CN114960681A - 一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置及方法，包括排桩支护，所述排桩支护上安装有锚杆；所述排桩支护的内部设置有内支撑机构，包括内支撑板，所述内支撑板上铰接有支撑架，所述支撑架的另一端铰接在套圈上，所述套圈转动安装在柱头外周，所述柱头的底部固连有螺旋刀片，所述柱头的上部开设有凹槽。本发明在挖掘基坑时，通过设置内支撑机构对排桩支护进行支撑，从而减轻排桩支护的倾斜的情况，起到增强基坑支护安全的作用；且内支撑机构能够跟随基坑的挖掘深度进行位移，从而起到持续的内支撑作用，保证了排桩支护的结构稳定性，减少排桩支护受基坑土水压力而歪斜的情况发生。

Description

一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置及方法

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，具体涉及一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置及方法。

背景技术

随着我国社会主义经济建设的迅猛发展与综合国力的增强，城市规模不断增大，城市人口流量不断增加、机动车辆逐年上涨，交通状沉堪忧。为了改善交通环境，我国采取了各种措施，经实践证明，隧道工程是解决城市用地紧张、交通拥挤的有效办法。

在隧道施工中，明挖法施工因难度小，容易保证质量，工期短，造价低。目前在国内外地下工程修建中明挖法主要应用于大型浅埋隧道的修建和郊区地下建筑的修建，且逐渐演化成盖挖和明暗挖结合的施工方法，但总体来讲明挖法在隧道工程建设中仍是主要施工方法。

明挖法在施工时会在基坑周围会打上排桩支护，而挖掘基坑时是分段逐层向下挖掘的，由于在软土区其土层紧实度不佳，在基坑下挖一段距离后，排桩支护的顶部裸露出来，只有底部部分还处于软土土层中，而锚杆固定需要先打孔再灌浆成型存在一定的间隔时间，在基坑附近土水压力对排桩支护挤压力持续作用下，排桩支护可能会发生倾斜，影响施工安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置及方法，解决在软土区其土层紧实度不佳，在基坑下挖一段距离后，排桩支护的顶部裸露出来，只有底部部分还处于软土土层中，而锚杆固定需要先打孔再灌浆成型存在一定的间隔时间，在基坑附近土水压力对排桩支护挤压力持续作用下，排桩支护可能会发生倾斜，影响施工安全的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，

包括排桩支护，所述排桩支护位于基坑的四周，且所述排桩支护上安装有锚杆；所述排桩支护的内部设置有多个内支撑机构，所述内支撑机构用于对两侧的排桩支护进行支撑。

优选的，所述内支撑机构包括内支撑板，所述内支撑板上铰接有支撑架，所述支撑架的另一端铰接在套圈上，所述套圈转动安装在柱头外周，所述柱头的底部固连有螺旋刀片，所述柱头的上部开设有凹槽；利用驱动机构的驱动轴与凹槽对接，从而驱动柱头和螺旋刀片旋转向下。

优选的，所述内支撑板背离基坑土层的一侧固连有多个卡板，所述卡板上设置有销孔，通过销轴将相邻两个卡板连接固定。

优选的，所述内支撑板的底部设置有收集机构，所述收集机构包括定位孔，所述定位孔贯穿开设在内支撑板上，所述定位孔的下方设置有收集槽，所述收集槽固定在内支撑板背离基坑土层的一侧底部，所述收集槽的两侧设置有插槽，所述插槽内插接有挡板，所述收集槽内部可拆安装有过滤网，所述过滤网水平设置。

优选的，所述定位孔的外侧设置有弹性密封部，且定位孔位于内支撑板靠近基坑土层的一侧开设有圆槽，所述圆槽直径大于定位孔直径，所述弹性密封部放置在圆槽内。

优选的，所述弹性密封部内部设置成空腔结构，并通过气管与空腔内部连通，所述气管与充气垫内部连通，所述充气垫固定粘接在收集槽的底部。

一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护方法，该支护方法适用于上述的明挖法软土区隧道深基坑支护装置。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明在挖掘基坑时，通过设置内支撑机构对排桩支护进行支撑，从而减轻排桩支护的倾斜的情况，起到增强基坑支护安全的作用；且内支撑机构能够跟随基坑的挖掘深度进行位移，从而起到持续的内支撑作用，保证了排桩支护的结构稳定性，减少排桩支护受基坑土水压力而歪斜的情况发生。

