CN115450223B - 一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑支护结构技术领域，具体涉及一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，包括支撑管，所述注浆钢管靠近对接端一侧的周壁上具有注浆孔，所述注浆钢管的对接端开设有插入孔，所述注浆钢管的对接端内侧设有可相对于注浆钢管轴向活动的堵头，所述支撑管内设有沿支撑管轴向活动设置的推挤件，所述牵引机构包括拉绳和导轮，所述导轮安装于支撑管下部，所述拉绳绕过导轮，且一端与推挤件连接，另一端引出支撑管外形成受力端，当受力端受力向上牵引，拉绳拉动推挤件向下活动，以使推杆穿过插入孔并推挤堵头向下活动。本发明最终可以使注浆钢管内凝固形成的混凝土柱密度更高、更为紧实，从而强度和牢固度也就更高。

Description

一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护

技术领域

本申请涉及基坑支护结构技术领域，具体涉及一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护。

背景技术

随着科技的发展，人们越来越注重地下空间的利用，主要利用地下空间来实施一些建筑工程。

在进行建筑工程的施工之前，一般需要先在地面开挖基坑，而对于一些土质较为松软的区域开挖基坑时，通常需要采用注浆钢管对基坑进行支护，具体而言，将注浆钢管与支撑管轴向对接，然后将注浆钢管的插入端插入坑底土层内，支撑管则与基坑坑壁上的坑壁支护结构相连接，一般而言支撑管与坑壁上的冠梁相连接；然后向注浆钢管内不断通入混凝土浆料，最终混凝土浆料会从注浆钢管的外壁上的出浆孔流入土层内，待浆料凝固后，便会在注浆管管插入土层内的部分外围形成支撑块结构，同时注浆钢管内充满的浆料会在注浆钢管内凝固形成混凝土柱以增强注浆钢管自身的强度和牢固度。例如申请号为202110586162 .8的专利便公开了一种囊袋注浆式基坑支撑结构。

对于现有的这种支撑结构，在利用注浆钢管注浆结束后，当停止向注浆钢管内注浆时，注浆钢管内便不再有压力，由于没有压力，存留在注浆钢管内的浆液中会处于较为分散的状态，使得最终在注浆钢管内凝固成型形成混凝土柱时，该混凝土柱密度较低不够紧实，从而对注浆钢管的强度提升效果较为一般，因此还有待改进。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本申请的目的在于提供一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，包括支撑管，所述注浆钢管包括对接端和插入端，所述对接端适于与支撑管端部轴向对接；且所述注浆钢管靠近对接端一侧的周壁上具有注浆孔，所述注浆钢管的对接端开设有插入孔，所述注浆钢管的对接端内侧设有可相对于注浆钢管轴向活动的堵头，所述支撑管内设有沿支撑管轴向活动设置的推挤件，所述推挤件包括与插入孔轴向对齐的推杆；所述前撑支护还包括适于牵引推挤件轴向活动的牵引机构，所述牵引机构包括拉绳和导轮，所述导轮安装于支撑管下部，所述拉绳绕过导轮，且一端与推挤件连接，另一端引出支撑管外形成受力端，当受力端受力向上牵引，拉绳拉动推挤件向下活动，以使推杆穿过插入孔并推挤堵头向下活动。

作为优选，所述支撑管的内周壁上固定连接有轴向延伸的滑轨，其中所述滑轨与支撑管的内周壁之间合围形成轴向延伸的通道，所述拉绳的受力端绕过导轮后从通道的底部穿入通道内，并从通道的顶部引出。

作为优选，所述推挤件滑动设于滑轨上。

作为优选，所述前撑支护还包括保压机构，所述保压机构包括螺杆和螺套，所述螺杆转动设于支撑管内并沿支撑管轴向延伸；所述螺套穿套在螺杆外周并与螺杆螺纹配合，其中所述螺套与支撑管周向保持相对定位且轴向相对活动设置。

作为优选，所述推挤件还包括滑动部，所述滑动部与推杆相固定且滑动设置在滑轨上。

作为优选，所述推挤件还包括与螺套同轴设置的凸起部，所述凸起部的外周壁上开设有锁孔；所述螺套的下端为敞口结构以供凸起部插入；所述螺套的下部设有锁件和与锁件相抵的弹性件，所述锁件包括锁端，所述锁端可沿螺套径向活动，当锁端与锁孔轴向对齐时，锁端在弹性件的弹力推动下插入所述锁孔内实现螺套与凸起部的相对锁定。

