CN113235618B - 滑落式基坑内支撑体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑落式基坑内支撑体系及其施工方法，体系包括立柱桩及托梁，托梁可相对升降地安装于立柱桩。方法包括：施工立柱桩；完成第一层土开挖，于立柱桩上安装多道托梁，将待安装的多道内支撑件按照组装在多道托梁上并随各自托梁沿立柱桩滑落；待第一道内支撑件滑落到位，利用第一道内支撑件施加轴力；完成第二层土开挖，将剩余内支撑件通过各自托梁沿立柱桩继续滑落；待第二道内支撑件滑落到位，利用第二道内支撑施加轴力；继续逐层开挖下方土，并通过托梁逐层滑落各内支撑件，待滑落到位利用各内支撑件施加当前层轴力；直至开挖至基坑底。使多层钢支撑一次安装、分次滑落，大大方便钢支撑施工和提高钢支撑施工效率，有效节约施工时间。

Description

滑落式基坑内支撑体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑钢支撑技术领域，尤其涉及一种滑落式基坑内支撑体系及其施工方法。

背景技术

基坑钢结构内支撑具有施工速度快、安装和拆除方便、构件可重复利用、绿色环保等优点，在施工实践中展现出强大的生命力，并逐步替代混凝土支撑成为未来基坑内支撑的首选。但受限于现有的钢支撑施工方法，在多层钢支撑体系中，钢支撑体系存在下层支撑吊装、安装困难等问题。

发明内容

针对上述现有技术中存着的不足之处，本发明提供了一种滑落式基坑内支撑体系及其施工方法，施工效率高，有效节约施工时间。

本发明第一方面提供了一种滑落式基坑内支撑体系，其包括立柱桩以及用于承托内支撑件的托梁，所述托梁可相对升降地安装于所述立柱桩上。

采用本发明滑落式基坑内支撑体系及其施工方法，可以使多层基坑内支撑一次安装、分次滑落，大大方便基坑内支撑施工和提高基坑内支撑施工效率，有效节约施工时间。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述托梁通过紧固吸附装置磁性吸附在所述立柱桩上。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述紧固吸附装置采用磁性大小可调的智能电子磁铁，所述立柱桩采用供磁性吸附的材质制作。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述紧固吸附装置与托梁牛腿固定，所述托梁搁置于所述托梁牛腿上。

作为本发明体系的较佳实施方式，沿所述立柱桩竖向设置有滑移轨道，所述托梁滑设于所述滑移轨道中，且所述滑移轨道上设置有用于锁定所述托梁的锁定装置。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述锁定装置为螺栓，所述滑移轨道在内支撑件安装位置开设有供所述螺栓连接的螺栓孔，所述托梁的底部搁置于托梁牛腿上，所述托梁牛腿上开设有供所述螺栓穿设的孔洞。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述立柱桩上设置有吊升机械，所述托梁通过吊索悬吊于所述吊升机械并由所述吊升机械控制升降。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述托梁上开设有竖向贯孔，所述吊索穿过所述竖向贯孔，每一道所述托梁的底部和顶部分别可拆卸设置有限位固定部件。

