CN114575353B - 一种基坑钢结构支护体系及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑支护技术领域，公开了一种基坑钢结构支护体系及其施工方法，包括抵接在基坑侧壁上的护板、沿护板长度方向依次间隔设置且轴线方向与基坑深度方向相平行的多根立柱、依次插设在基坑底部并分别与每根立柱位置相对应的多根底柱以及动作机构，底柱顶部开设有板槽，板槽的槽底开设有插槽。本发明将护板与立柱之间设定成可拆卸方式，先将护板贴着基坑内壁下放支撑在底柱上，并配合使用动作机构，可使封板旋转竖直并卡置在护板的卡槽中，实现对护板的安装固定，然后将立柱贯穿插入护板上的衔接槽，利用衔接槽进行辅助定位，快速实现立柱与底柱间的卡接固定，安装难度小，安全快捷。

Description

一种基坑钢结构支护体系及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种基坑钢结构支护体系及其施工方法。

背景技术

目前，在建筑物基坑开挖时，需要在基坑周围搭建基坑支护，保证基坑结构的稳定性，以防止基坑发生坍塌从而对周围建筑物造成影响。常见的基坑支护的结构形式主要包括：水平支撑体系、拉锚体系、斜撑体系和拉杆体系。其中水平支撑体系和拉锚体系应用较为广泛。水平支撑体系主要应用在较小的基坑中，例如桥梁承台基坑等。而拉锚体系主要用于较大的基坑，例如建筑物基坑等。

拉锚体系的施工方法为：钻孔、注浆、预应力张拉和锁定。钻孔需要钻机在基坑侧壁上钻取斜孔，注浆是将锚索和注浆管穿入孔中，并灌注混凝土，一般情况下，等到混凝土的强度达到设计强度后在进行预应力张拉并对锚索进行锁定。

但是上述步骤较为复杂，并且需要等待混凝土凝固，使得基坑支护的搭建过程需要耗费较多的时间，施工成本较高，并且会在一定程度上延缓施工周期。

在相关技术的基坑支护体系中，主要利用立柱、护板、底柱和钢索等结构进行固定，可减少施工周期和成本。但当多根底柱埋设在基坑底部时，由于多根立柱预先固定在护板上，护板所需起吊拉力较大，不便于立柱底端与底柱顶端间的定位对准，安装难度较大，十分不方便。

发明内容

为解决上述背景技术中的技术问题，本发明提供一种基坑钢结构支护体系及其施工方法。

本发明采用以下技术方案实现：一种基坑钢结构支护体系包括抵接在基坑侧壁上的护板、沿所述护板长度方向依次间隔设置且轴线方向与所述基坑深度方向相平行的多根立柱、依次插设在所述基坑底部并分别与每根所述立柱位置相对应的多根底柱以及动作机构，

所述底柱顶部开设有板槽，所述板槽的槽底开设有插槽，所述板槽的槽口处转动设置有用于封闭其槽口的封板；

其中，当将所述护板下移并逐步支撑在所述底柱的过程中，所述动作机构用于引导所述封板相对于所述板槽的槽口由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，以供所述立柱在所述插槽中的插置。

作为上述方案的进一步改进，所述护板的底部开设有卡槽；当所述护板支撑在所述底柱上时，所述卡槽的槽体与处于竖直状态下的所述封板自由端之间卡接配合。

作为上述方案的进一步改进，所述动作机构包括多根设置在所述护板底部且与所述立柱平行的顶杆，所述底柱顶部靠近所述基坑的一侧开设有可供所述顶杆伸入的对接槽，所述底柱的内部具有中空腔，所述对接槽的槽壁上竖向开设有连通所述中空腔的连接口，所述连接口中固定有限位槽，所述限位槽中滑动连接有限位块；所述限位块的一侧设置有与所述顶杆触压配合的载板，另一侧连接有与所述立柱相平行的的齿条，所述中空腔内收容有与所述齿条相配合的齿轮一，所述齿轮一上同轴设置有链轮一；

