CN114941329A - 深基坑的长度动态调整的钢支撑结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构及其施工方法，该结构包括：两柱节，两柱节同轴设置；调长机构，包括两支撑组件和拉结螺杆，支撑组件包括两支承板和第一铰接轴，两支承板的一端通过第一铰接轴铰接连接，两支承板的另一端分别铰接连接于两柱节的相对端，两支撑组件的第一铰接轴同向设置且分别开设有螺纹通孔，拉结螺杆的两端分别螺合于两支撑组件的第一铰接轴的螺纹通孔中，支承板具有一内侧和一外侧，支撑组件的两支承板的内侧相对设置，两支撑组件的支承板的内侧相对设置。本发明解决了现有的深基坑支护结构难以动弹调整的问题。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构及其施工方法。
背景技术
目前深基坑的支护结构一般采用“地连墙+内支撑”结构形式。而内支撑一般采用混凝土支撑或可拆卸重复利用的钢支撑。
深基坑地连墙支护体系中的局部应力集中问题显著。深基坑的地下结构施工过程中，支护结构的实际变形与设计值之间往往存在较大差异造成施工风险且难以动态调整，不仅会造成材料使用率低，还会引起施工风险。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构及其施工方法，以解决现有的深基坑支护结构难以动弹调整的问题。
为实现上述目的，提供一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，包括：
两柱节，两所述柱节同轴设置；
调长机构，包括两支撑组件和拉结螺杆，所述支撑组件包括两支承板和第一铰接轴，两所述支承板的一端通过所述第一铰接轴铰接连接，两所述支承板的另一端分别铰接连接于两所述柱节的相对端，两所述支撑组件的第一铰接轴同向设置且分别开设有螺纹通孔，所述拉结螺杆的两端分别螺合于两所述支撑组件的第一铰接轴的螺纹通孔中，所述支承板具有一内侧和一外侧，所述支撑组件的两支承板的内侧相对设置，两所述支撑组件的支承板的内侧相对设置，在转动所述拉结螺杆时，两所述支撑组件的第一铰接轴相对或相背运动以动态调节所述调长机构的长度；以及
用于驱动所述拉结螺杆的电动驱动件，安装于一所述第一铰接轴。
进一步的，所述调长机构还包括两端板，两所述端板分别可拆卸地安装于两所述柱节的相对端的端面，所述支撑组件的支承板的另一端分别铰接连接于所述端板。
进一步的，两所述端板分别对向延伸形成有第一翼缘，所述第一翼缘形成有轴孔，所述支承板的另一端安装有第二铰接轴，所述第二铰接轴可转动地插设于所述轴孔中。
进一步的，还包括控制器，所述控制器连接于所述电动驱动件，所述柱节安装有轴力计，所述轴力计信号连接于所述控制器。
进一步的，所述电动驱动件包括：
电机，安装于所述第一铰接轴，所述电机信号连接于所述控制器；以及
传动杆，同轴连接于所述拉结螺杆和所述电机的输出端。
本发明提供一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将深基坑的长度动态调整的钢支撑结构设置于深基坑的相对两侧的地连墙之间；
转动所述拉结螺杆，使得两所述柱节支撑于所述地连墙的内侧；
监测所述地连墙的变形情况，并基于所述地连墙的变形情况，转动所述拉结螺杆，动态调节所述钢支撑结构的长度，使得所述钢支撑结构的实时支撑轴力适配于设计支撑轴力。
本发明的有益效果在于，本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，是基于钢支撑结构对深基坑的支护体系动态调整产生的应力重分布效应，设计出一种可机械式动态调整的钢支撑结构，能处理深基坑实际开挖过程中支护体系应力集中问题显著或支护体系变形不协调问题，通过控制钢支撑结构的长度实现对应力集中问题的缓解或轴力及时补偿，从而减少了基坑工程安全隐患。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构的结构示意图。
图2为本发明实施例的调长机构的透视图。
图3为本发明实施例的支承板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
参照图1至图3所示，本发明提供了一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，包括：两柱节1、调长机构2和电动驱动件3。
两柱节1同轴设置且设置于深基坑的相对两侧的地连墙之间。
调长机构支撑连接于两柱节之间，并对两柱节施加轴力，使得深基坑的长度动态调整的钢支撑结构支撑于深基坑的相对两侧的地连墙之间。
具体的，调长机构2包括两支撑组件和拉结螺杆22。其中的支撑组件包括两支承板211和第一铰接轴213。两支承板211的一端通过第一铰接轴213铰接连接。两支承板211的另一端分别铰接连接于两柱节1的相对端。两支撑组件的第一铰接轴213同向设置且分别开设有螺纹通孔。拉结螺杆22的两端分别螺合于两支撑组件的第一铰接轴213的螺纹通孔中。支承板211具有一内侧和一外侧。支撑组件的两支承板211的内侧相对设置。两支撑组件的支承板211的内侧相对设置。在转动拉结螺杆22时。两支撑组件的第一铰接轴213相对或相背运动以动态调节调长机构2的长度。
电动驱动件3安装于一第一铰接轴213。电动驱动件3用于驱动拉结螺杆22。
在本实施例中，两第一铰接轴的螺纹通孔内形成的内螺纹的螺旋方向相反，故，当拉结螺杆转动时，两第一铰接轴相向运动或背向运动。具体的，当拉结螺杆正向转动(即顺时针方向)时，两第一铰接轴相向运动，则两柱节相互靠近；当拉结螺杆反向转动(即逆时针方向)时，两第一铰接轴背向运动，则两柱节相互远离。
本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构在安装使用于深基坑的地连墙后，通过科学判断认定钢支撑结构的轴力较大时，该钢支撑结构所在位置处的局部位置处支护体系应力集中，则可通过电动驱动件转动拉结螺杆，使得钢支撑结构缩短，实现支护体系的稳定。若通过科学判断认定钢支撑结构的轴力较小，该钢支撑结构所在位置处的局部位置处支撑轴力不足，则可通过电动驱动件转动拉结螺杆，使得钢支撑结构伸长，以补充损失的支撑轴力。
