CN113216204A - 一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法，包括基坑支护结构，所述基坑支护结构包括若干个等距竖直分布的支护桩，若干个所述支护桩的顶部通过水平设置的冠梁固定连接，还包括设置与基坑支护结构一侧的建筑结构，所述建筑结构包括若干个等距分布的结构柱，若干个所述结构柱的中部均固定连接有结构梁，所述结构梁与结构柱的相交处固定连接有转换斜杆构件，本发明通过支撑梁把基坑支护土压力传到已施工的建筑结构部分，再通过转换斜杆构件把水平压力分解，减小支护桩传递给建筑结构的水平压力，施工技术难度低，同时便于基坑下部未施工区域的基础及上部结构的施工，极大加快施工进度。

Description

一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，具体是一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，大质量高层、超高层建筑不断增多，而在建筑施工过程中，为了保证地下结构的施工及深基坑周边环境的安全和施工方便，必须要对深基坑侧壁及周边环境采取支护和加固的措施。

对于大型建筑物而言，其基坑来说就必然会变得越来越大、越深，对于大而深基坑来说，其支护结构的施工也将变得越来越困难，对基坑支护技术要求也愈加高，如何解决基坑支护及后期基坑支护转换等问题越来越成为技术难点，同时也成为影响整个工程进度的重要因素。

对于一般的基坑支护，普遍采用钻孔灌注桩，坑内设置水平钢筋混凝土支撑的方式来提高基坑支护结构的稳定性，但是这类支护结构需要大范围的使用钢筋混凝土进行直接浇灌，不便于施工和养护，且在需要进行换撑与拆除支护机构时，需要耗费大量施工工期，浪费人力物力，提高了工程造价，也给地下室等的施工带来不便；且对于现有技术中采用较多的建筑施工中采用锚杆支护、钢板桩支护等传统施工工艺技术，施工工序多，进度慢，严重影响主体结构工期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于水平换撑结构加固的装置，包括基坑支护结构，所述基坑支护结构包括若干个等距竖直分布的支护桩，若干个所述支护桩的顶部通过水平设置的冠梁固定连接，还包括设置与基坑支护结构一侧的建筑结构，所述建筑结构包括若干个等距分布的结构柱，若干个所述结构柱的中部均固定连接有结构梁，所述结构梁与结构柱的相交处固定连接有转换斜杆构件。

作为本发明进一步的方案：若干个所述支护桩的中部均开设有连接口，若干个连接口之间通过腰梁固定连接，若干个所述连接口的水平高度一致，腰梁以水平状态与连接口对接安装。

作为本发明进一步的方案：所述冠梁的一侧和腰梁的一侧均固定连接有若干个等距分布的支撑梁，若干个所述支撑梁的一端均通过回顶梁与建筑结构固定连接，所述回顶梁设置于建筑结构与基坑支护结构相接一侧第一跨的结构柱与结构梁的相交处。

作为本发明进一步的方案：若干个所述支撑梁的中部通过连系梁固定连接，所述连系梁的底部固定连接有若干个等距分布的立柱，若干个所述立柱均竖直设置，所述立柱的底部固定连接有结构基柱，所述结构基柱埋设于地下。

作为本发明进一步的方案：所述转换斜杆构件包括钢板预埋件，所述钢板预埋件的两侧均固定连接若干个锚接螺栓，且若干个锚接螺栓的一端分别嵌入结构柱和结构梁的内部，将钢板预埋件的两侧分别与结构柱和结构梁固定连接。

作为本发明进一步的方案：所述转换斜杆构件包括斜撑杆，所述斜撑杆的一端固定连接有十字延伸板，所述钢板预埋件的内壁固定连接有对接钢板，所述十字延伸板的外壁通过高强螺栓与钢板连接件固定连接，所述钢板连接件的外壁与对接钢板焊接，所述斜撑杆内壁设置为中空，且斜撑杆的端部洞口处固定连接有封口板，所述对接钢板的内壁还固定连接有加固板。

作为本发明进一步的方案：所述结构梁、结构柱和转换斜杆构件相交处还固定安装有加腋结构，所述加腋结构包括两个对称设置加腋三角板，两个加腋三角板分别设置于相交位置的两侧，并通过螺栓与结构梁和结构柱固定，转换斜杆构件与结构梁和结构柱的连接位置位于两个加腋三角板之间。

