CN114059552A - 一种基坑支护装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种基坑支护装置，包括前排钢板桩、后排钢板桩和互锁式钢箱梁；前排钢板桩和后排钢板桩与竖直面成夹角设置，且对称设置，纵截面呈上窄下宽的梯形；互锁式钢箱梁固连在前排钢板桩和后排钢板桩的上端部。本说明书实施例还提供了基坑支护装置的施工方法，该方法包括：施工准备、测量定位、确定钢板桩的型号及规格、确定打桩机型号并打桩、安装互锁式钢箱梁、基坑监测仪器实时检测、安装预应力螺旋杆、预应力螺旋杆底部注浆、基坑支护装置回收。

Description

一种基坑支护装置及其施工方法

技术领域

本说明书涉及土木建筑工程中基坑工程领域，特别涉及一种基坑支护装置及其施工方法。

背景技术

基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，一般分为无支护和有支护两类。基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。现有技术中，基坑支护有几个局限，一个是许多基坑支护不能拆除而被永久留在土地里；第二个局限是由于土地面积有限，很多时候施工范围往往等于建筑的范围或者比建筑范围稍大，因此用于挖基坑的范围受限，基坑支护很多时候不能有特别大的部件或者较多斜放、横放的部分；此外现有技术中的钢板钢桩支护通常不能应用于比较深或者底部有淤泥的基坑。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种基坑支护装置，包括前排钢板桩、后排钢板桩和互锁式钢箱梁；所述前排钢板桩和后排钢板桩与竖直面成夹角设置，且对称设置，纵截面呈上窄下宽的梯形；所述互锁式钢箱梁固连在前排钢板桩和后排钢板桩的上端部。

在一些实施例中，所述互锁式钢箱梁通过至少一根对穿螺栓以可拆卸方式固连在前排钢板桩和后排钢板桩的上端部。

在一些实施例中，所述前排钢板桩和后排钢板桩内安装有基坑监测仪器；所述有基坑监测仪器用于实时检测对应位置的钢板桩横向挠度。

在一些实施例中，所述基坑支护装置还包括预应力螺旋杆；所述预应力螺旋杆竖直设置在前排钢板桩和后排钢板桩之间。

在一些实施例中，所述预应力螺旋杆为中空结构，设置有压力传感器；通过所述压力传感器获取所述预应力螺旋杆的形变，当所述预应力螺旋杆的形变超过阈值时发出报警信息。

在一些实施例中，所述压力传感器按不同高度安装于所述预应力螺旋杆内，呈矩阵分布；基于多个时间点的所述矩阵中每个点的形变，通过形变预测模型预测所述预应力螺旋杆的形变。

本说明书实施例之一提供一种基坑支护装置的施工方法，该基坑支护装置的施工方法包括以下步骤：

步骤610)、施工准备：根据地质勘察报告、基坑边线与建筑红线之间距离以及基坑深度，确定采用基坑支护装置；

步骤620)、测量定位：根据基坑边线位置和钢板桩与竖直面的倾角，定位钢板桩在坡顶位置；

步骤630)、确定钢板桩的型号及规格：根据基坑深度及设计来计算和选定前排钢板桩和后排钢板桩的型号及规格；

步骤640)、确定打桩机型号并打桩：根据前排钢板桩、后排钢板桩的型号及规格，采用不同规格的打桩机，按顺序以一定倾角打入前排钢板桩、后排钢板桩；

步骤650)、安装互锁式钢箱梁：首先开槽安装底部梯形下箱梁，然后安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，安装对穿螺栓，进行所述左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的外斜侧压钢板和梯形下箱梁水平方向互锁，同时安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的水平顶压钢板与梯形下箱梁垂直方向锁定；

步骤660)、基坑监测仪器实时检测：根据基坑监测结果来计算变形是否满足基坑设计，如果不满足，则根据设计要求安排预应力螺旋杆施工；

步骤670)、安装预应力螺旋杆：确定预应力螺旋杆的型号及规格，利用旋转打桩器安装预应力螺旋杆，并将预应力螺旋杆与底部梯形下箱梁固定连接；

步骤680)、预应力螺旋杆底部注浆：根据设计要求利用预埋在中空的预应力螺旋杆内的钢管进行注浆；

步骤690)、基坑支护装置回收：首先拆除预应力螺旋杆与底部梯形下箱梁的锁定配件，其次按顺序拆除左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，再利用旋转打桩器将预应力螺旋杆反方向旋转拔出，最后利用液压振动打桩机拔出前排钢板桩和后排钢板桩。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置的整体结构示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置中互锁式钢箱梁的结构示意图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置中钢板桩的纵向截面图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的安装预应力螺旋杆的基坑支护装置的结构示意图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的加装水泥浇筑层的基坑支护装置的结构示意图；

