CN113957905A - 一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其支护锚杆依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头，所述预紧固定头能够对所述支护锚杆施加一预紧力，这样可以先利用预紧固定头进行预紧一定的预紧力，然后再在凹腔内设置膨胀剂，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力，有效提高锚固的预紧力，同时避免仅仅依靠预紧工具预紧对预紧固定头或者锚杆头产生损坏，可以有效的提高预紧力，保证预紧效果，提高支护能力，防止出现松动的问题，本发明采用支护槽钢和外支护钢板的同时支护，有效提高支护效果与稳定性。

Description

一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构

技术领域

本发明具体是一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，涉及基坑稳固支撑设备相关领域。

背景技术

在岩土工程中，基坑的支护处理是保证安全施工的基本施工工序。而对于一些基坑尤其是软岩的基坑施工来说，仅仅依靠喷射混凝土以及支护网的方式进行支护，是很难达到所需强度的，很容易出现坍塌的问题，而普通的支护钢板与锚杆的支护方式进行支护，由于锚杆的支护预紧力难以达到有效的平衡以及各个支护预紧点的均匀预紧，很容易出现局部预紧力不足或者局部预紧力过大的问题，同时，预紧力不足会导致支护松垮的问题，而预紧力过大则容易出现局部的预紧锚杆端部损坏的问题，影响支护可靠性与支护的效果，进而导致基坑的防护性能下降，影响安全施工的能力。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构。

本发明是这样实现的，构造一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其包括支护外钢板、支护槽钢、支护锚杆和预紧固定头，其特征在于，待支护基坑的坑壁上开设有凹槽，所述凹槽内支护设置有所述支护槽钢，所述支护槽钢的外部支护挡设有所述支护外钢板，所述支护外钢板与所述支护槽钢之间构设有凹腔，所述凹腔开设在所述支护槽钢内，所述支护外钢板与所述支护槽钢上贯穿设置有多根所述支护锚杆，所述支护锚杆依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头，所述预紧固定头能够对所述支护锚杆施加一预紧力，所述凹腔内设置有膨胀剂，且所述膨胀剂是在所述预紧固定头对所述支护锚杆施加一预紧力后注入，进而通过所述膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力。

进一步，作为优选，所述支护锚杆采用支护锚索替代，伸入基坑坑壁内部的所述支护锚杆或支护锚索与基坑坑壁之间采用膨胀剂进行预先固定设置，所述支护槽钢与所述基坑坑壁之间喷涂有混凝土层或者防水层。

进一步，作为优选，所述支护外钢板的朝向所述支护槽钢的一面设置有定位卡槽，所述支护槽钢定位嵌设在所述定位卡槽内，所述支护槽钢为回字型结构，且所述支护槽钢的回字型的凹腔内设置有导流辅助板，所述导流辅助板能够对注入所述凹腔内的膨胀剂进行导流。

进一步，作为优选，所述导流辅助板为弯折结构，且所述弯折结构的顶部与所述凹腔的顶壁固定连接，所述弯折结构的底部与所述凹腔的底壁之间不接触且间隔一定距离。

进一步，作为优选，所述支护槽钢的顶部设置有至少一个膨胀剂注入口，所述膨胀剂注入口与所述凹腔连通，所述支护槽钢的顶部还设置有至少一个与凹腔连通的出气孔。

进一步，本发明还提供了一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法，其采用本发明所述的一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构进行支撑，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)在基坑的坑壁上开设与相应的支护槽钢的外形尺寸相适配的嵌入槽，并在基坑的坑壁上开设多个锚固孔，在锚固孔内锚固好支护锚杆或者支护锚索；

(2)在基坑的外壁以及嵌入槽的槽壁上喷射至少一层混凝土层或者防水层；

(3)在支护槽钢上开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，并在支护外钢板上也开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，将支护槽钢嵌入固定在所述嵌入槽内，然后将支护外钢板抵靠固定在所述支护槽钢的外侧，使得支护槽钢嵌入所述支护外钢板的定位卡槽内，并使得支护锚杆或者支护锚索依次穿过支护槽钢的穿孔和支护外钢板的穿孔，且支护锚杆或者支护锚索向外伸出所述支护外钢板的外表面一定距离；