本发明还提供一种用于水平换撑结构加固的装置的施工方法，包括下列步骤：

步骤一：将若干个支护桩等距竖直安装于地面上，将冠梁水平移送至支护桩的顶部并将其与若干个支护桩固定连接，形成基坑支护结构；

步骤二：将若干个结构柱竖直等距安装于地面上，将若干个结构梁水平等距排布，并通过钢板预埋件在结构柱与结构梁的相交处将二者固定连接，在钢板预埋件的内壁固定连接对接钢板；

步骤三：通过高强螺栓在斜撑杆端部的十字延伸板外壁固定连接钢板连接件，将对接钢板与钢板连接件焊接，形成建筑结构；

步骤四；将腰梁与若干个支护桩中部的连通口卡合并固定，在腰梁一侧和冠梁一侧固定连接若干个支撑梁；在建筑结构靠近基坑支护结构一侧的结构柱与结构梁的相交处固定安装回顶梁，并将若干个支撑梁与回顶梁固定连接；

步骤五：通过连系梁将若干个支撑梁的中部固定连接，在连系梁的底部等距固定连接若干个立柱，并将立柱底部的结构基柱与地面固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种用于水平换撑结构加固的装置及其施工方法，通过支护桩与冠梁钢整体连接，使所有支护桩形成一体共同受力，形成基坑支护结构体系，再由水平支撑梁一端与冠梁、腰梁连接，并把基坑支护结构的侧压力水平传到建筑结构上，通过支撑梁把基坑支护土压力传到已施工的建筑结构部分，再通过转换斜杆构件把水平压力分解，一部分传到已施工的建筑结构基础，减小支护桩传递给建筑结构的水平压力，另一部力分解为竖直方向，直接导入地基，进一步提高了装置整体的安装稳定性，本发明能够在水平的基坑支护换撑不足阻断基坑形变力的情况下达到一种力的分解转换，本装置在实际施工使用时技术难度低，便于基坑下部未施工区域的基础及上部结构的施工，能够极大加快施工进度。

附图说明

图1为一种用于水平换撑结构加固的装置侧视图；

图2为一种用于水平换撑结构加固的装置俯视图；

图3为一种用于水平换撑结构加固的装置转换斜杆构件截面图；

图4为一种用于水平换撑结构加固的装置钢板预埋件局部侧视图；

图5为一种用于水平换撑结构加固的装置斜撑杆截面图；

图6为一种用于水平换撑结构加固的装置钢板连接件截面图。

图中：1、支护桩；2、冠梁；3、立柱；4、腰梁；5、支撑梁；6、连系梁；7、结构梁；8、结构柱；9、回顶梁；10、结构基柱；11、钢板预埋件；12、对接钢板；13、高强螺栓；14、斜撑杆；15、十字延伸板；16、锚接螺栓；17、封口板；18、加腋三角板；19、钢板连接件。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例中，一种用于水平换撑结构加固的装置，包括基坑支护结构，基坑支护结构包括若干个等距竖直分布的支护桩1，若干个支护桩1的顶部通过水平设置的冠梁2固定连接，还包括设置与基坑支护结构一侧的建筑结构，建筑结构包括若干个等距分布的结构柱8，若干个结构柱8的中部均固定连接有结构梁7，结构梁7与结构柱8的相交处固定连接有转换斜杆构件，通过支护桩1和冠梁2组成基坑支护结构，水平换撑不足阻断情况下，在合适的距离下，通过支撑梁5把水平力水平传给已施工的建筑结构，转换斜杆构件作为转换受力杆件把水平力分解，一部分斜向下传给建筑结构基础，减少水平压力，另一部力分解为竖直方向，直接导入地面，进一步提高了装置整体的安装稳定性，实现在水平换撑不足以支撑基坑水平作用力的情况下进行力的转换，提高了装置对基坑的支护能力。

若干个支护桩1的中部均开设有连接口，若干个连接口之间通过腰梁4固定连接，若干个连接口的水平高度一致，腰梁4以水平状态与连接口对接安装；通过设置腰梁4与冠梁2的配合使所有支护桩1形成一体，整体传力给支撑梁5，通过设置连接口，使得腰梁4的连接位置稳定。