图6是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置的施工方法的示例性流程图。

其中，1、前排钢板桩；2、后排钢板桩；3、互锁式钢箱梁；4、对穿螺栓；5、预应力螺旋杆；6、水泥浇筑层；31、底部梯形下箱梁；32、左侧压顶钢板；33、右侧压顶钢板；34、顶部固定螺栓；51、水泥柱。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

目前随国家经济快速发展，建筑物之间的间距逐渐缩小，基坑有效安全距离越来越短，使得基坑支护形式产生了变化。由于钢板桩及双排钢板桩支护形式可回收，同时造价较低，因此它们在基坑深度为3m-5m的场景中得到广泛应用，但如果基坑下部有淤泥质土或基坑深度在5m-7m之间，基坑变形急剧增大，容易导致基坑质量事故，那么这种支护形式在使用上受到一定限制。双排斜桩目前主要由天津城业集团和天津大学联合开发并推广应用的，适合基坑深度在4m-6m之间，其形式主要有斜直交替采用一直一斜或两直两斜，其斜桩主要采用高强度C80预应力混凝土矩形桩，截面尺寸，有效桩长为15m，桩中心距0.6m。由于其采用预应力矩形桩，因此存在两个缺点，第一，不能回收利用，造价高，第二，需要采用特殊加工的静压机设备才可以施工，其使用范围受到一定限制。本说明书提供的一种基坑支护装置，解决了上述问题。

图1是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置的整体结构示意图。以下将对本说明书实施例所涉及的基坑支护装置进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

如图1所示，一种基坑支护装置，包括前排钢板桩1、后排钢板桩2和互锁式钢箱梁3；前排钢板桩1和后排钢板桩2与竖直面成夹角设置，且对称设置，纵截面呈上窄下宽的梯形；互锁式钢箱梁3固连在前排钢板桩1和后排钢板桩2的上端部。该基坑支护装置，采用互锁式钢箱梁3与前排钢板桩1和后排钢板桩2的互锁结构，使得前后排钢桩形成一个整体，被前后夹持的土体，形成类似重力坝的土体，抵抗土的压力，有效的减少基坑变形。

图2是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置中互锁式钢箱梁的结构示意图。

互锁式钢箱梁3通过至少一根对穿螺栓4以可拆卸方式固连在前排钢板桩1和后排钢板桩2的上端部。在一些实施例中，如图2所示，一组前排钢板桩1和后排钢板桩2在与竖直面相垂直方向上设置两根对穿螺栓4，根据实际需求沿互锁式钢箱梁3的延长方向均匀排布多根，以确保互锁式钢箱梁3与前排钢板桩1和后排钢板桩2的稳定互锁。

在一些实施例中，如图2所示，互锁式钢箱梁3包括底部梯形下箱梁31、左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33；对穿螺栓4在水平方向依次穿过左侧压顶钢板32、前排钢板桩1、底部梯形下箱梁31、后排钢板桩2和右侧压顶钢板33。底部梯形下箱梁31的梯形尺寸与前排钢板桩1和后排钢板桩2上端部之间形成的梯形尺寸相匹配。若干根对穿螺栓4垂直于底部梯形下箱梁31的中心竖直面。在一些实施例中，底部梯形下箱梁31的钢板厚度10mm，左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33的钢板厚度20mm。在一些实施例中，左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33均包括水平顶压钢板和外斜侧压钢板，左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33可以采用一整块钢板折弯工艺制成；水平顶压钢板压在底部梯形下箱梁31的上方；左侧压顶钢板31和右侧压顶钢板32的外斜侧压钢板分别贴合于前排钢板桩1和后排钢板桩2上端外侧面。所述外斜侧压板的倾斜角度与前排钢板桩1和后排钢板桩2的倾斜角度相同。左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33的水平顶压板在底部梯形下箱梁31的上方部分重叠；互锁式钢箱梁3还包括顶部固定螺栓34；顶部固定螺栓34依次穿过左侧压顶钢板32和右侧压顶钢板33的水平顶压钢板的重叠部分、以及底部梯形下箱梁31的上顶面。这样的结构设计，通过互锁式钢箱梁3对前排钢板桩1和后排钢板桩2上端部上下左右四个方向的定位，形成互锁结构，将互锁式钢箱梁3与前后两排钢板桩形成一个稳定的三角固定铰结构，使得前排钢板桩1和后排钢板桩2在纵横向上形成一个稳定的钢结构，很大程度上提高了前后排钢桩组成的结构的刚度，有效的减少了基坑变形。