作为优选，所述凸起部的上端外周壁形成一圈自下而上渐窄的第一导向面，所述第一导向面与于锁端的端部相抵以引导锁端沿螺套径向活动

作为优选，所述锁件还包括解锁端，所述解锁端随锁端同步沿螺套径向活动设置，其中所述解锁端延伸至螺套的内部；当螺套轴向上升至终点位置时，所述螺杆作用于解锁端使解锁端沿螺套的径向向外活动，以使锁端从锁孔内抽出实现凸起部与螺套之间的解锁。

作为优选，所述螺杆的下端外周壁形成一圈自下而上渐宽的第二导向面，所述第二导向面用于与解锁端的端部相抵以引导解锁端沿螺套径向活动。

作为优选，所述支撑管与注浆钢管的对接端通过法兰结构可拆卸对接。

较之现有技术，采用本方案的优点在于：

首先，本方案中通过在注浆钢管的对接端内侧设有可相对于注浆钢管轴向活动的堵头，并在支撑管内设有沿支撑管轴向活动设置的推挤件，同时，还设置用于牵引推挤件轴向活动的牵引机构；如此，在注浆结束后，可以利用相关机械施力于牵引机构，以使牵引机构带动推挤件轴向向下活动，如此推挤件便可不断轴向推动堵头向下活动，进而堵头在向下活动过程中便可不断挤压注浆钢管内的浆料，以将注浆钢管内的浆料压实，并保持至浆料凝固，如此最终在注浆钢管内凝固形成的混凝土柱密度更高、更为紧实，从而强度和牢固度也就更高。

再者，本方案中牵引机构采用的是拉绳，相较之其他的刚性定型的牵引机构而言，拉绳可适用的施力机械更多，比如卷扬机、曳引机等机械。而且拉绳其质轻，具有一定的柔韧性，从而能够更好的安装于支撑管中。

最后，本方案中的牵引机构、推挤件均是设于支撑管内，且独立于注浆钢管的，因此当后期回收支撑管时，牵引机构和推挤件可随支撑管一起被回收，以备下次使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的截面图；

图3为支撑管的内部结构示意图；

图4为锁件处的部分示意图；

图5为本发明安装于基坑状态下的示意图。

具体实施方式

下面对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例

请参阅图1-5所示，本实施例提供一种应用于软土地区基坑注浆钢管1的前撑支护，用于与注浆钢管1对接对基坑形成支护；所述前撑支护包括支撑管2，所述注浆钢管1包括对接端和插入端，所述对接端用于与支撑管2端部轴向对接。

其中注浆钢管1的插入端呈锥状结构，以使注浆钢管1能够更好的插入土层中；使用前将注浆钢管1与支撑管2连接形成一个整体，并将注浆钢管1插入基坑的坑底涂层中，最后利用螺栓82螺母84等构件将注浆钢管1的周侧壁固定到基坑侧壁顶部的冠梁上，具体可参照图5所示。

可以理解的是，如图1所示，注浆钢管1的外周壁上均匀分布有若干出浆孔12，需要说明的是，注浆钢管1插入土层内后需要保证出浆孔12处于坑底地面上部露出地面（如图5所示）；在所述注浆钢管1靠近对接端一侧的周壁上具有注浆孔11，使用时，将混凝土浆料（以下简称浆料或浆液）从注浆孔11通入注浆钢管1内，进入注浆钢管1内的浆料最终从出浆孔12流出进入注浆钢管1外围的涂层中，最终在注浆钢管1内浆料凝固形成一段混凝土柱以加强整个注浆钢管1的强度和牢固度，而流入土层内的浆料则在注浆钢管1的外围凝固形成混凝土块结构，相当于形成一个支撑座，对注浆钢管1进行支撑固定，保证注浆钢管1的稳固性。

对于这种注浆钢管1在现有技术中有大量的应用和公开说明，在此对于一些细节不做过多的赘述。

本实施例中，结合图1和图2所示，所述注浆钢管1的对接端开设有插入孔15，所述注浆钢管1的对接端内侧设有可相对于注浆钢管1轴向活动的堵头13，值得说明的是，在初始状态下，即还未注浆之前，堵头13通过一个或多个螺钉14与注浆管的侧壁连接，且在此状态下，堵头13处于注浆孔11和插入孔15之间，通过堵头13对插入孔15形成一定的封堵作用，防止在注浆过程中，浆料在注浆钢管1内向上流动从插入孔15溢出；注浆结束后，将螺钉14拆卸下来，如此堵头13便可进行活动，以保证后续可以正常向下推挤堵头13。本实施例中堵头13呈圆柱状，且外周壁与注浆钢管1的内周壁相贴合。