2、本发明通过预设的定位孔，方便打孔时的定位，直接从定位孔处进行打孔，一旦泥浆渗出则会被定位孔引导流到底部的收集槽内进行收集，相对于泥浆直接流到基坑内，工作环境得到了有效改善；过滤网的设置能够对泥浆进行过滤，将较大的土块和石头留在过滤网上便于集中处理；而相邻内支撑板之间的收集槽若是相互隔断，则会影响收集量和排放方便性，因此通过插接的挡板，从而根据需要任意抽出中间多余的挡板，保证相邻收集槽处于相通状态，从而方便泥浆和筛分出的石头进行集中处理。

3、本发明通过将弹性密封部设置成空腔结构，从而增强了弹性密封部的形变性能，使其弹性密封性能更强，而在收集槽底部设置充气垫，在打孔时必然会流出泥浆，随着泥浆流入到收集槽内其重量逐渐增加，从而压缩底部的充气垫，使得充气垫内的气体通过气管导出到弹性密封部的空腔内，使得弹性密封部在气体作用下膨胀，从而与排桩支护之间的贴合紧密度进一步增强，减少泥浆渗出。

附图说明

图1为本发明实施例的三维结构示意图。

图2为本发明实施例正视时的结构示意图。

图3为本发明实施例俯视时的结构示意图。

图4为本发明实施例图3中A-A剖视示意图。

具体实施方式

下面将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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

本发明提供了如图1-4所示的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，

实施例1：

包括排桩支护1，所述排桩支护1位于基坑的四周，且所述排桩支护1上安装有锚杆；所述排桩支护1的内部设置有多个内支撑机构2，所述内支撑机构2用于对两侧的排桩支护1进行支撑。

在使用时，基坑周围会打上排桩支护1，而挖掘基坑时是分段逐层向下挖掘的，在基坑下挖一段距离后，排桩支护1的顶部裸露出来，只有底部部分还处于土层中，而锚杆固定需要先打孔再灌浆成型存在一定的间隔时间，在基坑附近土水压力对排桩支护1挤压力持续作用下，排桩支护1可能会发生倾斜，因此本申请在挖掘基坑时，通过设置内支撑机构2对排桩支护1进行支撑，从而减轻排桩支护1的倾斜的情况，起到增强基坑支护安全的作用。

进一步地，所述内支撑机构2包括内支撑板21，所述内支撑板21上铰接有支撑架22，所述支撑架22的另一端铰接在套圈23上，所述套圈23转动安装在柱头24外周，所述柱头24的底部固连有螺旋刀片25，所述柱头24的上部开设有凹槽26；利用驱动机构的驱动轴与凹槽26对接，从而驱动柱头24和螺旋刀片25旋转向下。

具体的，通过驱动电机或者其他驱动机构的驱动轴端与凹槽26配合对准插接，凹槽26可为至少三边的结构，在驱动电机的驱动下，能够带动柱头24和底部的螺旋刀片25切割基坑下方的土层向下旋转，从而使得柱头24上转动连接的套环随柱头24向下移动，柱头24下移带动相连的支撑架22偏转摆动，从而对贴合在排桩支护1的内支撑板21进行挤压，产生预紧的效果，而支撑架22能够根据基坑的挖掘规格进行选装，从而使得柱头24同时预紧两侧的内支撑板21支撑排桩支护1，当挖掘一定深度后，先通过锚杆将内支撑板21上方进行锚固后保证排桩支护1上部得到支撑固定，再推动内支撑板21向下位移一定距离，驱动机构再驱动柱头24向下移动一定距离即可持续实现支撑作用，本发明中的内支撑机构2能够跟随基坑的挖掘深度进行位移，从而起到持续的内支撑作用，保证了排桩支护1的结构稳定性，减少排桩支护1受基坑土水压力而歪斜的情况发生。

进一步地，所述内支撑板21背离基坑土层的一侧固连有多个卡板3，所述卡板3上设置有销孔4，通过销轴5将相邻两个卡板3连接固定。通过设置的多个轴孔配合，从而能够将内支撑机构2根据基坑挖掘的分段数量而同步配置，只需要在两侧的内支撑板21上卡板3对齐时，利用销轴5插在轴孔上即可将相邻的内支撑板21连接成一个整体，从而增强整体内支撑机构2的支撑强度，保证了排桩支护1的支护效果。