在一些实施例中，前排钢板桩1和后排钢板桩2与竖直面的夹角为10°，且对称设置，纵截面呈上窄下宽的梯形。利用前排钢板桩1斜插，一方面前排钢板桩1自身的刚度起到抵抗土压力的作用，另一方面起到斜撑的作用，有效的减少基坑位移变形。利用后排钢板桩2斜插，一方面后排钢板桩2自身的刚度起到抵抗土压力的作用，另一方面起到类似锚杆桩的抗拔的作用，有效的减少基坑位移变形。

图3是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置中钢板桩的纵向截面图。

在一些实施例中，前排钢板桩1和后排钢板桩2采用拉森钢板桩，如图3所示，其纵向截面呈“几”形。目前市场上拉森钢板桩分别主要有Ⅲ，Ⅳ，Ⅳ_W，三种，根据基坑深度及设计来计算和选定。采用拉森钢板桩，且采用双排钢板桩斜插结构，前排钢板桩1和后排钢板桩2都有止水效果，而且能实现双重止水帷幕的效果。同时由于钢板桩在工厂预制，止水口有专门的止水辅助措施，使得现场自稳式可回收钢桩的止水效果很好，减少了止水帷幕的重复布置，成本低，经济效益好。

在一些实施例中，前排钢板桩1和后排钢板桩2内安装有基坑监测仪器，基坑监测仪器用于实时检测对应位置的钢板桩横向挠度。基坑监测仪器安装在钢板桩露出基坑部分的中下部位。之所以不安装在中上部位，是因为土的压强是随着深度变大的，所以中上部位的支护受到的力并不大；之所以不安装在基坑以下，是因为在基坑以下的钢板桩两边都有土，左右两侧的压力互相抵消了。将基坑监测仪器固定到钢板桩上，减少了基坑监测仪器的预埋工作，大大减少了成本，同时还能实现基坑监测自动化和无人化，大大降低基坑监测的成本和劳动力投入成本。通过基坑监测仪器的实时检测，根据仪器检测到的结果反馈，可以知道在哪些位置仅使用双排钢板桩与顶梁组合结构的刚度不够，可以根据实际情况增加加强版结构。加强版结构包括下文中描述的增设预应力螺旋杆和水泥浇筑层。

图4是根据本说明书一些实施例所示的安装预应力螺旋杆的基坑支护装置的结构示意图。

在一些实施例中，基坑支护装置还包括预应力螺旋杆5；如图4所示，预应力螺旋杆5垂直设置在前排钢板桩1和后排钢板桩2之间。当基坑监测仪器监测到某处仅使用双排钢板桩与互锁式钢箱梁3组合结构的刚度不够时，可在此处的两排钢板桩之间增加预应力螺旋杆5，以加强基坑支护装置的刚度。预应力螺旋杆5的数量根据监测数据决定，可以是一根，也可以是多根。

在一些实施例中，预应力螺旋杆5插入土地的深度比前排钢板桩1和后排钢板桩2更深，进一步提高了基坑支护装置的结构稳定性，有效的减少了基坑变形。在一些实施例中，所述预应力螺旋杆5与底部梯形下箱梁31以可拆卸方式固连，便于安装以及回收。在一些实施例中，预应力螺旋杆5为中空结构，该中空结构内设有用于注浆的钢管，该钢管的上端口与注浆设备相连，注浆设备通过钢管向预应力螺旋杆5的底端部注浆，使预应力螺旋杆5的底端部外侧形成一个土和水泥混合成的一个水泥柱51，这个水泥柱51比土密度大、重量也大、、刚性更大，可以提供所需的额外刚性和强度。