作为本发明体系的较佳实施方式，所述内支撑件的两端端部位置分别设置有用于施加轴力的智能千斤顶。

本发明第二方面提供了一种如上所述的滑落式基坑内支撑体系的施工方法，其包括步骤：

施工基坑内立柱桩；

完成第一层土体开挖，于所述立柱桩上安装多道托梁，将待安装的多道内支撑件按照上下顺序依次组装在多道托梁上并随各自托梁沿立柱桩滑落；

待第一道内支撑件滑落到位，利用所述第一道内支撑件施加轴力；

完成第二层土体开挖，将剩余内支撑件通过各自托梁沿所述立柱桩继续滑落；

待第二道内支撑件滑落到位，利用所述第二道内支撑施加轴力；

继续逐层开挖下方土体，并通过所述托梁逐层滑落各内支撑件，待滑落到位利用各内支撑件施加当前层轴力；

直至开挖至基坑底。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中滑落式基坑内支撑体系的平面图。

图2为本发明实施例1中紧固吸附装置和托梁牛腿的俯视图。

图3为本发明实施例1中紧固吸附装置和托梁牛腿的立面图。

图4为本发明实施例1中第一层土体开挖完成后基坑内支撑体系的剖面图。

图5为本发明实施例1中第二层土体开挖完成后基坑内支撑体系的剖面图。

图6为本发明实施例1中第三层土体开挖完成后基坑内支撑体系的剖面图。

图7为本发明实施例1中开挖至基坑底的剖面图。

图8为本发明实施例2中滑移轨道和托梁牛腿的俯视图。

图9为本发明实施例2中滑移轨道和托梁牛腿的立面图。

图10为本发明实施例3中第一层土体开挖内支撑件未固定立柱桩的剖面图。

图11为本发明实施例3中第一层土体开挖第一道内支撑件固定后的剖面图。

图12为本发明实施例3中第二层土体开挖第二道内支撑件固定后的剖面图。

图13为本发明实施例3中第三层土体开挖第三道内支撑件固定后的剖面图。

图14为本发明实施例3中开挖至基坑底的剖面图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图和具体实施例对本发明实施例做进一步详细的说明。

实施例1：

参阅图1～3和图7，该实施例1提供了一种滑落式基坑内支撑体系，其主要包括立柱桩11、托梁12、内支撑件和智能千斤顶14，进一步还可以包括钢围檩15和围护桩18，围护桩18沿基坑边在土体开挖前预先打入，钢围檩15在每一层土体开挖完成后，沿基坑边周向固定在围护桩18上，围护桩18在钢围檩15所在一侧用细石混凝土填充，可防止不平。内支撑件采用钢支撑13，由托梁12承托，托梁12通过智能滑落组件滑落式安装在立柱桩11上，优选地，在每道托梁12的同一侧的两端分别设置有至少一根立柱桩11。每个钢支撑13的端部装设有智能千斤顶14。

该智能滑落组件进一步包括固定一体的紧固吸附装置161和托梁牛腿162，托梁12放置在托梁牛腿162上，紧固吸附装置161磁性大小可调地磁性吸附在立柱桩11上，立柱桩11应配合选用可磁性吸附的材料，如钢材。

如图1所示，钢支撑13作为基坑内水平支撑，每个钢支撑13可具体包括水平平行的至少两根主支撑杆131以及等间距连接于至少两根主支撑杆131之间的多根连系杆132。每根主支撑杆131的两端靠近端部的位置均嵌设有智能千斤顶14，该些智能千斤顶14可以根据控制系统发射的指令沿所在钢支撑的轴向进行伸长或缩短，并施工轴力，满足基坑内水平支撑轴力要求。

在基坑第一层土开挖时，将需要安装的多道钢支撑13(本实施例以三道为例)按照上下顺序，全部拼装固定完成，钢支撑13放置在托梁12上方，托梁12放置在托梁牛腿162上，托梁牛腿162通过紧固吸附装置161磁性吸附在立柱桩11上，并且通过调节紧固吸附装置161的磁力大小，使得钢支撑13可以沿立柱桩升降移动。

紧固吸附装置161和托梁牛腿162为一个整体，参阅图2和图3所示，其中托梁牛腿162为钢材制作，紧固吸附装置161可以是智能电子磁铁，磁性大小可以调节。通过调节紧固吸附装置161的磁性大小，可以调节其与立柱桩11之间的摩擦力，用来控制智能滑落组件16的智能滑落，并带着上方的托梁12和钢支撑13一起滑落。

立柱桩11可采用工字钢，较佳地，立柱桩11在钢支撑安装位置附近的翼缘上开有螺栓孔，当钢支撑13滑落到位以后，通过螺栓17将托梁牛腿162固定在立柱桩11上，保证钢支撑体系的安全。这时紧固吸附装置的紧固力可以释放。托梁牛腿162上对应开孔以供螺栓17穿过后与立柱桩上的螺栓孔连接固定。紧固吸附装置161对称设置在托梁牛腿162的两侧且紧密吸附在托梁牛腿162的腹板及翼板表面。

采用本发明滑落式钢支撑体系及其施工方法，可以使多层钢支撑一次安装、分次滑落，大大方便钢支撑施工和提高钢支撑施工效率，有效节约施工时间。

下面结合上述实施例中提供的滑落式基坑内支撑体系，对其施工方法的具体流程做进一步说明(本实施例以上下三道钢支撑为例)。

该滑落式基坑内支撑体系的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、施工完成基坑内立柱桩11以及基坑边围护桩18；

