护桩的拉力使得支护桩顶部不易发生较大变形。

可选的，所述链条远离电机的一端固定连接有套接环，套接环与支护桩的外壁相适配。

通过采用上述技术方案，将套接环套设在支护桩的外周壁并且与支护桩的外壁相适配，张紧链条即可实现拉紧支护桩顶部的功能。

可选的，所述套接环的外周壁的一侧固定设置有阻挡板，套接环与其中一个支护桩套接时，阻挡板位于支护桩远离锚固件的一侧且能够与多个支护桩的外壁抵接。

通过采用上述技术方案，当套接环套设在其中一个支护桩的外侧时，阻挡板设置在与该支护桩相邻的其他支护桩靠近基坑的一侧，当链条被张紧时，阻挡板能够对多个支护桩起到拉紧作用，减少了链条和电机的投入使用量且能够将多个支护桩拉紧。

可选的，所述套接环在链条上均匀间隔设置多个。

通过采用上述技术方案，多个套接环在支护桩顶部沿支护桩的轴线设置，增大了链条对于支护桩顶部施加拉力时套接环与支护桩之间的接触面积，使得支护桩的上端部不易因局部受力较大而发生断裂。

可选的，所述锚固件固定连接有底板，在底板上罩设有防护壳，防护壳与底板可拆卸连接，链条位于底板与防护壳之间。

通过采用上述技术方案，防护壳对链条和电机起到保护作用，使得在基坑外侧边沿的行人或车辆的活动不易对链条造成损伤。

可选的，所述链条上还设置有拉力检测装置用于检测链条拉力并输出当前拉力信息，控制系统内预存有基准拉力信息，若当前拉力信息等于基准拉力信息，则控制系统输出反转信息，控制电机的输出端反转预设角度并输出报警信息。

通过采用上述技术方案，当拉力检测装置检测到链条拉力到达链条极限对应的基准拉力信息时，控制系统控制电机的输出轴反转，使得链条不易因张紧力过大而断裂，同时提示工作人员此时基坑侧方的侧向土偏移量较大。

可选的，所述基坑的侧边沿包括两个相互平行的第一边沿和两个相互平行的第二边沿，第一边沿垂直于第二边沿，在第一边沿的支护桩的顶部盖设有第一支护板，在第二边沿的支护桩的顶部盖设有第二支护板，第二支护板位于两个第一支护板之间，第二支护板靠近第一支护板的端部上固定设置有第一弹性件。

通过采用上述技术方案，第二支护板位于第一支护板靠近基坑内的一侧，处于压缩状态的第一弹性件的恢复力施加于第一支护板上，使第一支护板产生向远离基坑内方向移动的趋势，第一弹性件的恢复力用于抵消部分侧向土施加于第一支护板的侧向力，使得第一支护板下侧安装的支护桩的顶部不易发生较大变形。

可选的，所述第一边沿的靠近基坑内的一侧固定设置有卡接板，第二支护板位于卡接板远离基坑内侧的一侧。

通过采用上述技术方案，卡接板位于第二支护板靠近基坑内的一侧，当第二支护板受到侧向土压力时，卡接板能够对第二支护板的位移起到限位作用，使得第二支护板下侧的支护桩不易发生较大形变。

可选的，所述卡接板靠近第二边沿支护板的一侧固定设置有第二弹性件，第二弹性件处于压缩状态。

通过采用上述技术方案，处于压缩状态的第二弹性件的恢复力施加于第二支护板的侧壁上，使得第二支护板产生向远离基坑内侧移动的趋势，使得基坑侧向土压力施加于第二支护板上的侧向压力被部分抵消。

可选的，所述第二支护桩的端部上转动连接有转杆，转杆远离第二支护板的端部固定连接有限位杆，第一弹性件远离第二支护板的一端固定连接有移动板，限位杆能够对移动板起到限位作用或让位于移动板。

通过采用上述技术方案，安装第二支护板时，转动转杆，使得限位杆置于移动板远离第一弹性件的一侧，第一弹性件被进一步压缩，限位杆对移动板进行限位，便于工作人员将第二支护板安装于两个第一支护板之间；将第二支护板安装完毕后，转动转杆，使限位杆让位于移动板，移动板在第一弹性件的弹力作用下与第一支护板抵接，并对第一支护板施加抵消第一支护板所受侧向土压力的弹性恢复力。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过采用支护桩、锚固件、链条、电机和位移传感器的结构，实现了基坑侧向土发生微量位移，支护桩的顶部受到侧向土压力时不易发生较大形变的功能；