在一些实施例中，预应力螺旋杆5为中空结构，可以在其中设置压力传感器。，可以通过压力传感器检测预应力螺旋杆5内部的压力来确定预应力螺旋杆5的形变。例如，压力传感器为光纤压力传感器，当预应力螺旋杆5由于外界挤压产生形变时，有可能对放置在其中的光纤压力传感器产生压力，通过压力传感器检测到的预应力螺旋杆5内部的压力值可以确定其产生的形变的大小。

在一些实施例中，注浆设备可以基于压力传感器的压力数据确定注浆量。例如，基于压力传感器的压力数据的范围确定注浆量的范围，压力数据越大注浆量越多。

在一些实施例中，可以包含处理器，用于判断预应力螺旋杆5的形变大小是否超过阈值，若形变大小超过阈值则发出警报，提示预应力螺旋杆5的形变。其中，上述阈值可以基于施工过程中的相关标准确定，也可以由相关工作人员设置，具体以实际工程的需要为准。

在一些情况下，如果预应力螺旋杆5的形变程度超出阈值，则可能会存在安全隐患，此时的预应力螺旋杆5不能提供足够的刚度，进而会影响整个支护装置的刚度。在本说明书一些实施例中，处理器可在预应力螺旋杆5形变大小超过阈值时，向施工人员或其他相关工作人员发出警报，可以及时提示预应力螺旋杆5形变超出阈值的情况，及时采取措施，避免上述安全隐患。

在一些实施例中，压力传感器可以按不同高度放置于预应力螺旋杆5内，可以呈矩阵分布。在多个压力传感器中，每一个获得的预应力螺旋杆5的形变数据构成形变矩阵M，其中，形变矩阵M中的元素a_ij与上述压力传感器矩阵获得的数据一一对应。呈矩阵分布的压力传感器可以获取多个时间点预应力螺旋杆5在不同高度位置的压力变化，并基于此确定预应力螺旋杆5的形变。

在一些实施例中，可以基于多个时间点的形变矩阵M，通过形变预测模型预测预应力螺旋杆5的形变。

形变预测模型用于预测预应力螺旋杆5在未来某个时间点或时间段的形变。在一些实施例中，形变预测模型的输入可以包括多个时间点下的多个形变矩阵，例如，以日为间隔，不同日期的形变矩阵，又例如，以3小时为间隔，不同时刻的多个形变矩阵，还可以以其它时间量为间隔，具体可视实际工程需要确定。

在一些实施例中，形变预测模型的输出可以是未来时间的预测形变矩阵N。其中，预测形变矩阵N中的元素表示未来某一时间点压力传感器矩阵获得的数据，例如，未来某天的形变矩阵，又例如，12小时后的形变矩阵，具体可视实际预测需求设置。

在一些实施例中，形变预测模型的类型可以有多种。例如，形变预测模型可以是神经网络模型，如循环网络模型(RNN)、长短期记忆网络LSTM模型等。

在一些实施例中，形变预测模型可以通过对多个带有标签的样本进行训练得到。例如，可以将多个带有标签的训练样本输入初始形变预测模型，通过标签和初始形变预测模型的预测结果构建损失函数，基于损失函数更新迭代初始形变预测模型的参数。当初始形变预测模型的损失函数满足预设条件时，模型训练完成，得到训练好的形变预测模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛，或者是迭代的次数达到阈值等。

在一些实施例中，训练样本至少可以包括多个时间点的压力传感器矩阵获得的形变矩阵，训练样本可以通过历史数据获得。标签可以表征预应力螺旋杆5的形变矩阵，可以基于压力传感器矩阵获得。

在一些情况下，通过压力传感器只能获得当下预应力螺旋杆5的形变情况，而由于土壤成分、湿度等的不同，不同的施工环境对上述预应力螺旋杆5形变产生的影响也是不同的。在本说明书一些实施例中，可以通过形变预测模型，基于多个时间点的形变数据预测预应力螺旋杆5的形变，能够更好的确定在不同施工环境下预应力螺旋杆5可能的形变，以使相关工作人员能够及时处理可能出现的隐患，有利于更好的保证预应力螺旋杆5提供的刚度，使整个支护装置更加稳固。

