CN115324076B - 一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑支护技术领域，具体的说是一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构；包括预埋钢板和短接件；所述预埋钢板的表面固定连接有托盘；所述短接件的表面固定连接有高脚螺栓；所述短接件的表面通过高脚螺栓螺纹连接有第一法兰盘；所述短接件与第一法兰盘之间装填有多个模袋；通过此结构，既能承担压力也能承载拉力和弯矩，且采用模袋混凝土灌浆填缝，可以达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用且实现了模块化施工，通过微型高压混凝土泵在压注过程中能够施加给混凝土一定的预应力，降低了混凝土水灰比，一定程度上提高了混凝土早期承受强度，起到快速承载作用。

Description

一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，具体的说是一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构。

背景技术

在地下空间的建设过程中，涌现出了大量的开挖方法；明挖法因其安全性、造价的经济性和其应用范围的广泛性在地下空间的建设中得到了最为广泛的应用。在民用建筑地下室开挖、轨道交通车站、综合管廊等基础设施的建设过程中，到处可见其身影。

基坑开挖需要及时并且有效的支护，在城市地铁明挖基坑中，基坑呈现“大、深、紧、近”等特点，基坑常用的支护类型为地下连续墙加内支撑组合支护形式；目前基坑中常用的钢支撑体系中的节点连接形式主要为活络接通。

但是在整个内支撑体系当中，会存在节点刚度不足，连接薄弱，整体性差系列问题；因此内支撑体系的破坏易发生在连接节点的端头部位；为此，本发明提供一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，包括预埋钢板和短接件；所述预埋钢板的表面固定连接有托盘；所述短接件的表面固定连接有高脚螺栓；所述短接件的表面通过高脚螺栓螺纹连接有第一法兰盘；所述短接件与第一法兰盘之间装填有多个模袋；所述模袋的表面开设有压注接口；工作时，在施作地连墙时，工作人员先将预埋钢板预埋在合适位置，地连墙施作完毕后暴露出预埋钢板，将托盘焊接在预埋钢板上，用以承托内支撑端节点；之后通过高脚螺栓件第一法兰盘和短接件进行连接，然后与内支撑杆件连接后进行吊装，放置在托盘上，将第一法兰盘移动至预埋钢板一侧，并将第一法兰盘与预埋钢板进行焊接，实现内支撑体系与围护结构之间的固定连接，解决支撑端头坠落的问题；随后将制作好的模袋置于短接件与第一法兰盘之间的螺栓空隙之中，用微型高压混凝土泵对模袋灌浆，直至模袋混凝土填缝完成；在对其拆除时，先拧松高脚螺栓，将模袋混凝土敲碎凿除，继而混凝土的支撑内力释放，逐个拆除固支端组成构件和内支撑杆件，并吊出基坑场地；通过此结构，既能承担压力也能承载拉力和弯矩，且采用模袋混凝土灌浆填缝，可以达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用且实现了模块化施工，通过微型高压混凝土泵在压注过程中能够施加给混凝土一定的预应力，降低了混凝土水灰比，一定程度上提高了混凝土早期承受强度，起到快速承载作用，因此具有安装拆除方便，力学性能良好，受力可靠，可循环利用等优点；需要说明的是，在本发明实施例中，图中“M”表示地连墙。

优选的，所述第一法兰盘的表面开设有呈均匀布置的螺杆孔；所述第一法兰盘的表面开设有多个螺帽孔；所述螺杆孔和螺帽孔呈一一对应设置；所述螺帽孔的直径大于螺杆孔的直径；工作时，将高脚螺栓通过第一法兰盘表面的螺杆孔和螺帽孔和短接件连接时，可以调节高脚螺栓自身的长度，从而满足两端架设内支撑所留下的缝隙宽度，可以承受压力又能承受拉力和弯矩，并方便从第一法兰盘和短接件之间固定好模袋；同时也利于模袋混凝土随机成型后，填满支撑端部和预埋钢板之间的空间，直接把支撑的压力传递给围护结构，并消除施工误差引起的支撑偏心的问题。