步骤二、第一层土体开挖完成，如图4所示，将三道钢支撑13按照上下顺序依次组装完成，在立柱桩11上对应每一道钢支撑13分别设置有智能滑落组件16，每一道钢支撑13放置在多根立柱桩11上同一水平高度上的多个智能滑落组件16的托梁牛腿162上。用一水平层内平行设置有若干排该钢支撑13(本实施例为三排，实际以布满基坑水平层为准)。此时，第一道钢围檩15也安装完毕，安装在第一道钢支撑13上的智能千斤顶14伸长，将第一道钢支撑13顶到与第一道钢围檩15接触，并通过螺栓等固定，并对第一道钢支撑13施加轴力。此时，第二道钢支撑13和第三道钢支撑13的智能千斤顶处于收缩状态。此时，第二道钢支撑13和第三道钢支撑13的紧固吸附装置是处于激活状态的，其吸附力大于钢支撑13、托梁12等构件的自重。保证钢支撑13和托梁12固定在立柱桩11上。

步骤三、第二层土体开挖完成，如图5所示，安装第二道钢围檩15。然后通过调节紧固吸附装置的吸附力，将第二道和第三道钢支撑13缓慢匀速滑落。待第二道钢支撑13滑落到待支撑位置，通过螺栓将智能滑落组件16固定在立柱桩11上，安装在第二道钢支撑13上的智能千斤顶14伸长，将第二道钢支撑13顶到与第二道钢围檩15接触，并通过螺栓等固定，并对第二道钢支撑13施加轴力。此时，第三道钢支撑13的智能千斤顶处于收缩状态。此时，第三道钢支撑的紧固吸附装置是处于激活状态的，其吸附力大于钢支撑、托梁等构件的自重。保证钢支撑和托梁固定在立柱桩上。

步骤四、第三层土体开挖完成，如图6所示，安装第三道钢围檩15。然后通过调节紧固吸附装置的吸附力，将第三道钢支撑13缓慢匀速滑落。待第三道钢支撑13滑落到待支撑位置，通过螺栓将智能滑落组件16固定在立柱桩11上，安装在第三道钢支撑13上的智能千斤顶14伸长，将第三道钢支撑13顶到与第三道钢围檩15接触，并通过螺栓等固定，并对第三道钢支撑13施加轴力。到这里，三道钢支撑全部支撑完毕。

步骤五、开挖土体至基坑底20，如图7所示。

实施例2：

参阅图8和图9，本实施例同样提供了一种滑落式基坑内支撑体系，构成部件及使用方法均与实施例相似，唯一的区别在于：智能滑落组件的形式不同，在上述实施例1中的智能滑落组件由托梁牛腿和紧固吸附装置构成，而在本实施例中，智能滑落组件采用托梁牛腿22和滑移轨道21代替，并且，此时托梁牛腿22滑设在滑移轨道21上，而非固定，托梁牛腿22和滑移轨道21之间进一步设置有锁定装置，可以将滑移到位的托梁牛腿22锁定到滑移轨道21上。

该锁定装置可为螺栓23，滑移轨道21在钢支撑安装位置开设有供螺栓23连接的螺栓孔，托梁的底部搁置于托梁牛腿22上，托梁牛腿22上开设有供螺栓23穿设的孔洞。

使用时，与实施例1相似，待第一层土方开挖完成以后，先在立柱桩11上安装滑移轨道21，然后将需要安装的多道钢支撑按照上下顺序，全部拼装固定完成，钢支撑放置在托梁上方，托梁放置在托梁牛腿22上，托梁牛腿22安装到滑移轨道21上，待第一道钢支撑滑移到位后，锁定第一道钢支撑位置的锁定装置。

此时，第一道钢围檩安装完毕，安装在第一道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力。此时，第二道钢支撑和第三道钢支撑的智能千斤顶处于收缩状态。此时，第二道钢支撑和第三道钢支撑的托梁锁定在滑移轨道上。

第二层土体开挖完成，安装第二道钢围檩。然后打开锁定装置，托梁带着第二道和第三道钢支撑缓慢匀速滑落。待第二道钢支撑滑落到待支撑位置，通过螺栓将托梁固定在立柱桩上，安装在第二道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力。

第三层土体开挖完成，安装第三道钢围檩。然后打开锁定装置，托梁带着第三道钢支撑缓慢匀速滑落。待第三道钢支撑滑落到待支撑位置，通过螺栓将托梁固定在立柱桩上，安装在第三道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力。至此，三道钢支撑全部支撑完毕。