结合图2和图3所示，所述支撑管2内设有沿支撑管2轴向活动设置的推挤件3，所述推挤件3包括与插入孔15轴向对齐的推杆31；所述前撑支护还包括用于牵引推挤件3轴向活动的牵引机构4，所述牵引机构4包括拉绳41和导轮42，所述导轮42安装于支撑管2下部，本实施例中，导轮42安装在支撑管2的下端内周壁上，主要起到对拉绳41的导向作用，

所述拉绳41绕过导轮42，且一端与推挤件3连接，另一端引出支撑管2外形成受力端，本实施例中，拉绳41的另一端从支撑管2外端侧引出，当然，在其他可选的实施方式中，还可以是将拉绳41从支撑管2侧壁上引出。

在初始状态下，导轮42位置低于拉绳41与推挤件3连接的一端，以保证拉绳41在向上拉动时，推挤件3可以向下活动。使用时，将受力端与施力机械相连接，比如卷扬机等可拉动拉绳41活动的机械，通过施力机械拉动拉绳41，使受力端受力向上牵引，进而拉绳41拉动推挤件3向下活动，以使推杆31穿过插入孔15并推挤堵头13向下活动，

值得说明的是，这里的向上活动和向下活动并非实质意义上的上下，而是相对于支撑管2的轴向而言的，具体而言，在支撑管2轴向方向上，向远离注浆钢管1一侧活动则为向上活动，反之，向靠近注浆钢管1一侧活动则为向下活动。

另外，在实际牵引拉绳41时，需利用相关器械抵住支撑管2的端部，以形成一个支点，以保证在牵引拉绳41时，支撑管2本身不会被拉绳41轴向向上拉起。

由此可见，本实施例中，通过在注浆钢管1的对接端内侧设有可相对于注浆钢管1轴向活动的堵头13，并在支撑管2内设有沿支撑管2轴向活动设置的推挤件3，同时，还设置用于牵引推挤件3轴向活动的牵引机构4；如此，在注浆结束后，可以利用相关机械施力于牵引机构4，以使牵引机构4带动推挤件3轴向向下活动，如此推挤件3便可不断轴向推动堵头13向下活动，进而堵头13在向下活动过程中便可不断挤压注浆钢管1内的浆料，以将注浆钢管1内的浆料压实，并保持至浆料凝固，如此最终在注浆钢管1内凝固形成的混凝土柱密度更高、更为紧实，从而强度和牢固度也就更高。

再者，本方案中牵引机构4采用的是拉绳41，相较之其他的刚性定型的牵引机构4而言，拉绳41可适用的施力机械更多，比如卷扬机、曳引机等机械。而且拉绳41其质轻，具有一定的柔韧性，从而能够更好的安装于支撑管2中。

最后，本方案中的牵引机构4、推挤件3均是设于支撑管2内，且独立于注浆钢管1的，因此当后期回收支撑管2时，牵引机构4和推挤件3可随支撑管2一起被回收，以备下次使用；具体而言，当浆料凝固后，将注浆钢管1露出地面的部分切断，此时支撑管2便可被取下，最后将切断后存留在支撑管2上的注浆钢管1部分卸下即可，如此便可回收完整的支撑管2，及其内部的牵引机构4、推挤件3。

对于支撑管2和注浆钢管1的具体连接可采用法兰81结构可拆卸对接，具体而言，如图1所示，在支撑管2和注浆钢管1的相对端各连接一个法兰81，连接时，利用螺栓82和螺母84对两法兰81进行连接固定。

值得说明的是，为了使得两法兰81之间存在一定的轴向间距，本实施例中，螺栓82的两侧分别固定有两间隔设置的挡块83，连接状态下，两挡块83分别与两法兰81的内侧壁相抵。

为了对推挤件3有更好的牵引效果，本实施例中牵引机构4优选为两组，两组牵引机构4对称设于推挤件3的两侧。其中两牵引机构4的拉绳41的受力端可以是相互连接，如图1所述状态；也可是向分离形成两个独立的端部。

为了防止拉绳41在支撑管2内与推挤件3的活动发生相互干涉，本实施例中，结合图2和图3所示，所述支撑管2的内周壁上固定连接有轴向延伸的滑轨21，其中所述滑轨21与支撑管2的内周壁之间合围形成轴向延伸的通道211，所述拉绳41的受力端绕过导轮42后从通道211的底部穿入通道211内，并从通道211的顶部引出。