所述封板靠近所述基坑的一侧与所述板槽的槽壁通过铰链连接，所述铰链的铰轴固定插设在所述封板的板体上、并与所述封板运动同步；所述铰轴一端设置有齿轮二；

所述底柱开设有连通所述中空腔与所述板槽的活动槽，所述活动槽中设置有与所述齿轮二相啮合的齿轮三，所述齿轮三上同轴设置有齿轮四，所述活动槽中设置有与所述齿轮四相啮合的齿轮五，所述齿轮五上同轴设置有链轮二，所述链轮二与所述链轮一之间通过链条传动相连。

作为上述方案的更进一步改进，所述限位块的底部与所述限位槽的槽壁之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆的外侧套设有弹簧；当所述顶杆触压所述载板时，所述限位块在所述限位槽中向下移动，并使所述弹簧和伸缩杆压缩形变。

作为上述方案的更进一步改进，所述载板顶部远离所述限位块的一侧设置有与所述立柱相平行的限位板。

作为上述方案的进一步改进，所述底柱的底部设置有椎体。

作为上述方案的进一步改进，所述护板面向所述立柱一侧的板体上开设有多道与相应的所述立柱插接配合的衔接槽。

作为上述方案的进一步改进，所述基坑钢结构支护体系还包括设置在立柱顶部的连接柱，所述连接柱上栓接固定有拉紧绷直的钢索，所述钢索的另一端固定有锚体，所述锚体埋设在地面上。

作为上述方案的进一步改进，所述封板的最大旋转角度为九十度。

本发明还提供一种应用于上述任意一种所述的基坑钢结构支护体系的施工方法，所述施工方法包括如下步骤：

S1、底柱安装，将所述底柱的椎体插设在所述基坑底部和所述基坑侧壁的交界处；

S2、锚体安装，将所述锚体埋设固定在所述基坑外部地面上；

S3、护板安装，将所述护板贴着基坑侧壁下放，使所述顶杆向下移动触压载板，并支撑在底柱上，同时使封板由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，不仅解除对板槽槽口的封闭，同时处于竖直状态下的封板自由端会卡置在护板的卡槽中；

S4、立柱安装，将立柱沿着护板上的衔接槽贯穿插入，并使立柱的底部插置在插槽中；

S5、钢索固定，将钢索的一端固定在立柱上，另一端固定在锚体上；

S6、预应力张拉，使用千斤顶对钢索进行预应力张拉，使钢索护板提供拉力。

本发明的有益效果为：

本发明将护板与立柱之间设定成可拆卸方式，先将护板贴着基坑内壁下放支撑在底柱上，并配合使用动作机构，可使封板旋转竖直并卡置在护板的卡槽中，实现对护板的安装固定，然后将立柱贯穿插入护板上的衔接槽，利用衔接槽进行辅助定位，快速实现立柱与底柱间的卡接固定，安装难度小，安全快捷。

本发明的基坑钢结构支护体系中，通过板槽上设置的封板，可在底柱在基坑底部的埋置期间，有效避免泥土进入板槽和插槽内影响后续的支护体系安装稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的基坑钢结构支护体系安装在基坑中的剖面结构示意图；

图2为图1中立柱、护板、底柱处于组合状态的侧视结构示意图；

图3为图1中立柱安装在护板上的俯视结构示意图；

图4为图1中A处放大的结构示意图；

图5为图4中B处放大的结构示意图；

图6为图1中底柱和椎体的剖面结构示意图。

主要符号说明：

1、基坑；2、护板；3、立柱；4、钢索；5、锚体；6、底柱；7、椎体；8、对接槽；9、中空腔；10、限位槽；11、限位块；12、载板；13、限位板；14、连杆；15、齿条；16、伸缩杆；17、弹簧；18、齿轮一；19、链轮一；20、板槽；21、插槽；22、封板；23、齿轮二；24、活动槽；25、齿轮三；26、齿轮四；27、齿轮五；28、链轮二；29、卡槽；30、衔接槽；31、连接柱；32、顶杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请结合图1至图6，一种基坑钢结构支护体系，包括抵接在基坑1侧壁上的护板2、沿护板2长度方向依次间隔设置且轴线方向与基坑1深度方向相平行的多根立柱3、依次插设在基坑1底部并分别与每根立柱3位置相对应的多根底柱6以及动作机构，