(4)利用预紧工具依次在各个支护锚杆或者支护锚索的位置对支护槽钢和外支护钢板进行施加预紧力，并将预紧固定头预紧固定在各个支护锚杆或者支护锚索上，使得所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间具有一定预紧力；

(5)将膨胀剂注入设备的输出端连接至支护槽钢上的膨胀剂注入口，向支护槽钢的凹腔内注入膨胀剂，注入至一定压力后停止注入，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间的预紧力即可。

此外，本发明还提供了一种预紧工具，其应用于本发明所述的一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法，其特征在于，其包括下定位支撑机构、铰接底座、第一铰接柱、第二铰接柱、驱动液压缸、铰接顶座、预紧座、夹紧与预紧机构，其中，所述铰接底座的底部固定设置有所述下定位支撑机构，所述下定位支撑机构能够定位支撑在所述支护外钢板的穿孔上，所述铰接底座的顶部一侧铰接设置有所述第一铰接柱，所述铰接底座的顶部另一侧铰接设置有所述第二铰接柱，所述第一铰接柱的端部和第二铰接柱的端部均铰接连接至所述铰接顶座，且所述第一铰接柱和第二铰接柱平行布置，所述铰接顶座上固定设置有所述预紧座，所述第一铰接柱的中部与所述铰接底座之间还铰接设置有所述驱动液压缸，所述预紧座上固定设置有所述夹紧与预紧机构，所述夹紧与预紧机构能够夹紧所述支护锚杆或支护锚索的端部或者夹紧预紧固定头，且在预紧时，所述预紧座和/或铰接顶座能够对待预紧的支护外钢板施加朝向支护槽钢的预紧力。

进一步，作为优选，所述铰接底座与所述驱动液压缸之间还设置有缸座，所述缸座固定在所述铰接底座上，所述驱动液压缸的缸体与所述缸座铰接连接。

进一步，作为优选，所述下定位支撑机构包括多个固定套和多个定位卡柱，所述固定套间隔布置在所述铰接底座的底部，所述固定套上可伸缩的套设有所述定位卡柱，所述定位卡柱与所述固定套之间可锁紧的设置。

进一步，作为优选，所述夹紧与预紧机构包括夹紧头和预紧液压缸，所述夹紧头固定在所述预紧座的朝向支护外钢板的一侧，所述预紧液压缸固定在所述预紧座的远离所述支护外钢板的一侧，所述夹紧头固定连接在所述预紧液压缸的输出端。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，与同类型设备相比，具有如下优点：

本发明所述一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其在支护时，其支护锚杆依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头，所述预紧固定头能够对所述支护锚杆施加一预紧力，这样可以先利用预紧固定头进行预紧一定的预紧力，然后再在凹腔内设置膨胀剂，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力，有效提高锚固的预紧力，同时避免仅仅依靠预紧工具预紧对预紧固定头或者锚杆头产生损坏，可以有效的提高预紧力，保证预紧效果，提高支护能力，防止出现松动的问题，本发明采用支护槽钢和外支护钢板的同时支护，有效提高支护效果与稳定性，本发明在支护时，利用预紧工具进行预紧，可以快速的实现各个部位的预紧，实现精准的预紧控制，提高预紧与支护效果与能力，保证支护可靠性与稳定性，防止支护不可靠或者不均匀的问题，有效提高支护的效率。

