CN112627232A - 一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，包括固定支撑柱，固定支撑柱外固定连接有支撑座，支撑座的上侧设有旋转座，旋转座转动连接在固定支撑柱外，旋转座和支撑座之间通过限位件固定，旋转座的上端一侧转动连接有连杆，连杆的上端转动连接有瓦型件，旋转座远离连杆的一侧固定连接有支架，支架上转动连接有卷线轴，卷线轴上固定连接有卷线筒，卷线筒上固定绕设有拉绳，拉绳的另一端固定连接在连杆上，卷线轴的一侧设有用于驱动卷线筒转动的驱动机构。本发明相较于现有的固定式支护装置，本装置能够灵活调整支护的位置，分片区依次进行浇灌，并且在完成浇灌后，能够将整个支护装置收起，进而实现增大地下开挖空间的效果。

Description

一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构和方法
技术领域
本发明涉及地下施工技术领域，尤其涉及一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构和方法。
背景技术
逆作法是一种超常规的施工方法，一般是在深基础、地质复杂、地下水位高等特殊情况下采用。先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩和柱，作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑。然后开挖土方至第一层地下室底面标高，并完成该层的梁板楼面结构，作为地下连续墙刚度很大的支撑，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板封底。同时，由于地面一层的楼面结构已完成，为上部结构施工创造了条件，所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工。如此地面上、下同时进行施工，直至工程结束。
现有的逆作法施工过程中，一般通过固定支架对顶部进行固定，再进行浇灌成型，每次需要用到大量的支架，并且在浇灌完成后，需要对其进行拆除，以确保有足够的挖掘空间，因此导致整体效率不高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中采用逆作法施工过程中，由于支架固定设置，占用较多的空间，导致挖掘进度较慢的问题，而提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构和方法，通过设置能够转动的支护装置，实现相邻固定支撑柱的共用，能够大大降低器材和人工成本，除此之外，本支护方法中，采用分片区依次浇灌，能够大大增加挖掘空间，提高效率。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，包括固定支撑柱，所述固定支撑柱外固定连接有支撑座，所述支撑座的上侧设有旋转座，所述旋转座转动连接在固定支撑柱外，所述旋转座和支撑座之间通过限位件固定，所述旋转座的上端一侧转动连接有连杆，所述连杆的上端转动连接有瓦型件，所述旋转座远离连杆的一侧固定连接有支架，所述支架上转动连接有卷线轴，所述卷线轴上固定连接有卷线筒，所述卷线筒上固定绕设有拉绳，所述拉绳的另一端固定连接在连杆上，所述卷线轴的一侧设有用于驱动卷线筒转动的驱动机构。
可选地，所述支撑座的上端阵列分布有多个球座，所述球座的下端固定连接在支撑座的上表面，所述球座的上端滚动安装有滚珠，所述旋转座的下端固定连接有与滚珠对应的橡胶圈。
可选地，所述限位件包括U型连杆和螺纹连接在U型连杆下端的锁紧螺栓，所述U型连杆的上端固定连接在旋转座的侧壁上，所述锁紧螺栓中正对支撑座的下表面设置。
可选地，所述旋转座的上边沿固定安装有旋转头，所述旋转头上贯穿并转动连接有转轴，所述连杆通过转轴和旋转头与旋转座转动连接。
可选地，所述瓦型件包括连接块和固定连接在连接块两侧的弧形卡块，两个所述弧形卡块关于连杆对称设置，所述连杆与连接块的中部转动连接，所述弧形卡块的下端固定连接有配重块。
可选地，所述配重块采用永磁铁制成。
可选地，所述驱动机构包括固定连接在卷线轴上的蜗轮，所述旋转座的上端固定连接有安装板，所述安装板上转动连接有竖直设置的蜗杆，所述蜗杆与蜗轮相啮合。
可选地，所述蜗杆的下端通过轴承座与旋转座的上端转动连接，所述蜗杆的上端固定连接有摇柄。
本发明通过能够转动的连杆和瓦型件，能够实现相邻支撑柱的共用，从而有效降低布置的难度和对空间占用，不仅能够降低对支撑材料的搬运难度，还能够降低对空间的占用，提高挖掘空间，进而使挖掘速度得到较大的提升；通过设置瓦型件，能够实现相邻支撑柱的相互配合，在具有磁性的配重块的作用下，使相邻的瓦型件能够合二为一，实现对临时支护杆的固定，并且能够使各支护装置形成支护整体，大大提高支护的牢固性；通过设置两组绕线筒，能够从两侧实现对连杆的牵拉，形成更加稳定的三角形结构，以确保连杆更加牢固。
一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构的支护方法，包括以下步骤：