实施例2：

实施例2包括实施例1的全部，与实施例1的区别在于：

所述内支撑板21的底部设置有收集机构6，所述收集机构6包括定位孔61，所述定位孔61贯穿开设在内支撑板21上，所述定位孔61的下方设置有收集槽62，所述收集槽62固定在内支撑板21背离基坑土层的一侧底部，所述收集槽62的两侧设置有插槽，所述插槽内插接有挡板64，所述收集槽62内部可拆安装有过滤网65，所述过滤网65水平设置。在基坑支护施工过程中锚杆锚固的方式必不可少，而锚杆固定必须先进行打孔工作，而在打孔时孔洞内会渗出较多的泥浆，而本申请通过预设的定位孔61，方便打孔时的定位，直接从定位孔61处进行打孔，一旦泥浆渗出则会被定位孔61引导流到底部的收集槽62内进行收集，不让泥浆直接流到基坑内，造成基坑底部的土壤软化，一方面工作环境得到了有效改善，另一方面增强了基坑挖掘时的安全；过滤网65的设置能够对泥浆进行过滤，将较大的土块和石头留在过滤网65上便于集中处理；而相邻内支撑板21之间的收集槽62若是相互隔断，则会影响收集量和排放方便性，因此通过插接的挡板64，从而根据需要任意抽出中间多余的挡板64，保证相邻收集槽62处于相通状态，从而方便泥浆和筛分出的石头进行集中处理。

进一步地，所述定位孔61的外侧设置有弹性密封部7，且定位孔61位于内支撑板21靠近基坑土层的一侧开设有圆槽8，所述圆槽8直径大于定位孔61直径，所述弹性密封部7放置在圆槽8内。

由于排桩支护1与内支撑板21之间并不是紧密贴合的，导致泥浆在从排桩支护1上的孔洞导入到定位孔61内时难免会出现渗漏的情况，于是本申请通过设置的弹性密封部7对定位孔61端面与排桩支护1之间的间隙进行密封，从而使得泥浆尽可能的从定位孔61落入到收集槽62内，减少渗漏的情况发生。

进一步地，所述弹性密封部7内部设置成空腔结构，并通过气管9与空腔内部连通，所述气管9与充气垫10内部连通，所述充气垫10固定粘接在收集槽62的底部。

在使用时，通过将弹性密封部7设置成空腔结构，从而增强了弹性密封部7的形变性能，使其弹性密封性能更强，而在收集槽62底部设置充气垫10，在打孔时必然会流出泥浆，随着泥浆流入到收集槽62内其重量逐渐增加，从而压缩底部的充气垫10，使得充气垫10内的气体通过气管9导出到弹性密封部7的空腔内，使得弹性密封部7在气体作用下膨胀，从而与排桩支护1之间的贴合紧密度进一步增强，减少泥浆渗出。

一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护方法，该支护方法适用于上述的明挖法软土区隧道深基坑支护装置。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的防护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，包括排桩支护(1)，所述排桩支护(1)位于基坑的四周，且所述排桩支护(1)上安装有锚杆；

其特征在于：所述排桩支护(1)的内部设置有多个内支撑机构(2)，所述内支撑机构(2)用于对两侧的排桩支护(1)进行支撑。

2.根据权利要求1所述的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，其特征在于：所述内支撑机构(2)包括内支撑板(21)，所述内支撑板(21)上铰接有支撑架(22)，所述支撑架(22)的另一端铰接在套圈(23)上，所述套圈(23)转动安装在柱头(24)外周，所述柱头(24)的底部固连有螺旋刀片(25)，所述柱头(24)的上部开设有凹槽(26)；利用驱动机构的驱动轴与凹槽(26)对接，从而驱动柱头(24)和螺旋刀片(25)旋转向下。

3.根据权利要求2所述的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，其特征在于：所述内支撑板(21)背离基坑土层的一侧固连有多个卡板(3)，所述卡板(3)上设置有销孔(4)，通过销轴(5)将相邻两个卡板(3)连接固定。

4.根据权利要求2所述的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，其特征在于：所述内支撑板(21)的底部设置有收集机构(6)，所述收集机构(6)包括定位孔(61)，所述定位孔(61)贯穿开设在内支撑板(21)上，所述定位孔(61)的下方设置有收集槽(62)，所述收集槽(62)固定在内支撑板(21)背离基坑土层的一侧底部，所述收集槽(62)的两侧设置有插槽，所述插槽内插接有挡板(64)，所述收集槽(62)内部可拆安装有过滤网(65)，所述过滤网(65)水平设置。

5.根据权利要求4所述的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，其特征在于：所述定位孔(61)的外侧设置有弹性密封部(7)，且定位孔(61)位于内支撑板(21)靠近基坑土层的一侧开设有圆槽(8)，所述圆槽(8)直径大于定位孔(61)直径，所述弹性密封部(7)放置在圆槽(8)内。

6.根据权利要求5所述的一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护装置，其特征在于：所述弹性密封部(7)内部设置成空腔结构，并通过气管(9)与空腔内部连通，所述气管(9)与充气垫(10)内部连通，所述充气垫(10)固定粘接在收集槽(62)的底部。

7.一种适用于明挖法软土区隧道深基坑支护方法，其特征在于：该支护方法适用于权利要求1-6中任意一项所述的明挖法软土区隧道深基坑支护装置。

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