附图说明

图1是本发明的支护结构的主视结构示意图；

图2是本发明的预紧工具的主视结构示意图；

图3是本发明的支护外钢板、支护槽钢的三维俯侧结构示意图；

图4是本发明预紧工具的三维结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-4对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其包括支护外钢板2、支护槽钢4、支护锚杆6和预紧固定头5，待支护基坑的坑壁1上开设有凹槽3，所述凹槽3内支护设置有所述支护槽钢4，所述支护槽钢4的外部支护挡设有所述支护外钢板2，所述支护外钢板2与所述支护槽钢4之间构设有凹腔，所述凹腔开设在所述支护槽钢4内，所述支护外钢板与所述支护槽钢上贯穿设置有多根所述支护锚杆6，所述支护锚杆6依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆6与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头5，所述预紧固定头5能够对所述支护锚杆施加一预紧力，所述凹腔内设置有膨胀剂，且所述膨胀剂是在所述预紧固定头对所述支护锚杆施加一预紧力后注入，进而通过所述膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力。

在本实施例中，所述支护锚杆6采用支护锚索替代，伸入基坑坑壁内部的所述支护锚杆或支护锚索与基坑坑壁之间采用膨胀剂进行预先固定设置，所述支护槽钢与所述基坑坑壁之间喷涂有混凝土层或者防水层。

所述支护外钢板2的朝向所述支护槽钢的一面设置有定位卡槽9，所述支护槽钢定位嵌设在所述定位卡槽9内，所述支护槽钢4为回字型结构，且所述支护槽钢4的回字型的凹腔内设置有导流辅助板10，所述导流辅助板10能够对注入所述凹腔内的膨胀剂进行导流。

所述导流辅助板10为弯折结构，且所述弯折结构的顶部与所述凹腔的顶壁固定连接，所述弯折结构的底部与所述凹腔的底壁之间不接触且间隔一定距离。

所述支护槽钢的顶部设置有至少一个膨胀剂注入口7，所述膨胀剂注入口7与所述凹腔连通，所述支护槽钢的顶部还设置有至少一个与凹腔连通的出气孔8。

此外，本发明还提供了一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法，其采用本发明所述的岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构进行支护，其包括以下步骤：

(1)在基坑的坑壁上开设与相应的支护槽钢的外形尺寸相适配的嵌入槽3，并在基坑的坑壁上开设多个锚固孔，在锚固孔内锚固好支护锚杆6或者支护锚索；

(2)在基坑的外壁以及嵌入槽的槽壁上喷射至少一层混凝土层或者防水层；

(3)在支护槽钢4上开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，并在支护外钢板2上也开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，将支护槽钢4嵌入固定在所述嵌入槽内，然后将支护外钢板2抵靠固定在所述支护槽钢的外侧，使得支护槽钢嵌入所述支护外钢板的定位卡槽内，并使得支护锚杆或者支护锚索依次穿过支护槽钢的穿孔和支护外钢板的穿孔，且支护锚杆或者支护锚索向外伸出所述支护外钢板的外表面一定距离；

(4)利用预紧工具依次在各个支护锚杆或者支护锚索的位置对支护槽钢4和外支护钢板2进行施加预紧力，并将预紧固定头5预紧固定在各个支护锚杆或者支护锚索上，使得所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间具有一定预紧力；

(5)将膨胀剂注入设备的输出端连接至支护槽钢上的膨胀剂注入口，向支护槽钢的凹腔内注入膨胀剂，注入至一定压力后停止注入，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间的预紧力即可。

本发明还提供了一种预紧工具，其用于岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法的支护施工中，其包括下定位支撑机构、铰接底座16、第一铰接柱19、第二铰接柱13、驱动液压缸14、铰接顶座21、预紧座12、夹紧与预紧机构11，其中，所述铰接底座16的底部固定设置有所述下定位支撑机构，所述下定位支撑机构能够定位支撑在所述支护外钢板的穿孔上，所述铰接底座16的顶部一侧铰接设置有所述第一铰接柱19，所述铰接底座的顶部另一侧铰接设置有所述第二铰接柱13，所述第一铰接柱的端部和第二铰接柱的端部均铰接连接至所述铰接顶座21，且所述第一铰接柱和第二铰接柱平行布置，所述铰接顶座21上固定设置有所述预紧座12，所述第一铰接柱的中部与所述铰接底座之间还铰接设置有所述驱动液压缸14，所述预紧座12上固定设置有所述夹紧与预紧机构11，所述夹紧与预紧机构能够夹紧所述支护锚杆或支护锚索的端部或者夹紧预紧固定头，且在预紧时，所述预紧座和/或铰接顶座能够对待预紧的支护外钢板施加朝向支护槽钢的预紧力。