S1、首先转动旋转座，使瓦型件转动至需要支护的一侧，接着调节相邻两连杆的倾斜角度，使相邻的瓦型件处于同一高度；
S2、将临时支护杆放在两个瓦型件之间，并将两个瓦型件固定在一起，使得各组固定支撑柱形成稳定一体化支撑；
S3、在浇筑完成后，拆除临时支护杆，将瓦型件转动至需要支护的另一侧，而完成浇筑的一侧，转动蜗杆，利用卷线轴拉动拉绳，使连杆朝固定支撑柱旋转，将瓦型件、连杆收纳起来；
S4、对浇筑完成的区域进行下一层挖掘，在完成挖掘后，将支撑座向下调整至合适的位置，为下一次支护做好准备。
本发明具备以下优点：
本发明通过能够转动的连杆和瓦型件，能够实现相邻支撑柱的共用，从而有效降低布置的难度和对空间占用，不仅能够降低对支撑材料的搬运难度，还能够降低对空间的占用，提高挖掘空间，进而使挖掘速度得到较大的提升；通过设置瓦型件，能够实现相邻支撑柱的相互配合，在具有磁性的配重块的作用下，使相邻的瓦型件能够合二为一，实现对临时支护杆的固定，并且能够使各支护装置形成支护整体，大大提高支护的牢固性；通过设置两组绕线筒，能够从两侧实现对连杆的牵拉，形成更加稳定的三角形结构，以确保连杆更加牢固。
附图说明
图1为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构的结构示意图；
图2为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构布置示意图；
图3为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构中驱动机构的结构示意图；
图4为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构中旋转座的俯视示意图；
图5为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构中卷线轴和卷线筒的结构示意图；
图6为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构中瓦型件的结构示意图；
图7为本发明提出的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护方法的施工示意图。
图中：1固定支撑柱、2支撑座、3旋转座、4限位件、5连杆、6瓦型件、7支架、8卷线轴、9卷线筒、10拉绳、11驱动机构、12球座、13滚珠、14橡胶圈、15锁紧螺栓、16旋转头、17转轴、18连接块、19弧形卡块、20配重块、21蜗轮、22安装板、23蜗杆、24轴承座、25摇柄、26U型连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-6，一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，包括固定支撑柱1，固定支撑柱1外固定连接有支撑座2，支撑座2的上侧设有旋转座3，工作时，相较于传统的固定式支护结构，能够控制旋转座3的转动，为挖掘其他部位预留足够的空间。
旋转座3转动连接在固定支撑柱1外，旋转座3和支撑座2之间通过限位件4固定，限位件4包括U型连杆26和螺纹连接在U型连杆26下端的锁紧螺栓15，U型连杆26的上端固定连接在旋转座3的侧壁上，锁紧螺栓15中正对支撑座2的下表面设置，通过设置锁紧螺栓15，能够对旋转座3的位置进行锁死固定，使旋转座3能够保持更加稳定的状态。
旋转座3的上端一侧转动连接有连杆5，旋转座3的上边沿固定安装有旋转头16，旋转头16上贯穿并转动连接有转轴17，连杆5通过转轴17和旋转头16与旋转座3转动连接。
连杆5的上端转动连接有瓦型件6，旋转座3远离连杆5的一侧固定连接有支架7，支架7上转动连接有卷线轴8，卷线轴8上固定连接有卷线筒9，卷线筒9上固定绕设有拉绳10，拉绳10的另一端固定连接在连杆5上，卷线轴8的一侧设有用于驱动卷线筒9转动的驱动机构11，如图5所示，卷线筒9的数量为两个，分别设在固定支撑柱1的两侧，使两根拉绳10和连杆5形成更加稳定的三角结构。
瓦型件6包括连接块18和固定连接在连接块18两侧的弧形卡块19，两个弧形卡块19关于连杆5对称设置，连杆5与连接块18的中部转动连接，弧形卡块19的下端固定连接有配重块20，通过设置配重块20，使得弧形卡块19保持平衡的状态。
进一步的，配重块20采用永磁铁制成，在对相邻弧形卡块19固定前，能够利用配重块20之间的磁场作用，先对弧形卡块19形成初步的固定。
驱动机构11包括固定连接在卷线轴8上的蜗轮21，旋转座3的上端固定连接有安装板22，安装板22上转动连接有竖直设置的蜗杆23，蜗杆23与蜗轮21相啮合，蜗杆23的下端通过轴承座24与旋转座3的上端转动连接，蜗杆23的上端固定连接有摇柄25，由于蜗杆23和蜗轮21之间的传动不可逆，能够有效避免拉绳10的另一端在重力作用下被拉伸的情况，使整个装置更加稳定可靠。
如图7所示，一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构的支护方法，包括以下步骤：