本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，是基于钢支撑结构对深基坑的支护体系动态调整产生的应力重分布效应，设计出一种可机械式动态调整的钢支撑结构，能处理深基坑实际开挖过程中支护体系应力集中问题显著或支护体系变形不协调问题，通过控制钢支撑结构的长度实现对应力集中问题的缓解或轴力及时补偿，从而减少了基坑工程安全隐患。
在本实施例中，调长机构2还包括两端板23。两端板23分别可拆卸地安装于两柱节1的相对端的端面。支撑组件的支承板211的另一端分别铰接连接于端板23。
在本实施例中，两端板23分别对向延伸形成有第一翼缘231。第一翼缘231形成有轴孔。支承板211的另一端安装有第二铰接轴214，第二铰接轴214可转动地插设于轴孔中。
作为一种较佳的实施方式，每一支撑组件的两支承板的内侧对向延伸形成有第二翼缘212。第二翼缘可转动地安装有第二铰接轴。具体的，第二翼缘开设有轴孔，第二铰接轴的两端可转动地穿设第二翼缘的轴孔中。
作为一种较佳的实施方式，本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构还包括控制器和轴力计。其中，控制器连接于电动驱动件3。柱节1安装有轴力计。轴力计信号连接于控制器。轴力计采集本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构的实时支撑轴力。控制器获取实时支撑轴力，并基于实时支撑轴力，通过电动驱动件转动拉结螺杆，使得本发明的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构伸长或缩短。通过控制钢支撑结构的长度实现对应力集中问题的缓解或轴力及时补偿。
在一些实施方式中，电动驱动件3包括：电机和传动杆。其中，电机安装于第一铰接轴。具体的，第一铰接轴的外侧连接有防护套筒。电机通过托板安装于防护套筒，且电机的输出端与第一铰接轴的一端同轴设置。电机信号连接于控制器。传动杆同轴连接于拉结螺杆22和电机的输出端。
本发明提供一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将深基坑的长度动态调整的钢支撑结构设置于深基坑的相对两侧的地连墙之间。
S2：转动拉结螺杆22，使得两柱节1支撑于地连墙的内侧。
S3：监测地连墙的变形情况，并基于地连墙的变形情况，转动拉结螺杆22，动态调节钢支撑结构的长度，使得钢支撑结构的实时支撑轴力适配于设计支撑轴力。
具体的，通过轴力计采集钢支撑结构的实时支撑轴力。当实时支撑轴力小于设计支撑轴力时，控制器通过电机反向转动拉结螺杆。拉结螺杆反向转动(即逆时针方向)时，两第一铰接轴背向运动，则两柱节相互远离。
当实时支撑轴力大于设计支撑轴力时，控制器通过电机正向转动拉结螺杆。拉结螺杆正向转动(即顺时针方向)，两第一铰接轴相向运动，则两柱节相互靠近。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (6)
1.一种深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，其特征在于，包括：
两柱节，两所述柱节同轴设置；
调长机构，包括两支撑组件和拉结螺杆，所述支撑组件包括两支承板和第一铰接轴，两所述支承板的一端通过所述第一铰接轴铰接连接，两所述支承板的另一端分别铰接连接于两所述柱节的相对端，两所述支撑组件的第一铰接轴同向设置且分别开设有螺纹通孔，所述拉结螺杆的两端分别螺合于两所述支撑组件的第一铰接轴的螺纹通孔中，所述支承板具有一内侧和一外侧，所述支撑组件的两支承板的内侧相对设置，两所述支撑组件的支承板的内侧相对设置，在转动所述拉结螺杆时，两所述支撑组件的第一铰接轴相对或相背运动以动态调节所述调长机构的长度；以及
用于驱动所述拉结螺杆的电动驱动件，安装于一所述第一铰接轴。
2.根据权利要求1所述的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，其特征在于，所述调长机构还包括两端板，两所述端板分别可拆卸地安装于两所述柱节的相对端的端面，所述支撑组件的支承板的另一端分别铰接连接于所述端板。
3.根据权利要求2所述的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，其特征在于，两所述端板分别对向延伸形成有第一翼缘，所述第一翼缘形成有轴孔，所述支承板的另一端安装有第二铰接轴，所述第二铰接轴可转动地插设于所述轴孔中。
4.根据权利要求1所述的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，其特征在于，还包括控制器，所述控制器连接于所述电动驱动件，所述柱节安装有轴力计，所述轴力计信号连接于所述控制器。
5.根据权利要求4所述的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构，其特征在于，所述电动驱动件包括：
电机，安装于所述第一铰接轴，所述电机信号连接于所述控制器；以及
传动杆，同轴连接于所述拉结螺杆和所述电机的输出端。
6.一种如权利要求1～5中任意一项所述的深基坑的长度动态调整的钢支撑结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将深基坑的长度动态调整的钢支撑结构设置于深基坑的相对两侧的地连墙之间；
转动所述拉结螺杆，使得两所述柱节支撑于所述地连墙的内侧；
监测所述地连墙的变形情况，并基于所述地连墙的变形情况，转动所述拉结螺杆，动态调节所述钢支撑结构的长度，使得所述钢支撑结构的实时支撑轴力适配于设计支撑轴力。
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