底柱6顶部开设有板槽20，板槽20的槽底开设有插槽21，板槽20的槽口处转动设置有用于封闭其槽口的封板22。

其中，当将护板2下移并逐步支撑在底柱6的过程中，动作机构用于引导封板22相对于板槽20的槽口由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，以供立柱3在插槽21中的插置。

护板2的底部开设有卡槽29。当护板2支撑在底柱6上时，卡槽29的槽体与处于竖直状态下的封板22自由端之间卡接配合，以实现对护板2支撑在底柱6上辅助固定，安全可靠。

动作机构包括多根设置在护板2底部且与立柱3平行的顶杆32，底柱6顶部靠近基坑1的一侧开设有可供顶杆32伸入的对接槽8，对接槽8在护板2厚度方向上的槽体长度大于顶杆32的杆体直径长度。

底柱6的内部具有中空腔9，对接槽8的槽壁上竖向开设有连通中空腔9的连接口(未标示)，连接口中固定有限位槽10，限位槽10中滑动连接有限位块11。限位块11的一侧设置有与顶杆32触压配合的载板12，另一侧连接有与立柱3相平行的的齿条15，齿条15与限位块11之间通过一连杆14连接。中空腔9内收容有与齿条15相配合的齿轮一18，齿轮一18上同轴设置有链轮一19。

封板22靠近基坑1的一侧与板槽20的槽壁通过铰链(图未示)连接，铰链的铰轴(未标示)固定插设在封板22的板体上、并与封板22运动同步。铰轴一端设置有齿轮二23。

底柱6开设有连通中空腔9与板槽20的活动槽24，活动槽24中设置有与齿轮二23相啮合的齿轮三25，齿轮三25上同轴设置有齿轮四26，活动槽24中设置有与齿轮四26相啮合的齿轮五27，齿轮五27上同轴设置有链轮二28，链轮二28与链轮一19之间通过链条传动相连。

本实施例中，当顶杆32受到触压时会带动限位块11、连杆14、齿条15同步向下移动，齿条15带动齿轮一18、链轮一19转动，链轮一19通过链条带动链轮二28、齿轮五27、齿轮四26、齿轮三25、齿轮二23转动，使封板22从初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，以使板槽20的槽口敞开，使立柱3能够经过板槽20插置在插槽21中。

限位块11的底部与限位槽10的槽壁之间设置有伸缩杆16，伸缩杆16的外侧套设有弹簧17。当顶杆32触压载板12时，限位块11在限位槽10中向下移动，并使弹簧17和伸缩杆16压缩形变，以方便护板2从底柱6上拆卸时，载板12和封板22在底柱6上的复位，方便后续的再次使用。

载板12顶部远离限位块11的一侧设置有与立柱3相平行的限位板13，使顶杆32被固定在限位板13与底柱6的相应柱壁之间，稳定可靠。

底柱6的底部设置有椎体，方便底柱6在基坑1底部的埋入。

护板2面向立柱3一侧的板体上开设有多道与相应的立柱3插接配合的衔接槽30，使立柱3在护板2上的安装更加便捷，同时衔接槽30可为立柱3进入底柱6上的插槽21起到辅助定位作用。本实施例中立柱3采用H型钢，衔接槽30的槽体截面呈凸字形结构。衔接槽30的数量与底柱6的数量相对应，且衔接槽30的位置与底柱6上的板槽20槽口上下正对设置，可帮助贯穿插置在衔接槽30中的立柱3进行辅助定位。

基坑钢结构支护体系还包括设置在立柱3顶部的连接柱31，连接柱31上栓接固定有拉紧绷直的钢索4，钢索4的另一端固定有锚体5，锚体5埋设在地面上。

封板22的最大旋转角度为九十度，使得封板22可在水平状态与竖直状态间进行转换。

实施例2

本实施例2还提供一种应用于实施例1的基坑钢结构支护体系的施工方法，施工方法包括如下步骤：

S1、底柱6安装，将底柱6的椎体7插设在基坑1底部和基坑1侧壁的交界处。

S2、锚体5安装，将锚体5埋设固定在基坑1外部地面上。

S3、护板2安装，将护板2贴着基坑1侧壁下放，使顶杆32向下移动触压载板12，并支撑在底柱6上，同时使封板22由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，不仅解除对板槽20槽口的封闭，同时处于竖直状态下的封板22自由端会卡置在护板2的卡槽29中。