优选的，所述第一法兰盘的表面中部为空心结构；通过此第一法兰盘的空心结构，可沿着空心内边缘处预埋钢板焊接连接。

优选的，所述短接件由第二法兰盘、圆形钢管以及加劲肋板构成；所述第二法兰盘的数量有两个；每个所述第二法兰盘的表面均开设有多个螺孔；两个所述第二法兰盘之间固定连接有圆形钢管；两个所述第二法兰盘的表面固定连接有多个加劲肋板；所述第二法兰盘的表面中部开设有多个灌浆口；设置了第二法兰盘和螺孔，可以通过高脚螺栓将第一法兰盘和第二法兰盘进行连接，且设置了灌浆口和圆形钢管，便于对其灌浆，达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用。

优选的，所述模袋的内部开设有半圆槽；所述半圆槽设置多个，且呈圆周阵列开设在模袋的内部；所述模袋的内部且位于半圆槽内壁固定连接有弹性杆；所述弹性杆的数量为两个，且呈对称设置；两个所述弹性杆的表面均固定连接有捣动杆；工作时，在混凝土通过压注接口通入此模袋内部时，处于模袋内部的捣动杆受到冲击力的影响，在两侧的弹性杆的作用下，此捣动杆会呈一定幅度的晃动，从而捣动杆会对模袋内部的混凝土进行无规律捣动，从而使混凝土尽快的填满模袋的内部。

优选的，每个捣动杆的表面均固定连接有破碎齿；单个所述捣动杆表面的所述破碎齿的数量为多个，多个所述破碎齿呈均匀布置在捣动杆的表面；所述破碎齿的形状为锥形；工作时，在捣动杆呈晃动状态时，处于其表面的破碎齿会同时跟随一起运动，且锥形状态的破碎齿会对块状较大的混凝土进行破碎；能尽快的将混凝土填满模袋的各个角度，便于对内支撑两端充分填缝。

优选的，所述半圆槽的形状和捣动杆的形状相适配；所述半圆槽的直径大于捣动杆的直径；工作时，在混凝土完全置于此模袋内部时，受到混凝土的压力，捣动杆会向靠近半圆槽一侧移动，使捣动杆和其表面的破碎齿嵌入于半圆槽内部，避免了破碎齿影响模袋混凝土的成型。

优选的，所述半圆槽的内壁固定连接有环形板；所述环形板的表面固定连接有卡柱；所述捣动杆的表面开设有卡槽；所述卡槽和卡柱的形状相适配；工作时，在捣动杆向靠近半圆槽的一侧移动时，处于捣动杆表面的卡槽会卡在环形板表面的卡柱中，从而维持捣动杆的轴线位置，避免混凝土成型后出现偏差的问题。

优选的，所述模袋的外表面转动连接有晃动杆；所述晃动杆靠近模袋内部的一端与捣动杆的外表面相连；设置了晃动杆，在对其拆除时，工作人员可手持晃动杆，使其带动捣动杆向模袋内部移动，之后在捣动杆表面破碎齿的作用下，能够较快的将模袋混凝土敲碎凿除，继而有利于混凝土的支撑内力释放。

优选的，所述晃动杆的表面固定连接有呈对称布置的装配杆；每个所述装配杆的内部均开设有装配槽；设置的装配杆和装配槽，能够方便将此支撑件的吊装，从而放置在托盘上。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，通过此结构，既能承担压力也能承载拉力和弯矩，且采用模袋混凝土灌浆填缝，可以达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用且实现了模块化施工，通过微型高压混凝土泵在压注过程中能够施加给混凝土一定的预应力，降低了混凝土水灰比，一定程度上提高了混凝土早期承受强度，起到快速承载作用，因此具有安装拆除方便，力学性能良好，受力可靠，可循环利用等优点。

2.本发明所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，通过将高脚螺栓通过第一法兰盘表面的螺杆孔和螺帽孔和短接件连接时，可以调节高脚螺栓自身的长度，从而满足两端架设内支撑所留下的缝隙宽度，可以承受压力又能承受拉力和弯矩，并方便从第一法兰盘和短接件之间固定好模袋；同时也利于模袋混凝土随机成型后，填满支撑端部和预埋钢板之间的空间，直接把支撑的压力传递给围护结构，并消除施工误差引起的支撑偏心的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明中第一法兰盘部分立体示意图；