所述铰接底座与所述驱动液压缸之间还设置有缸座15，所述缸座15固定在所述铰接底座上，所述驱动液压缸的缸体与所述缸座铰接连接。

所述下定位支撑机构包括多个固定套17和多个定位卡柱18，所述固定套17间隔布置在所述铰接底座的底部，所述固定套17上可伸缩的套设有所述定位卡柱18，所述定位卡柱与所述固定套之间可锁紧的设置。

所述夹紧与预紧机构包括夹紧头和预紧液压缸，所述夹紧头固定在所述预紧座的朝向支护外钢板的一侧，所述预紧液压缸固定在所述预紧座的远离所述支护外钢板的一侧，所述夹紧头固定连接在所述预紧液压缸的输出端。

本发明在支护时，其支护锚杆依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头，所述预紧固定头能够对所述支护锚杆施加一预紧力，这样可以先利用预紧固定头进行预紧一定的预紧力，然后再在凹腔内设置膨胀剂，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力，有效提高锚固的预紧力，同时避免仅仅依靠预紧工具预紧对预紧固定头或者锚杆头产生损坏，可以有效的提高预紧力，保证预紧效果，提高支护能力，防止出现松动的问题，本发明采用支护槽钢和外支护钢板的同时支护，有效提高支护效果与稳定性，本发明在支护时，利用预紧工具进行预紧，可以快速的实现各个部位的预紧，实现精准的预紧控制，提高预紧与支护效果与能力，保证支护可靠性与稳定性，防止支护不可靠或者不均匀的问题，有效提高支护的效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其包括支护外钢板、支护槽钢、支护锚杆和预紧固定头，其特征在于，待支护基坑的坑壁上开设有凹槽，所述凹槽内支护设置有所述支护槽钢，所述支护槽钢的外部支护挡设有所述支护外钢板，所述支护外钢板与所述支护槽钢之间构设有凹腔，所述凹腔开设在所述支护槽钢内，所述支护外钢板与所述支护槽钢上贯穿设置有多根所述支护锚杆，所述支护锚杆依次穿过所述支护外钢板、支护槽钢后伸入基坑的坑壁内部，所述支护锚杆与所述支护外钢板之间设置有所述预紧固定头，所述预紧固定头能够对所述支护锚杆施加一预紧力，所述凹腔内设置有膨胀剂，且所述膨胀剂是在所述预紧固定头对所述支护锚杆施加一预紧力后注入，进而通过所述膨胀剂的膨胀来进一步增加支护锚杆的预紧力。

2.根据权利要求1所述一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其特征在于：所述支护锚杆采用支护锚索替代，伸入基坑坑壁内部的所述支护锚杆或支护锚索与基坑坑壁之间采用膨胀剂进行预先固定设置，所述支护槽钢与所述基坑坑壁之间喷涂有混凝土层或者防水层。

3.根据权利要求2所述一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其特征在于：所述支护外钢板的朝向所述支护槽钢的一面设置有定位卡槽，所述支护槽钢定位嵌设在所述定位卡槽内，所述支护槽钢为回字型结构，且所述支护槽钢的回字型的凹腔内设置有导流辅助板，所述导流辅助板能够对注入所述凹腔内的膨胀剂进行导流。

4.根据权利要求3所述一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其特征在于：所述导流辅助板为弯折结构，且所述弯折结构的顶部与所述凹腔的顶壁固定连接，所述弯折结构的底部与所述凹腔的底壁之间不接触且间隔一定距离。