S4、立柱3安装，将立柱3沿着护板2上的衔接槽30贯穿插入，并使立柱3的底部插置在插槽21中。

S5、钢索4固定，将钢索4的一端固定在立柱3上，另一端固定在锚体5上。

S6、预应力张拉，使用千斤顶对钢索4进行预应力张拉，使钢索4护板2提供拉力。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑钢结构支护体系，其特征在于，包括抵接在基坑侧壁上的护板、沿所述护板长度方向依次间隔设置且轴线方向与所述基坑深度方向相平行的多根立柱、依次插设在所述基坑底部并分别与每根所述立柱位置相对应的多根底柱以及动作机构，

所述底柱顶部开设有板槽，所述板槽的槽底开设有插槽，所述板槽的槽口处转动设置有用于封闭其槽口的封板；

其中，当将所述护板下移并逐步支撑在所述底柱的过程中，所述动作机构用于引导所述封板相对于所述板槽的槽口由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，以供所述立柱在所述插槽中的插置。

2.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述护板的底部开设有卡槽；当所述护板支撑在所述底柱上时，所述卡槽的槽体与处于竖直状态下的所述封板自由端之间卡接配合。

3.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述动作机构包括多根设置在所述护板底部且与所述立柱平行的顶杆，所述底柱顶部靠近所述基坑的一侧开设有可供所述顶杆伸入的对接槽，所述底柱的内部具有中空腔，所述对接槽的槽壁上竖向开设有连通所述中空腔的连接口，所述连接口中固定有限位槽，所述限位槽中滑动连接有限位块；所述限位块的一侧设置有与所述顶杆触压配合的载板，另一侧连接有与所述立柱相平行的齿条，所述中空腔内收容有与所述齿条相配合的齿轮一，所述齿轮一上同轴设置有链轮一；

所述封板靠近所述基坑的一侧与所述板槽的槽壁通过铰链连接，所述铰链的铰轴固定插设在所述封板的板体上、并与所述封板运动同步；所述铰轴一端设置有齿轮二；

所述底柱开设有连通所述中空腔与所述板槽的活动槽，所述活动槽中设置有与所述齿轮二相啮合的齿轮三，所述齿轮三上同轴设置有齿轮四，所述活动槽中设置有与所述齿轮四相啮合的齿轮五，所述齿轮五上同轴设置有链轮二，所述链轮二与所述链轮一之间通过链条传动相连。

4.如权利要求3所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述限位块的底部与所述限位槽的槽壁之间设置有伸缩杆，所述伸缩杆的外侧套设有弹簧；当所述顶杆触压所述载板时，所述限位块在所述限位槽中向下移动，并使所述弹簧和伸缩杆压缩形变。

5.如权利要求3所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述载板顶部远离所述限位块的一侧设置有与所述立柱相平行的限位板。

6.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述底柱的底部设置有椎体。

7.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述护板面向所述立柱一侧的板体上开设有多道与相应的所述立柱插接配合的衔接槽。

8.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述基坑钢结构支护体系还包括设置在立柱顶部的连接柱，所述连接柱上栓接固定有拉紧绷直的钢索，所述钢索的另一端固定有锚体，所述锚体埋设在地面上。

9.如权利要求1所述的基坑钢结构支护体系，其特征在于，所述封板的最大旋转角度为九十度。

10.一种应用于如权利要求3至5任意一项所述的基坑钢结构支护体系的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

S1、底柱安装，将所述底柱的椎体插设在所述基坑底部和所述基坑侧壁的交界处；

S2、锚体安装，将所述锚体埋设固定在所述基坑外部地面上；

S3、护板安装，将所述护板贴着基坑侧壁下放，使所述顶杆向下移动触压载板，并支撑在底柱上，同时使封板由初始的水平封闭状态旋转至竖直开启状态，不仅解除对板槽槽口的封闭，同时处于竖直状态下的封板自由端会卡置在护板的卡槽中；

S4、立柱安装，将立柱沿着护板上的衔接槽贯穿插入，并使立柱的底部插置在插槽中；

S5、钢索固定，将钢索的一端固定在立柱上，另一端固定在锚体上；

S6、预应力张拉，使用千斤顶对钢索进行预应力张拉，使钢索护板提供拉力。