图3是本发明中螺杆孔和螺帽孔结构示意图；

图4是本发明中短接件部分结构示意图；

图5是本发明中预埋钢板安装时结构示意图；

图6是本发明中模袋部分结构示意图；

图7是本发明中图6的A处结构放大图；

图8是本发明中环形板部分结构示意图；

图9是本发明中卡槽结构示意图；

图10是本发明中第二种实施例的装配杆结构示意图。

图中：1、预埋钢板；2、短接件；3、托盘；4、高脚螺栓；5、第一法兰盘；6、模袋；7、螺杆孔；8、螺帽孔；9、第二法兰盘；10、圆形钢管；11、加劲肋板；12、灌浆口；13、半圆槽；14、弹性杆；15、捣动杆；16、破碎齿；17、环形板；18、卡柱；19、卡槽；20、晃动杆；21、装配杆；22、装配槽。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一

如图1至图5所示，本发明实施例所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，包括预埋钢板1和短接件2；所述预埋钢板1的表面固定连接有托盘3；所述短接件2的表面固定连接有高脚螺栓4；所述短接件2的表面通过高脚螺栓4螺纹连接有第一法兰盘5；所述短接件2与第一法兰盘5之间装填有多个模袋6；所述模袋6的表面开设有压注接口；工作时，在施作地连墙时，工作人员先将预埋钢板1预埋在合适位置，地连墙施作完毕后暴露出预埋钢板1，将托盘3焊接在预埋钢板1上，用以承托内支撑端节点；之后通过高脚螺栓4件第一法兰盘5和短接件2进行连接，然后与内支撑杆件连接后进行吊装，放置在托盘3上，将第一法兰盘5移动至预埋钢板1一侧，并将第一法兰盘5与预埋钢板1进行焊接，实现内支撑体系与围护结构之间的固定连接，解决支撑端头坠落的问题；随后将制作好的模袋6置于短接件2与第一法兰盘5之间的螺栓空隙之中，用微型高压混凝土泵对模袋6灌浆，直至模袋6混凝土填缝完成；在对其拆除时，先拧松高脚螺栓4，将模袋6混凝土敲碎凿除，继而混凝土的支撑内力释放，逐个拆除固支端组成构件和内支撑杆件，并吊出基坑场地；通过此结构，既能承担压力也能承载拉力和弯矩，且采用模袋6混凝土灌浆填缝，可以达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用且实现了模块化施工，通过微型高压混凝土泵在压注过程中能够施加给混凝土一定的预应力，降低了混凝土水灰比，一定程度上提高了混凝土早期承受强度，起到快速承载作用，因此具有安装拆除方便，力学性能良好，受力可靠，可循环利用等优点；需要说明的是，在本发明实施例中，图5中“M”表示地连墙。

所述第一法兰盘5的表面开设有呈均匀布置的螺杆孔7；所述第一法兰盘5的表面开设有多个螺帽孔8；所述螺杆孔7和螺帽孔8呈一一对应设置；所述螺帽孔8的直径大于螺杆孔7的直径；工作时，将高脚螺栓4通过第一法兰盘5表面的螺杆孔7和螺帽孔8和短接件2连接时，可以调节高脚螺栓4自身的长度，从而满足两端架设内支撑所留下的缝隙宽度，可以承受压力又能承受拉力和弯矩，并方便从第一法兰盘5和短接件2之间固定好模袋6；同时也利于模袋6混凝土随机成型后，填满支撑端部和预埋钢板1之间的空间，直接把支撑的压力传递给围护结构，并消除施工误差引起的支撑偏心的问题

所述第一法兰盘5的表面中部为空心结构；通过此第一法兰盘5的空心结构，可沿着空心内边缘处预埋钢板1焊接连接。

所述短接件2由第二法兰盘9、圆形钢管10以及加劲肋板11构成；所述第二法兰盘9的数量有两个；每个所述第二法兰盘9的表面均开设有多个螺孔；两个所述第二法兰盘9之间固定连接有圆形钢管10；两个所述第二法兰盘9的表面固定连接有多个加劲肋板11；所述第二法兰盘9的表面中部开设有多个灌浆口12；设置了第二法兰盘9和螺孔，可以通过高脚螺栓4将第一法兰盘5和第二法兰盘9进行连接，且设置了灌浆口12和圆形钢管10，便于对其灌浆，达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用。

如图6和图7所示，所述模袋6的内部开设有半圆槽13；所述半圆槽13设置多个，且呈圆周阵列开设在模袋6的内部；所述模袋6的内部且位于半圆槽13内壁固定连接有弹性杆14；所述弹性杆14的数量为两个，且呈对称设置；两个所述弹性杆14的表面均固定连接有捣动杆15；工作时，在混凝土通过压注接口通入此模袋6内部时，处于模袋6内部的捣动杆15受到冲击力的影响，在两侧的弹性杆14的作用下，此捣动杆15会呈一定幅度的晃动，从而捣动杆15会对模袋6内部的混凝土进行无规律捣动，从而使混凝土尽快的填满模袋6的内部。