2.通过采用套接环的结构，实现了方便工作人员将链条安装于支护桩顶部的功能；

3.通过采用第一支护板、第二支护板、第二弹性件和第一弹性件的结构，实现了使支护桩受到侧向土压力时不易发生较大变形的功能。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是突出控制系统、位移传感器、拉力检测模块的连接示意图；

图3是突出链条、套接环和支护桩连接结构的局部三维示意图；

图4是图2中局部B的放大示意图；

图5是图1中局部A的放大示意图。

附图标记说明：1、基坑；11、第一边沿；12、第二边沿；13、第一支护板；131、边沿槽；133、卡接板；14、第二支护板；141、转杆；142、限位杆；15、第二弹性件；16、第一弹性件；161、移动板；2、支护桩；3、锚固件；4、链条；5、电机；6、套接环；61、阻挡板；7、底板；71、防护壳。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基坑支护防护结构。参照图1和图2，基坑1开挖于地面上，所述支护防护结构包括支护桩2、锚固件3、链条4、电机5、位移传感器和控制系统，支护桩2浇铸于基坑1内侧形成边坡，锚固件3固定设置在地面上且位于基坑1边沿的侧方，电机5固定设置在锚固件3上，链条4的一端与电机5的输出端固定连接且绕设在电机5的输出端上，链条4的另一端安装于支护桩2的顶部；位移传感器固定设置在锚固件3上，位移传感器用于检测锚固件3的水平位移并输出水平位移信息，设定锚固件3朝向支护桩2移动的方向为正方向，锚固件3向支护桩2移动时水平位移信息为正向位移信息，位移传感器的输出端连接于控制系统的输入端，电机5连接于控制系统，控制系统响应于正向位移信息，并根据正向位移信息的数值以根据预设计算关系获取电机5的转动信息，转动信息包括转动方向信息和转动角度信息，其中转动方向信息为表示控制链条4收卷，转动角度信息为控制电机5的输出端转动的角度，根据正向位移信息的数值以根据预设计算关系获取电机5的转动信息的方法为：预设正向位移信息的数值与转动角度信息成正比例关系。

电机5、位移传感器和控制系统的工作原理为：若位移传感器输出正向位移信息，则说明锚固件3发生水平位移，此时侧向土压力施加于支护桩2的压力增大，控制系统接收到正向位移信息，通过电机5控制链条4收卷，并根据正向位移信息的数值计算电机5输出端转动的角度，进而控制链条4收卷的长度和链条4施加于支护桩2的张紧力大小，使得支护桩2受到的侧向土压力增大时，链条4对于支护桩2的拉力增大以抵消部分侧向土压，进而使得支护桩2顶部不易因受力较大而变形。

参照图3，为了方便工作人员安装链条4，本申请实施例设置的链条4与支护桩2采用可拆卸连接的方式，在链条4远离电机5的一端固定连接有套接环6，套接环6与支护桩2的外壁相适配，套接环6在链条4上均匀间隔设置多个。安装套接环6时，将套接环6沿竖直方向套设在支护桩2顶部的外周壁上，通过收、放链条4的长度，以调节套接环6在支护桩2上的相对位置。当链条4被收卷或张紧时，链条4通过套接环6拉动支护桩2，链条4的张紧力作用于支护桩2上，使支护桩2产生远离基坑1内侧的趋势用以抵消基坑1的侧向土压力，多个套接环6在支护桩2顶部沿支护桩2的轴线设置，增大了套接环6与支护桩2之间的接触面积，使得支护桩2的上端部不易因局部受力较大而发生断裂。

基坑1一侧边沿设置有成排排列的多个支护桩2，为了方便对多个支护桩2的顶部进行张紧，可采用设置多个电机5和与电机5数量相匹配的多个链条4，或者采用同一个电机5连接多个链条4，每个链条4与每个支护桩2连接，若采用上述两种方式，则多个链条4分布于基坑1的侧方，不但增加了成本，同时占用地面面积较大，可能会对施工过程造成影响，因此，参照图3，本申请实施例在采用的套接环6远离链条4的一侧成开口状，在套接环6开口状的一侧固定连接有阻挡板61，套接环6与其中一个支护桩2套接时，阻挡板61与多个支护桩2的外壁抵接。当套接环6套设在其中一个支护桩2的外侧时，阻挡板61设置在与该支护桩2相邻的其他支护桩2靠近基坑1的一侧，当链条4被张紧时，阻挡板61能够对多个支护桩2起到拉紧作用，减少了链条4和电机5的投入使用量且能够将多个支护桩2拉紧。