如此拉绳41穿入通道211内后，滑轨21便相当于起到一个遮蔽作用，防止推挤件3与通道211内的拉绳41发生相互干涉。

另外，本实施例中，所述推挤件3滑动设于滑轨21上，具体而言，本实施例中，如图3所示，所述推挤件3还包括滑动部32，所述滑动部32与推杆31相固定且滑动设置在滑轨21上，如此滑轨21便可对推挤件3的滑动起到导向作用，防止推挤件3发生周向转动，由此可见，本实施例中滑轨21不仅用于推挤件3的滑动导向，还用于对拉绳41形成遮蔽。

在上述实施方式中，要想使堵头13持续对注浆钢管1内的浆料保持一定压力，则需要使施力机械保持当前状态，如此便不能撤除施力机械，如此便不利于施工，故而本实施例做进一步的改进：

结合图2和图3所示，所述前撑支护还包括保压机构5，所述保压机构5包括螺杆51和螺套52，所述螺杆51转动设于支撑管2内并沿支撑管2轴向延伸，具体而言，在支撑管2内固定有横梁53，螺杆51通过轴承转动设置在横梁53上，其中螺杆51的上端伸出支撑管2的上端以作为着力点，以供扳手等工具配合进行旋转螺杆51。

所述螺套52穿套在螺杆51外周并与螺杆51螺纹配合，其中所述螺套52与支撑管2周向保持相对定位且轴向相对活动设置。如此利用扳手等工具旋转螺杆51的上端，便可带动螺套52沿轴向上下进行活动，具体而言，当通过牵引机构4将堵头13推挤至预定位置后，可以转动螺杆51带动螺套52向下活动直至螺套52的下端与推挤件3的上端相抵，此时便相当于螺套52对推挤件3上端形成支撑防止堵头13在浆料的作用下向上回缩，此时便可撤除施力机械。

为了使得螺套52与支撑管2保持周向相对定位，本实施例中，如图3所示，螺套52的底部向外延伸形成侧边部521，侧边部521沿轴向滑动设置在滑轨21上。

由于后续在浆料凝固后，需要切断注浆钢管1裸露于地表外的部分以进行支撑管2等部分的回收，而由于推杆31此时是插设在注浆钢管1内，故而为了防止在切割注浆钢管1时，将推杆31切断，需要将推杆31抬升起来并保持抬升状态，基于此，本实施例做进一步的改进：

结合图3和图4所示，所述推挤件3还包括与螺套52同轴设置的呈圆柱状结构的凸起部33，具体而言，凸起部33成型于滑动部32的顶壁中心处；所述凸起部33的外周壁上开设有锁孔332；所述螺套52的下端为敞口结构以供凸起部33轴向插入。

所述螺套52的下部设有锁件6和与锁件6相抵的弹性件7，如图4所示，所述锁件6包括锁端61，所述锁端61可沿螺套52径向活动，具体而言，在侧边部521上开设有沿螺套52径向设置并贯穿螺套52内周壁的第一通孔，锁端61活动穿设在第一通孔内；并且在侧边部521上还开设有与第一通孔外端相连通的安装槽5211，安装槽5211上部贯穿侧边部521上壁，锁件6可在安装槽5211内径向滑动；弹性件7设于安装槽5211内，本实施例中弹性件7可以是弹簧或者弹片，其一端固定在安装槽5211的外侧壁上，另一端与锁件6侧壁相抵。

如图4所示，所述凸起部33的上端外周壁形成一圈自下而上渐窄的第一导向面331，所述第一导向面331用于锁端61的端部相抵以引导锁端61沿螺套52径向活动，如此当螺杆51转动，带动螺套52轴向向下活动过程中，锁端61会随着一起整体向下活动，当锁端61的端部抵触到第一导向面331继续向下活动时，在第一导向面331的推挤下，锁端61会克服弹性件7的弹力逐步向外回缩，当侧边部521的底壁与滑动部32顶壁接触时，此时锁孔332正好与锁端61相对齐，如此锁端61在弹性件7的弹力下会自动推入锁孔332内实现螺套52与凸起部33的相对锁定。

通过上述设置，当转动螺杆51推动螺套52向下活动与推挤件3相抵实现堵头13的保压时，螺套52上的锁端61会自动插入推挤件3的凸起部33上的锁孔332内实现二者的锁合，如何后续在需要切割注浆钢管1时，可以反向转动螺杆51带动螺套52向上活动，此时推挤件3整体便会随螺套52一起向上活动，进而使得推杆31不断从注浆钢管1内抽出，以免被切断。