每个捣动杆15的表面均固定连接有破碎齿16；单个所述捣动杆15表面的所述破碎齿16的数量为多个，多个所述破碎齿16呈均匀布置在捣动杆15的表面；所述破碎齿16的形状为锥形；工作时，在捣动杆15呈晃动状态时，处于其表面的破碎齿16会同时跟随一起运动，且锥形状态的破碎齿16会对块状较大的混凝土进行破碎；能尽快的将混凝土填满模袋6的各个角度，便于对内支撑两端充分填缝。

如图8和图9所示，所述半圆槽13的形状和捣动杆15的形状相适配；所述半圆槽13的直径大于捣动杆15的直径；工作时，在混凝土完全置于此模袋6内部时，受到混凝土的压力，捣动杆15会向靠近半圆槽13一侧移动，使捣动杆15和其表面的破碎齿16嵌入于半圆槽13内部，避免了破碎齿16影响模袋6混凝土的成型。

所述半圆槽13的内壁固定连接有环形板17；所述环形板17的表面固定连接有卡柱18；所述捣动杆15的表面开设有卡槽19；所述卡槽19和卡柱18的形状相适配；工作时，在捣动杆15向靠近半圆槽13的一侧移动时，处于捣动杆15表面的卡槽19会卡在环形板17表面的卡柱18中，从而维持捣动杆15的轴线位置，避免混凝土成型后出现偏差的问题。

所述模袋6的外表面转动连接有晃动杆20；所述晃动杆20靠近模袋6内部的一端与捣动杆15的外表面相连；设置了晃动杆20，在对其拆除时，工作人员可手持晃动杆20，使其带动捣动杆15向模袋6内部移动，之后在捣动杆15表面破碎齿16的作用下，能够较快的将模袋6混凝土敲碎凿除，继而有利于混凝土的支撑内力释放。

实施例二

如图10所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述晃动杆20的表面固定连接有呈对称布置的装配杆21；每个所述装配杆21的内部均开设有装配槽22；设置的装配杆21和装配槽22，能够方便将此支撑件的吊装，从而放置在托盘3上。

工作时，在施作地连墙时，工作人员先将预埋钢板1预埋在合适位置，地连墙施作完毕后暴露出预埋钢板1，将托盘3焊接在预埋钢板1上，用以承托内支撑端节点；之后通过高脚螺栓4件第一法兰盘5和短接件2进行连接，然后与内支撑杆件连接后进行吊装，放置在托盘3上，将第一法兰盘5移动至预埋钢板1一侧，并将第一法兰盘5与预埋钢板1进行焊接，实现内支撑体系与围护结构之间的固定连接，解决支撑端头坠落的问题；随后将制作好的模袋6置于短接件2与第一法兰盘5之间的螺栓空隙之中，用微型高压混凝土泵对模袋6灌浆，直至模袋6混凝土填缝完成；在对其拆除时，先拧松高脚螺栓4，将模袋6混凝土敲碎凿除，继而混凝土的支撑内力释放，逐个拆除固支端组成构件和内支撑杆件，并吊出基坑场地；通过此结构，既能承担压力也能承载拉力和弯矩，且采用模袋6混凝土灌浆填缝，可以达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用且实现了模块化施工，通过微型高压混凝土泵在压注过程中能够施加给混凝土一定的预应力，降低了混凝土水灰比，一定程度上提高了混凝土早期承受强度，起到快速承载作用，因此具有安装拆除方便，力学性能良好，受力可靠，可循环利用等优点；将高脚螺栓4通过第一法兰盘5表面的螺杆孔7和螺帽孔8和短接件2连接时，可以调节高脚螺栓4自身的长度，从而满足两端架设内支撑所留下的缝隙宽度，可以承受压力又能承受拉力和弯矩，并方便从第一法兰盘5和短接件2之间固定好模袋6；同时也利于模袋6混凝土随机成型后，填满支撑端部和预埋钢板1之间的空间，直接把支撑的压力传递给围护结构，并消除施工误差引起的支撑偏心的问题。