冠梁2的一侧和腰梁4的一侧均固定连接有若干个等距分布的支撑梁5，若干个支撑梁5的一端均通过回顶梁9与建筑结构固定连接，回顶梁9设置于建筑结构与基坑支护结构相接一侧第一跨的结构柱8与结构梁7的相交处；由回顶梁9和加腋结构作为加固结构梁7及结构柱8，使得装置结构的受力及传力更加稳定。

若干个支撑梁5的中部通过连系梁6固定连接，连系梁6的底部固定连接有若干个等距分布的立柱3，若干个立柱3均竖直设置，立柱3的底部固定连接有结构基柱10，结构基柱10埋设于地下；通过设置连系梁6，把立柱3连成一体，同时对支撑梁5进行支撑，使得支撑梁5的稳定性更高。

转换斜杆构件包括钢板预埋件11，钢板预埋件11的两侧均固定连接若干个锚接螺栓16，且若干个锚接螺栓16的一端分别嵌入结构柱8和结构梁7的内部，将钢板预埋件11的两侧分别与结构柱8和结构梁7固定连接；加固结构柱8和结构梁7的连接部位，使得结构更加稳定。

转换斜杆构件包括斜撑杆14，斜撑杆14的一端固定连接有十字延伸板15，钢板预埋件11的内壁固定连接有对接钢板12，十字延伸板15的外壁通过高强螺栓13与钢板连接件19固定连接，钢板连接件19的外壁与对接钢板12焊接，斜撑杆14内壁设置为中空，且斜撑杆14的端部洞口处固定连接有封口板17，对接钢板12的内壁还固定连接有加固板；通过设置斜撑杆14，采用钢斜撑结构的形式，把部分水平力转化成竖向力传到地基，提高整理结构的基坑支护能力和结构的承力性能。

结构梁7、结构柱8和转换斜杆构件相交处还固定安装有加腋结构，加腋结构包括两个对称设置加腋三角板18，两个加腋三角板18分别设置于相交位置的两侧，并通过螺栓与结构梁7和结构柱8固定，转换斜杆构件与结构梁7和结构柱8的连接位置位于两个加腋三角板18之间；辅助转换斜杆构件对结构梁7和结构柱8进行连接固定，进一步增强装置整体的结构稳定性。

本发明还提供一种用于水平换撑结构加固的装置的施工方法，包括下列步骤：

步骤一：将若干个支护桩1等距竖直安装于地面上，将冠梁2水平移送至支护桩1的顶部并将其与若干个支护桩1固定连接，形成基坑支护结构；

步骤二：将若干个结构柱8竖直等距安装于地面上，将若干个结构梁7水平等距排布，并通过钢板预埋件11在结构柱8与结构梁7的相交处将二者固定连接，在钢板预埋件11的内壁固定连接对接钢板12；

步骤三：通过高强螺栓13在斜撑杆14端部的十字延伸板15外壁固定连接钢板连接件19，将对接钢板12与钢板连接件19焊接，形成建筑结构；

步骤四；将腰梁4与若干个支护桩1中部的连通口卡合并固定，在腰梁4一侧和冠梁2一侧固定连接若干个支撑梁5；在建筑结构靠近基坑支护结构一侧的结构柱8与结构梁7的相交处固定安装回顶梁9，并将若干个支撑梁5与回顶梁9固定连接；

步骤五：通过连系梁6将若干个支撑梁5的中部固定连接，在连系梁6的底部等距固定连接若干个立柱3，并将立柱3底部的结构基柱10与地面固定连接。

本发明在使用时，首先，将若干个支护桩1等距竖直安装于地面上，将冠梁2水平移送至支护桩1的顶部，通过钢筋混凝土浇筑的方式将若干个支护桩1与冠梁2固定连接，形成基坑支护结构；

将若干个结构柱8竖直等距安装于地面上，将若干个结构梁7水平等距排布，并通过锚接螺栓16将钢板预埋件11两侧分别与结构柱8和结构梁7固定连接，实现结构柱8和结构梁7的连接，在钢板预埋件11的内壁焊接对接钢板12，使得对接钢板12与钢板预埋件11连接件形成一体，在所述结构梁7、结构柱8和转换斜杆构件相交处的两侧固定连接加腋三角板18，对结构梁7和结构柱8的相交处进行加固；