图5是根据本说明书一些实施例所示的加装水泥浇筑层的基坑支护装置的结构示意图。

在一些实施例中，当基坑监测仪器监测到某处仅使用双排钢板桩与互锁式钢箱梁组合结构的刚度不够时，在前排钢板桩1和后排钢板桩2之间增设至少一层水泥浇筑层6；所述至少一层水泥浇筑层6将前排钢板桩1和后排钢板桩2包裹在水泥浇筑层6内，以提升基坑支护装置的刚度。水泥浇筑层6的数量根据监测数据决定，可以是一层，也可以是多层。在一些实施例中，如图5所示，水泥浇筑层6有两层，其中一层靠近于前排钢板桩1和后排钢板桩2的底端部，另一层位于基坑底部。

图6是根据本说明书一些实施例所示的基坑支护装置的施工方法的示例性流程图。以下将对本说明书实施例所涉及的基坑支护装置的施工方法600进行详细说明。需要注意的是，以下实施例仅用以解释本申请，并不构成对本申请的限定。如图6所示，施工方法600可以包括：

步骤610，施工准备：首先根据地质勘察报告、基坑边线与建筑红线之间距离以及基坑深度确定是否采用上述实施例中的基坑支护装置。特别是在基坑边线与建筑红线之间距离在5m-8m之间的，以及基坑深度5m-7m，下部存在厚层状淤泥质土的地层中，更能显著发挥其优势。

步骤620，测量定位：根据基坑边线位置和钢板桩倾角，定位钢板桩在坡顶位置。

步骤630，确定钢板桩的型号及规格：根据基坑深度及设计来计算和选定前排钢板桩和后排钢板桩的型号及规格。目前市场上拉森钢板桩分别主要有III,IV,IV_W三种。在一些实施例中，根据基坑深度及设计来计算和选定拉森钢板桩。

步骤640，确定打桩机型号并打桩：根据前排钢板桩、后排钢板桩的型号及规格，采用不同规格的打桩机(EC280DL、EC380DL和EC480DL)，按顺序以钢板桩应该安装的倾角打入前排钢板桩和后排钢板桩。

步骤650，安装互锁式钢箱梁：首先开槽安装底部梯形下箱梁，然后安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，安装对穿螺栓，进行所述左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的外斜侧压钢板和梯形下箱梁水平方向互锁，同时安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的水平顶压钢板与梯形下箱梁垂直方向锁定。在一些实施例中，互锁式钢箱梁每12m为一节，依次安装，形成稳固的端部刚体结构。

步骤660，基坑监测仪器实时检测：根据基坑计算在变形不满足基坑设计要求情况下，根据设计要求安排预应力螺旋杆施工。

步骤670，安装预应力螺旋杆：确定预应力螺旋杆的型号及规格，利用旋转打桩器安装预应力螺旋杆，并将预应力螺旋杆与互锁式钢箱梁锁定。在一些实施例中，预应力螺旋杆选用自钻式螺旋杆、自钻式螺旋杆端部螺旋部分长度2-3m，直径400mm-600mm，螺杆长度15m-25m，根据设计要求进行选用。在一些实施例中，利用改装液压旋转打桩器(改装长臂挖掘机加液压旋转器，规格型号EX280DL、EX380DL、和EX480DL)，拧入自钻式螺旋杆。每个自钻式螺旋杆间隔为每隔2m，按顺序施工。

步骤680，预应力螺旋杆底部注浆：根据设计要求利用预埋在中空的预应力螺旋杆内的钢管进行注浆。在一些实施例中，注浆水灰比1：1，注浆压力1-2MPa，水泥用量2-4吨。

步骤690，基坑支护装置回收：首先拆除预应力螺旋杆与底部梯形下箱梁的锁定配件，其次按顺序拆除左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，再利用旋转打桩器将预应力螺旋杆反方向旋转拔出，最后利用液压振动打桩机拔出前排钢板桩和后排钢板桩。

应当注意的是，上述有关流程600的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程600进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

本说明书一些实施例提供的基坑支护装置可能带来的有益效果包括但不限于：(1)双排钢板桩可以回收利用，不必永久存留在施工地底，解决了材料用量大、造价高的问题；(2)占地面积较小，可解决施工范围局限的问题；(3)刚度较大，能够运用于较深或者有淤泥的基坑，解决了基坑下部有淤泥导致某些基坑支护形式基坑位移变形过大的问题。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种基坑支护装置，其特征在于：包括前排钢板桩、后排钢板桩和互锁式钢箱梁；