5.根据权利要求1所述一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构，其特征在于：所述支护槽钢的顶部设置有至少一个膨胀剂注入口，所述膨胀剂注入口与所述凹腔连通，所述支护槽钢的顶部还设置有至少一个与凹腔连通的出气孔。

6.一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法，其采用权利要求1-5任意一项所述的一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑结构进行支撑，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)在基坑的坑壁上开设与相应的支护槽钢的外形尺寸相适配的嵌入槽，并在基坑的坑壁上开设多个锚固孔，在锚固孔内锚固好支护锚杆或者支护锚索；

(2)在基坑的外壁以及嵌入槽的槽壁上喷射至少一层混凝土层或者防水层；

(3)在支护槽钢上开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，并在支护外钢板上也开设与各个锚固孔位置对应的穿孔，将支护槽钢嵌入固定在所述嵌入槽内，然后将支护外钢板抵靠固定在所述支护槽钢的外侧，使得支护槽钢嵌入所述支护外钢板的定位卡槽内，并使得支护锚杆或者支护锚索依次穿过支护槽钢的穿孔和支护外钢板的穿孔，且支护锚杆或者支护锚索向外伸出所述支护外钢板的外表面一定距离；

(4)利用预紧工具依次在各个支护锚杆或者支护锚索的位置对支护槽钢和外支护钢板进行施加预紧力，并将预紧固定头预紧固定在各个支护锚杆或者支护锚索上，使得所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间具有一定预紧力；

(5)将膨胀剂注入设备的输出端连接至支护槽钢上的膨胀剂注入口，向支护槽钢的凹腔内注入膨胀剂，注入至一定压力后停止注入，利用膨胀剂的膨胀来进一步增加所述支护锚杆或者支护锚索与支护槽钢和外支护钢板之间的预紧力即可。

7.一种预紧工具，其应用于权利要求6所述的一种岩土工程基坑防坍塌稳固支撑方法，其特征在于，其包括下定位支撑机构、铰接底座、第一铰接柱、第二铰接柱、驱动液压缸、铰接顶座、预紧座、夹紧与预紧机构，其中，所述铰接底座的底部固定设置有所述下定位支撑机构，所述下定位支撑机构能够定位支撑在所述支护外钢板的穿孔上，所述铰接底座的顶部一侧铰接设置有所述第一铰接柱，所述铰接底座的顶部另一侧铰接设置有所述第二铰接柱，所述第一铰接柱的端部和第二铰接柱的端部均铰接连接至所述铰接顶座，且所述第一铰接柱和第二铰接柱平行布置，所述铰接顶座上固定设置有所述预紧座，所述第一铰接柱的中部与所述铰接底座之间还铰接设置有所述驱动液压缸，所述预紧座上固定设置有所述夹紧与预紧机构，所述夹紧与预紧机构能够夹紧所述支护锚杆或支护锚索的端部或者夹紧预紧固定头，且在预紧时，所述预紧座和/或铰接顶座能够对待预紧的支护外钢板施加朝向支护槽钢的预紧力。

8.根据权利要求7所述一种预紧工具，其特征在于：所述铰接底座与所述驱动液压缸之间还设置有缸座，所述缸座固定在所述铰接底座上，所述驱动液压缸的缸体与所述缸座铰接连接。

9.根据权利要求7所述一种预紧工具，其特征在于：所述下定位支撑机构包括多个固定套和多个定位卡柱，所述固定套间隔布置在所述铰接底座的底部，所述固定套上可伸缩的套设有所述定位卡柱，所述定位卡柱与所述固定套之间可锁紧的设置。

10.根据权利要求7所述一种预紧工具，其特征在于：所述夹紧与预紧机构包括夹紧头和预紧液压缸，所述夹紧头固定在所述预紧座的朝向支护外钢板的一侧，所述预紧液压缸固定在所述预紧座的远离所述支护外钢板的一侧，所述夹紧头固定连接在所述预紧液压缸的输出端。

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