设置了第二法兰盘9和螺孔，可以通过高脚螺栓4将第一法兰盘5和第二法兰盘9进行连接，且设置了灌浆口12和圆形钢管10，便于对其灌浆，达到内支撑两端充分填缝的效果，并消除由施工误差引起的偏心作用；在混凝土通过压注接口通入此模袋6内部时，处于模袋6内部的捣动杆15受到冲击力的影响，在两侧的弹性杆14的作用下，此捣动杆15会呈一定幅度的晃动，从而捣动杆15会对模袋6内部的混凝土进行无规律捣动，从而使混凝土尽快的填满模袋6的内部；在捣动杆15呈晃动状态时，处于其表面的破碎齿16会同时跟随一起运动，且锥形状态的破碎齿16会对块状较大的混凝土进行破碎；能尽快的将混凝土填满模袋6的各个角度，便于对内支撑两端充分填缝；在混凝土完全置于此模袋6内部时，受到混凝土的压力，捣动杆15会向靠近半圆槽13一侧移动，使捣动杆15和其表面的破碎齿16嵌入于半圆槽13内部，避免了破碎齿16影响模袋6混凝土的成型；在捣动杆15向靠近半圆槽13的一侧移动时，处于捣动杆15表面的卡槽19会卡在环形板17表面的卡柱18中，从而维持捣动杆15的轴线位置，避免混凝土成型后出现偏差的问题；在对其拆除时，工作人员可手持晃动杆20，使其带动捣动杆15向模袋6内部移动，之后在捣动杆15表面破碎齿16的作用下，能够较快的将模袋6混凝土敲碎凿除，继而有利于混凝土的支撑内力释放。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，其特征在于：包括：预埋钢板（1）和短接件（2）；所述预埋钢板（1）的表面固定连接有托盘（3）；所述短接件（2）的表面固定连接有高脚螺栓（4）；所述短接件（2）的表面通过高脚螺栓（4）螺纹连接有第一法兰盘（5）；所述短接件（2）与第一法兰盘（5）之间装填有多个模袋（6）；所述模袋（6）的表面开设有压注接口；

所述第一法兰盘（5）的表面开设有呈均匀布置的螺杆孔（7）；所述第一法兰盘（5）的表面开设有多个螺帽孔（8）；所述螺杆孔（7）和螺帽孔（8）呈一一对应设置；所述螺帽孔（8）的直径大于螺杆孔（7）的直径；所述第一法兰盘（5）的表面中部为空心结构；

所述短接件（2）由第二法兰盘（9）、圆形钢管（10）以及加劲肋板（11）构成；所述第二法兰盘（9）的数量有两个；每个所述第二法兰盘（9）的表面均开设有多个螺孔；两个所述第二法兰盘（9）之间固定连接有圆形钢管（10）；两个所述第二法兰盘（9）的表面固定连接有多个加劲肋板（11）；所述第二法兰盘（9）的表面中部开设有多个灌浆口（12）；所述模袋（6）的内部开设有半圆槽（13）；所述半圆槽（13）设置多个，且呈圆周阵列开设在模袋（6）的内部；所述模袋（6）的内部且位于半圆槽（13）内壁固定连接有弹性杆（14）；所述弹性杆（14）的数量为两个，且呈对称设置；

两个所述弹性杆（14）的表面均固定连接有捣动杆（15）；每个捣动杆（15）的表面均固定连接有破碎齿（16）；单个所述捣动杆（15）表面的所述破碎齿（16）的数量为多个，多个所述破碎齿（16）呈均匀布置在捣动杆（15）的表面；所述破碎齿（16）的形状为锥形；所述半圆槽（13）的形状和捣动杆（15）的形状相适配；所述半圆槽（13）的直径大于捣动杆（15）的直径。

2.根据权利要求1所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，其特征在于：所述半圆槽（13）的内壁固定连接有环形板（17）；所述环形板（17）的表面固定连接有卡柱（18）；所述捣动杆（15）的表面开设有卡槽（19）；所述卡槽（19）和卡柱（18）的形状相适配。

3.根据权利要求1所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，其特征在于：所述模袋（6）的外表面转动连接有晃动杆（20）；所述晃动杆（20）靠近模袋（6）内部的一端与捣动杆（15）的外表面相连。

4.根据权利要求3所述的一种装配式组合钢管混凝土内支撑固支端结构，其特征在于：所述晃动杆（20）的表面固定连接有呈对称布置的装配杆（21）；每个所述装配杆（21）的内部均开设有装配槽（22）。