在施工过程中，工作人员和车辆在基坑1侧方行走时可能会触碰到链条4，若链条4处于张紧状态同时受到外力，则可能会造成链条4的断裂，为了对链条4起到保护作用，同时使链条4不易影响工作人员的施工，参照图3，本申请实施例在底面上固定设置有底板7，在底板7上罩设有防护壳71，防护壳71与底板7通过螺栓连接的方式可拆卸连接，链条4位于底板7与防护壳71之间。防护壳71对链条4和电机5起到保护作用，使链条4不易损伤。

若锚固件3的侧向位移水平位移较大，则链条4被张紧过程中，为了使得链条4不易因受力较大而出现断裂，参照图2，本申请实施例设置的防护结构还增设有拉力检测装置，拉力检测装置用于检测链条4的张紧力并输出当正向位移信息前拉力信息，拉力检测装置的输出端连接于控制系统，控制系统内预存有基准拉力信息，若当前拉力信息等于基准拉力信息，则控制系统输出反转信息和报警信息，控制系统根据反转信息控制电机5的输出端反向转动预设角度，反转信息对于控制系统的优先级先于转动信息对于控制系统的优先级。控制系统控制电机5的输出轴反转，使得链条4不易因张紧力过大而断裂，同时提示工作人员此时基坑1侧方的侧向土偏移量较大，便于工作人员度施工过程进行监督。

为了使得链条4不易因受力较大而断裂，同时增强支护桩2的抗侧向土压力性能，设基坑1的四侧边沿包括两个相互平行的第一边沿11和两个相互平行的第二边沿12，第一边沿11垂直于第二边沿12，参照图1和图3，本申请实施例在第一边沿11的支护桩2的顶部盖设有第一支护板13，再参照图4，在第一支护板13的边沿开设有边沿槽131，链条4穿过边沿槽131与于套接环6固定连接，在第二边沿12的支护桩2的顶部盖设有第二支护板14，第一支护板13的下表面开设有多个第一支护槽，第一支护槽的数量与第一支护板13下方的支护桩2的数量相适配，支护桩2与第一支护槽插接配合，第二支护板14与第二边沿12的支护桩2插接适配，此处不再赘述，第二支护板14位于两个第一支护板13之间，在第二支护板14的两端均固定设置有第一弹性件16，第一弹性件16处于压缩状态，第一弹性件16可采用弹簧、橡胶等可弹性形变的部件。当支护桩2受到的侧向土压力较大，为了使链条4不易损坏，同时使支护桩2不易断裂而减小链条4对支护桩2的拉力时，第一弹性件16的恢复力施加于第一支护板13上，使得第一支护板13以及第一支护板13下方的支护桩2产生远离基坑1内侧的趋势，对支护桩2受到的侧向土压力起到进一步抵消作用；同时，由于第一弹性件16的缓冲作用，使得第一支护板13受到侧向土压力且顶部发生变形时不易直接与第二支护板14抵接，使得第二支护板14下方的支护桩2顶部不易发生水平方向（沿平行于第二支护板14设置方向）的变形。

为了便于将第二支护板14安装于两个第一支护板13之间，参照图5，本申请实施例在第二支护桩2的端部上转动连接有转杆141，转杆141的转动轴线平行于第二支护板14的设置方向，转杆141远离第二支护板14的端部固定连接有限位杆142，第一弹性件16远离第二支护板14的一端固定连接有移动板161，限位杆142能够对移动板161起到限位作用或让位于移动板161。安装第二支护板14时，将第一弹性件16进一步压缩，转动转杆141，使得限位杆142置于移动板161远离第一弹性件16的一侧，限位杆142对移动板161进行限位，便于工作人员将第二支护板14安装于两个第一支护板13之间。

为了减小第二边沿12处的支护桩2的形变，参照图3和图5，本申请实施例在第一支护板13靠近基坑1内的一侧固定设置有卡接板133，第二支护板14位于卡接板133远离基坑1内侧的一侧，卡接板133靠近第二边沿12支护板的一侧固定设置有第二弹性件15，第二弹性件15处于压缩状态，第二弹性件15可采用弹簧、橡胶等可弹性形变的部件。处于压缩状态的第二弹性件15的恢复力施加于第二支护板14的侧壁上，使得第二支护板14产生向远离基坑1内侧移动的趋势，使得基坑1侧向土压力施加于第二支护板14上的侧向压力被部分抵消，当第二支护板14受到侧向土压力较大时，卡接板133能够对第二支护板14的位移起到限位作用，使得第二支护板14下侧的支护桩2不易发生较大形变。