由于在后续整个支撑管2的二次使用时，需要使推挤件3与螺套52相分离，方可保证牵引机构4能正常牵引推挤件3向下活动；而此时由于推挤件3是与螺套52通过锁端61相锁合的，因此需要将其进行解锁实现二者的分离，基于此，本实施例做进一步的改进：

如图4所示，所述锁件6还包括解锁端62，具体而言，锁件6基本呈一体成型的U型结构，下部形成锁端61，上部则形成解锁端62；所述解锁端62随锁端61同步沿螺套52径向活动设置，其中所述解锁端62延伸至螺套52的内部。

所述螺杆51的下端外周壁形成一圈自下而上渐宽的第二导向面511，所述第二导向面511用于与解锁端62的端部相抵以引导解锁端62沿螺套52径向活动。如此在反转螺杆51带动螺套52轴向向上向终点位置活动过程中，解锁端62的端部会与第二导向面511相抵，随着螺套52的继续上移，第二导向面511便会不断推挤解锁端62，使解锁端62克服弹性件7的弹力径向向外活动，进而带动锁端61同步向外活动，最终使锁端61从锁孔332内抽出实现凸起部33与螺套52之间的解锁，此时没有了锁端61的锁定，推挤件3整体便可在自身重力下自动下落脱离螺套52，以供下次使用。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

Claims (10)

1.一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，包括支撑管，所述注浆钢管包括对接端和插入端，所述对接端适于与支撑管端部轴向对接；且所述注浆钢管靠近对接端一侧的周壁上具有注浆孔，其特征在于，所述注浆钢管的对接端开设有插入孔，所述注浆钢管的对接端内侧设有可相对于注浆钢管轴向活动的堵头，所述支撑管内设有沿支撑管轴向活动设置的推挤件，所述推挤件包括与插入孔轴向对齐的推杆；所述前撑支护还包括适于牵引推挤件轴向活动的牵引机构，所述牵引机构包括拉绳和导轮，所述导轮安装于支撑管下部，所述拉绳绕过导轮，且一端与推挤件连接，另一端引出支撑管外形成受力端，当受力端受力向上牵引，拉绳拉动推挤件向下活动，以使推杆穿过插入孔并推挤堵头向下活动。

2.根据权利要求1所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述支撑管的内周壁上固定连接有轴向延伸的滑轨，其中所述滑轨与支撑管的内周壁之间合围形成轴向延伸的通道，所述拉绳的受力端绕过导轮后从通道的底部穿入通道内，并从通道的顶部引出。

3.根据权利要求2所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述推挤件滑动设于滑轨上。

4.根据权利要求2所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述前撑支护还包括保压机构，所述保压机构包括螺杆和螺套，所述螺杆转动设于支撑管内并沿支撑管轴向延伸；所述螺套穿套在螺杆外周并与螺杆螺纹配合，其中所述螺套与支撑管周向保持相对定位且轴向相对活动设置。

5.根据权利要求4所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述推挤件还包括滑动部，所述滑动部与推杆相固定且滑动设置在滑轨上。

6.根据权利要求4所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述推挤件还包括与螺套同轴设置的凸起部，所述凸起部的外周壁上开设有锁孔；所述螺套的下端为敞口结构以供凸起部插入；所述螺套的下部设有锁件和与锁件相抵的弹性件，所述锁件包括锁端，所述锁端可沿螺套径向活动，当锁端与锁孔轴向对齐时，锁端在弹性件的弹力推动下插入所述锁孔内实现螺套与凸起部的相对锁定。

7.根据权利要求6所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述凸起部的上端外周壁形成一圈自下而上渐窄的第一导向面，所述第一导向面与锁端的端部相抵以引导锁端沿螺套径向活动。

8.根据权利要求6或7所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述锁件还包括解锁端，所述解锁端随锁端同步沿螺套径向活动设置，其中所述解锁端延伸至螺套的内部；当螺套轴向上升至终点位置时，所述螺杆作用于解锁端使解锁端沿螺套的径向向外活动，以使锁端从锁孔内抽出实现凸起部与螺套之间的解锁。

9.根据权利要求8所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述螺杆的下端外周壁形成一圈自下而上渐宽的第二导向面，所述第二导向面用于与解锁端的端部相抵以引导解锁端沿螺套径向活动。

10.根据权利要求1所述的一种应用于软土地区基坑注浆钢管的前撑支护，其特征在于，所述支撑管与注浆钢管的对接端通过法兰结构可拆卸对接。

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