S1、首先转动旋转座3，使瓦型件6转动至需要支护的一侧，接着调节相邻两连杆5的倾斜角度，使相邻的瓦型件6处于同一高度；
S2、将临时支护杆放在两个瓦型件6之间，并将两个瓦型件6固定在一起，使得各组固定支撑柱1形成稳定一体化支撑；
S3、在浇筑完成后，拆除临时支护杆，将瓦型件6转动至需要支护的另一侧，而完成浇筑的一侧，转动蜗杆23，利用卷线轴8拉动拉绳10，使连杆5朝固定支撑柱1旋转，将瓦型件6、连杆5收纳起来；
S4、对浇筑完成的区域进行下一层挖掘，在完成挖掘后，将支撑座2向下调整至合适的位置，为下一次支护做好准备。
本发明相较于现有的固定式支护装置，本装置能够灵活调整支护的位置，分片区依次进行浇灌，并且在完成浇灌后，能够将整个支护装置收起，进而实现增大地下开挖空间的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“罩盖”、“嵌装”、“连接”、“固定”、“分布”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，包括固定支撑柱(1)，其特征在于，所述固定支撑柱(1)外固定连接有支撑座(2)，所述支撑座(2)的上侧设有旋转座(3)，所述旋转座(3)转动连接在固定支撑柱(1)外，所述旋转座(3)和支撑座(2)之间通过限位件(4)固定，所述旋转座(3)的上端一侧转动连接有连杆(5)，所述连杆(5)的上端转动连接有瓦型件(6)，所述旋转座(3)远离连杆(5)的一侧固定连接有支架(7)，所述支架(7)上转动连接有卷线轴(8)，所述卷线轴(8)上固定连接有卷线筒(9)，所述卷线筒(9)上固定绕设有拉绳(10)，所述拉绳(10)的另一端固定连接在连杆(5)上，所述卷线轴(8)的一侧设有用于驱动卷线筒(9)转动的驱动机构(11)。
2.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述支撑座(2)的上端阵列分布有多个球座(12)，所述球座(12)的下端固定连接在支撑座(2)的上表面，所述球座(12)的上端滚动安装有滚珠(13)，所述旋转座(3)的下端固定连接有与滚珠(13)对应的橡胶圈(14)。
3.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述限位件(4)包括U型连杆(26)和螺纹连接在U型连杆(26)下端的锁紧螺栓(15)，所述U型连杆(26)的上端固定连接在旋转座(3)的侧壁上，所述锁紧螺栓(15)中正对支撑座(2)的下表面设置。
4.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述旋转座(3)的上边沿固定安装有旋转头(16)，所述旋转头(16)上贯穿并转动连接有转轴(17)，所述连杆(5)通过转轴(17)和旋转头(16)与旋转座(3)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述瓦型件(6)包括连接块(18)和固定连接在连接块(18)两侧的弧形卡块(19)，两个所述弧形卡块(19)关于连杆(5)对称设置，所述连杆(5)与连接块(18)的中部转动连接，所述弧形卡块(19)的下端固定连接有配重块(20)。
6.根据权利要求5所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述配重块(20)采用永磁铁制成。
7.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述驱动机构(11)包括固定连接在卷线轴(8)上的蜗轮(21)，所述旋转座(3)的上端固定连接有安装板(22)，所述安装板(22)上转动连接有竖直设置的蜗杆(23)，所述蜗杆(23)与蜗轮(21)相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构，其特征在于，所述蜗杆(23)的下端通过轴承座(24)与旋转座(3)的上端转动连接，所述蜗杆(23)的上端固定连接有摇柄(25)。
9.根据权利要求1所述的一种增大地下室逆作法土方开挖空间支护结构的支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先转动旋转座(3)，使瓦型件(6)转动至需要支护的一侧，接着调节相邻两连杆(5)的倾斜角度，使相邻的瓦型件(6)处于同一高度；
S2、将临时支护杆放在两个瓦型件(6)之间，并将两个瓦型件(6)固定在一起，使得各组固定支撑柱(1)形成稳定一体化支撑；
S3、在浇筑完成后，拆除临时支护杆，将瓦型件(6)转动至需要支护的另一侧，而完成浇筑的一侧，转动蜗杆(23)，利用卷线轴(8)拉动拉绳(10)，使连杆(5)朝固定支撑柱(1)旋转，将瓦型件(6)、连杆(5)收纳起来；
S4、对浇筑完成的区域进行下一层挖掘，在完成挖掘后，将支撑座(2)向下调整至合适的位置，为下一次支护做好准备。
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