本申请实施例一种基坑支护防护结构的实施原理为：

将套接环6套设在支护桩2的外周壁上，将第一支护板13插设在第一边沿11的支护桩2的顶部，阻挡板61与多个支护桩2的外周壁抵接，然后将第一弹性件16压缩，转动转杆141，将限位杆142转动至移动板161远离第二支护板14的外侧，将第二支护板14与第二边沿12的支护桩2插接配合，而后转动转杆141，将限位杆142让位，使得移动板161在第一弹性件16的弹力作用下与第一支护板13侧壁抵接；控制系统控制电机5的输出端转动，将链条4拉紧；位移传感器实时检测锚固件3的水平位移，若位移传感器输出正向位移信息，控制系统根据正向位移信息的数值计算电机5输出端转动的角度，使得支护桩2受到的侧向土压力增大时，链条4对于支护桩2的拉力增大以抵消部分侧向土压力。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基坑支护防护结构，其特征在于：包括支护桩(2)、锚固件(3)、链条(4)、电机(5)和位移传感器，锚固件(3)固定设置在基坑(1)侧方的地面上，电机(5)固定设置在锚固件(3)上，链条(4)的一端与电机(5)的输出端固定连接，另一端与支护桩(2)的顶部可拆卸连接，位移传感器设置在锚固件(3)上用于检测锚固件(3)的水平位移并输出水平位移信息，电机(5)连接有控制系统，设定锚固件(3)朝向支护桩(2)移动的方向为正方向，锚固件(3)向支护桩(2)移动时水平位移信息为正向位移信息，控制系统连接于位移传感器，控制系统响应于正向位移信息并根据正向位移信息与电机(5)输出端之间预设的计算关得到计算电机(5)输出端转动的角度并带动链条(4)收卷；所述基坑(1)的侧边沿包括两个相互平行的第一边沿(11)和两个相互平行的第二边沿(12)，第一边沿(11)垂直于第二边沿(12)，在第一边沿(11)的支护桩(2)的顶部盖设有第一支护板(13)，在第二边沿(12)的支护桩(2)的顶部盖设有第二支护板(14)，第二支护板(14)位于两个第一支护板(13)之间，第二支护板(14)靠近第一支护板(13)的端部上固定设置有第一弹性件(16)。

2.根据权利要求1所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述链条(4)远离电机(5)的一端固定连接有套接环(6)，套接环(6)与支护桩(2)的外壁相适配。

3.根据权利要求2所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述套接环(6)的外周壁的一侧固定设置有阻挡板(61)，套接环(6)与其中一个支护桩(2)套接时，阻挡板(61)位于支护桩(2)远离锚固件(3)的一侧且能够与多个支护桩(2)的外壁抵接。

4.根据权利要求2所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述套接环(6)在链条(4)上均匀间隔设置多个。

5.根据权利要求1所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述锚固件(3)固定连接有底板(7)，在底板(7)上罩设有防护壳(71)，防护壳(71)与底板(7)可拆卸连接，链条(4)位于底板(7)与防护壳(71)之间。

6.根据权利要求1所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述链条(4)上还设置有拉力检测装置用于检测链条(4)拉力并输出当前拉力信息，控制系统内预存有基准拉力信息，若当前拉力信息等于基准拉力信息，则控制系统输出反转信息，控制电机(5)的输出端反转预设角度并输出报警信息。

7.根据权利要求6所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述第一边沿(11)的靠近基坑(1)内的一侧固定设置有卡接板(133)，第二支护板(14)位于卡接板(133)远离基坑(1)内侧的一侧。

8.根据权利要求7所述的一种基坑(1)支护防护结构，其特征在于：所述卡接板(133)靠近第二边沿(12)支护板的一侧固定设置有第二弹性件(15)，第二弹性件(15)处于压缩状态。

9.根据权利要求7所述的一种基坑支护防护结构，其特征在于：所述第二支护板(14)的端部上转动连接有转杆(141)，转杆(141)远离第二支护板(14)的端部固定连接有限位杆(142)，第一弹性件(16)远离第二支护板(14)的一端固定连接有移动板(161)，限位杆(142)能够对移动板(161)起到限位作用或让位于移动板(161)。

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