通过高强螺栓13在斜撑杆14端部的十字延伸板15外壁固定连接钢板连接件19，将对接钢板12与钢板连接件19焊接，形成建筑结构；

将腰梁4与若干个支护桩1中部的连通口卡合并焊接固定，在腰梁4一侧和冠梁2一侧固定连接若干个水平且等距分布的支撑梁5；在建筑结构靠近基坑支护结构一侧的结构柱8与结构梁7的相交处固定安装回顶梁9，并将若干个支撑梁5与回顶梁9固定连接，使基坑支护结构与建筑结构之间的受力和传力过程更加高效稳定；

通过连系梁6将若干个支撑梁5的中部固定连接，提高支撑梁5结构连接稳定性，在连系梁6的底部等距固定连接若干个立柱3，使得立柱3竖直并将立柱3底部的结构基柱10埋设于地下，完成本装置的整体安装。

在本发明中所描述的“固定连接”表示相互连接的两部件之间是固定在一起，一般是通过焊接、螺钉或胶粘等方式固定在一起；“转动连接”是指两部件连接在一起并能相对运动。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种用于水平换撑结构加固的装置，包括基坑支护结构，所述基坑支护结构包括若干个等距分布的支护桩(1)，若干个所述支护桩(1)的顶部通过冠梁(2)固定连接，其特征在于，还包括建筑结构，所述建筑结构包括若干个等距分布的结构柱(8)，若干个所述结构柱(8)的中部均固定连接有结构梁(7)，所述结构梁(7)与结构柱(8)的相交处固定连接有转换斜杆构件。

2.根据权利要求1所述的一种用于水平换撑结构加固的装置，其特征在于，若干个所述支护桩(1)的中部均开设有连接口，若干个连接口之间通过腰梁(4)固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于水平换撑结构加固的装置，其特征在于，所述冠梁(2)的一侧和腰梁(4)的一侧均固定连接有若干个等距分布的支撑梁(5)，若干个所述支撑梁(5)的一端均通过回顶梁(9)与建筑结构固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于水平换撑结构加固的装置，其特征在于，若干个所述支撑梁(5)的中部通过连系梁(6)固定连接，所述连系梁(6)的底部固定连接有若干个等距分布的立柱(3)，所述立柱(3)的底部固定连接有结构基柱(10)。

5.根据权利要求1所述的一种用于水平换撑结构加固的装置，其特征在于，所述转换斜杆构件包括钢板预埋件(11)，所述钢板预埋件(11)的两侧分别与结构柱(8)和结构梁(7)固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于水平换撑结构加固的装置，其特征在于，所述转换斜杆构件包括斜撑杆(14)，所述斜撑杆(14)的一端固定连接有十字延伸板(15)，所述钢板预埋件(11)的内壁固定连接有对接钢板(12)，所述十字延伸板(15)的外壁通过高强螺栓(13)与钢板连接件(19)固定连接，所述钢板连接件(19)的外壁与对接钢板(12)焊接。

7.一种用于水平换撑结构加固的装置的施工方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤一：将若干个支护桩(1)等距竖直安装于地面上，将冠梁(2)水平移送至支护桩(1)的顶部并将其与若干个支护桩(1)固定连接，形成基坑支护结构；

步骤二：将若干个结构柱(8)竖直等距安装于地面上，将若干个结构梁(7)水平等距排布，并通过钢板预埋件(11)在结构柱(8)与结构梁(7)的相交处将二者固定连接，在钢板预埋件(11)的内壁固定连接对接钢板(12)；

步骤三：通过高强螺栓(13)在斜撑杆(14)端部的十字延伸板(15)外壁固定连接钢板连接件(19)，将对接钢板(12)与钢板连接件(19)焊接，形成建筑结构；

步骤四；将腰梁(4)与若干个支护桩(1)中部的连通口卡合并固定，在腰梁(4)一侧和冠梁(2)一侧固定连接若干个支撑梁(5)；在建筑结构靠近基坑支护结构一侧的结构柱(8)与结构梁(7)的相交处固定安装回顶梁(9)，并将若干个支撑梁与回顶梁(9)固定连接；

步骤五：通过连系梁(6)将若干个支撑梁(5)的中部固定连接，在连系梁(6)的底部等距固定连接若干个立柱(3)，并将立柱(3)底部的结构基柱(10)与地面固定连接。

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