所述前排钢板桩和后排钢板桩与竖直面成夹角设置，且对称设置，纵截面呈上窄下宽的梯形；

所述互锁式钢箱梁固连在前排钢板桩和后排钢板桩的上端部。

2.如权利要求1所述的基坑支护装置，其特征在于：所述互锁式钢箱梁通过至少一根对穿螺栓以可拆卸方式固连在前排钢板桩和后排钢板桩的上端部。

3.如权利要求2所述的基坑支护装置，其特征在于：所述互锁式钢箱梁包括底部梯形下箱梁、左侧压顶钢板和右侧压顶钢板；所述至少一根对穿螺栓在水平方向依次穿过左侧压顶钢板、前排钢板桩、底部梯形下箱梁、后排钢板桩和右侧压顶钢板。

4.如权利要求1所述的基坑支护装置，其特征在于：所述前排钢板桩和后排钢板桩与竖直面的夹角为10°。

5.如权利要求4所述的基坑支护装置，其特征在于：所述前排钢板桩和后排钢板桩内安装有基坑监测仪器；所述有基坑监测仪器用于实时检测对应位置的钢板桩横向挠度。

6.如权利要求5所述的基坑支护装置，其特征在于：所述基坑支护装置还包括预应力螺旋杆；所述预应力螺旋杆竖直设置在前排钢板桩和后排钢板桩之间。

7.如权利要求6所述的基坑支护装置，其特征在于：所述预应力螺旋杆为中空结构，设置有压力传感器；

通过所述压力传感器获取所述预应力螺旋杆的形变，当所述预应力螺旋杆的形变超过阈值时发出报警信息。

8.如权利要求6所述的基坑支护装置，其特征在于：所述压力传感器按不同高度放置于所述预应力螺旋杆内，呈矩阵分布；基于多个时间点的所述矩阵中每个点的形变，通过形变预测模型预测所述预应力螺旋杆的形变。

9.如权利要求4所述的基坑支护装置，其特征在于：所述前排钢板桩和后排钢板桩之间设有至少一层水泥浇筑层；所述至少一层水泥浇筑层将前排钢板桩和后排钢板桩包裹在水泥浇筑层内。

10.一种基坑支护装置的施工方法，其特征在于：该基坑支护装置的施工方法包括以下步骤：

步骤610)、施工准备：根据地质勘察报告、基坑边线与建筑红线之间距离以及基坑深度，确定是否采用基坑支护装置；

步骤620)、测量定位：如果采用，则根据基坑边线位置和钢板桩与竖直面的倾角，定位钢板桩在坡顶位置；

步骤630)、确定钢板桩的型号及规格：根据基坑深度及设计来计算和选定前排钢板桩和后排钢板桩的型号及规格；

步骤640)、确定打桩机型号并打桩：根据前排钢板桩、后排钢板桩的型号及规格，采用不同规格的打桩机，按顺序以一定倾角打入前排钢板桩、后排钢板桩；

步骤650)、安装互锁式钢箱梁：首先开槽安装底部梯形下箱梁，然后安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，安装对穿螺栓，进行所述左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的外斜侧压钢板和梯形下箱梁水平方向互锁，同时安装左侧压顶钢板和右侧压顶钢板的水平顶压钢板与梯形下箱梁垂直方向锁定；

步骤660)、基坑监测仪器实时检测：根据基坑监测结果来计算变形是否满足基坑设计，如果不满足，则根据设计要求安排预应力螺旋杆施工；

步骤670)、安装预应力螺旋杆：确定预应力螺旋杆的型号及规格，利用旋转打桩器安装预应力螺旋杆，并将预应力螺旋杆与底部梯形下箱梁固定连接；

步骤680)、预应力螺旋杆底部注浆：根据设计要求利用预埋在中空的预应力螺旋杆内的钢管进行注浆；

步骤690)、基坑支护装置回收：首先拆除预应力螺旋杆与底部梯形下箱梁的锁定配件，其次按顺序拆除左侧压顶钢板和右侧压顶钢板，再利用旋转打桩器将预应力螺旋杆反方向旋转拔出，最后利用液压振动打桩机拔出前排钢板桩和后排钢板桩。

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