实施例3：

参阅图10～14，本实施例提供了另一种形式的智能滑落组件，主要包括吊升机械31、吊索32和限位固定部件33，代替实施例中的托梁牛腿和紧固吸附装置，构成绳索式智能滑落组件。具体地，在立柱桩11的顶部安装一卷扬机，作为该吊升机械，托梁12通过吊索32悬吊在吊升机械31下方、立柱桩11的侧面，并且由吊升机械31控制吊索32长度，从而控制其上托梁12＝沿立柱桩的侧面升降。进一步地，在托梁12上开设有竖向贯孔，吊索32穿过该竖向贯孔，每一道托梁12的底部和顶部分别可拆卸设置有限位固定部件33，如卡扣或箍环，可与吊索固定，两个限位固定部件33为一组，对每一道托梁12的底部和顶部分别进行限位固定，使托梁12相对固定在吊索32上。

使用时，在第一层土方开挖完成之前，将需要安装的多道钢支撑(本实施例以三道为例)按照上下顺序，全部拼装固定完成，钢支撑放置在托梁12上方，托梁12悬吊在吊索32上。托梁12上下各有一个限位固定部件33，将托梁12固定在吊索32的固定位置，如图10所示。

然后，安装第一道钢围檩，将安装在第一道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力，然后将第一道钢支撑的托梁12上下方的限位固定部件33取下，方便吊索穿过第一道托梁上的竖向贯孔而下滑。此时，第二道钢支撑和第三道钢支撑的托梁上下方的限位固定部件33仍然存在，如图11所示。

第二层土体开挖完成，安装第二道钢围檩，将安装在第二道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力，然后将第二道钢支撑的托梁12上下方的限位固定部件取下，方便吊索32下滑。此时，第三道钢支撑的托梁上下方的限位固定部件33仍然存在，如图12所示。

第三层土体开挖完成，安装第三道钢围檩，将安装在第三道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓等固定，并对钢支撑施加轴力，然后将第三道钢支撑的托梁12上下方的限位固定部件取下，方便吊索32下滑。至此，三道钢支撑全部支撑完毕，如图13所示。

继续开挖剩余土体，直到基坑底，土体开挖完成，如图14所示。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种滑落式基坑内支撑体系，其特征在于：包括立柱桩以及用于承托内支撑件的托梁，所述托梁通过绳索式智能滑落组件滑落式安装于所述立柱桩上，在每道托梁的同一侧的两端分别设置有至少一根立柱桩，所述内支撑件的两端端部位置分别设置有用于施加轴力的智能千斤顶；所述绳索式智能滑落组件包括吊升机械、吊索和限位固定部件，所述立柱桩上设置有吊升机械，所述托梁通过吊索悬吊于所述吊升机械下方和立柱桩的侧面，并由所述吊升机械控制升降；所述托梁上开设有竖向贯孔，所述吊索穿过所述竖向贯孔，每一道所述托梁的底部和顶部分别可拆卸设置有限位固定部件，两个限位固定部件为一组，对每一道托梁的底部和顶部分别进行限位固定，使托梁固定在吊索上。

2.一种如权利要求1所述的滑落式基坑内支撑体系的施工方法，其特征在于，包括步骤：

施工基坑内立柱桩以及基坑边围护桩；

完成第一层土方开挖，于所述立柱桩上安装多道托梁，将待安装的多道内支撑按照上下顺序依次组装在多道托梁上并随各自托梁沿立柱桩滑落，

内支撑件采用钢支撑，钢支撑放置在托梁上方，托梁悬吊在吊索上，托梁上下各有一个限位固定部件，将托梁固定在吊索的固定位置，

待第一道内支撑件滑落到位，安装第一道钢围檩，将安装在第一道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将第一道钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓固定，并对第一道钢支撑施加轴力，此时，其余钢支撑的智能千斤顶处于收缩状态，然后将第一道钢支撑的托梁上下方的限位固定部件取下，方便吊索穿过第一道托梁上的竖向贯孔而下滑，此时，剩余钢支撑的托梁上下方的限位固定部件仍然存在；

完成第二层土体开挖，安装第二道钢围檩，将剩余内支撑件通过各自托梁沿所述立柱桩继续滑落；

待第二道内支撑件滑落到位，将安装在第二道钢支撑上的智能千斤顶伸长，将第二道钢支撑顶到与钢围檩接触，并通过螺栓固定，并对第二道钢支撑施加轴力，此时，其余钢支撑的智能千斤顶处于收缩状态，然后将第二道钢支撑的托梁上下方的限位固定部件取下，方便吊索下滑，此时，剩余钢支撑的托梁上下方的限位固定部件仍然存在；

继续逐层开挖下方土体，并通过所述托梁逐层滑落各内支撑件，待滑落到位利用各内支撑件施加当前层轴力；

直至开挖至基坑底。

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