CN116479911A - 一种基坑斜撑结构及基坑斜撑支护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程技术领域，公开了一种基坑斜撑结构及基坑斜撑支护方法，基坑斜撑结构包括支护体、冠梁和斜撑机构，斜撑机构包括顶部支撑机构、中部支撑机构和底部支撑机构，底部支撑机构包括桩体和受力体，受力体设置在桩体中，受力体包括伸缩组件和若干个插杆组件，插杆组件与伸缩组件连接，插杆组件中设置有灌浆孔，插杆组件与灌浆管道连接，插杆组件截面为锥形。无需在斜撑底部浇筑支撑桩，从而节省浆料，本申请中采用桩体打入土层中分区浇筑的方式，只需较小的浇筑量，提高了桩体的抗剪切、抗塌陷性能，在斜撑出现塌陷问题时，可便捷的将桩体打入更深的土层实现支撑加固。

Description

一种基坑斜撑结构及基坑斜撑支护方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体为一种基坑斜撑结构及基坑斜撑支护方法。

背景技术

目前在地下工程建设中，由于土地可用建筑面积的减少，对于地下空间的建设需求逐渐增加，因此基坑的开挖面积越来越大，以往采用的混凝土内撑虽然刚度大，可以减少基坑变形，但所需用料多且后期拆除资源不可重复利用，施工周期长。采用斜撑支护结构时，在土质较为松软的情况下，一般需要在斜撑底部处浇筑支撑桩，达到抗剪、抗倾覆的效果，此种方式依然需要使用较多的混凝土，建造周期长，如直接采用在斜撑底部增加底座等增大与地面接触面积的方式，只能适用于一些小型基坑支护，对于大型基坑难以起到较好的支护效果，针对上述问题，本申请提出了一种具有较佳支护性能的斜撑结构，同时减少浇筑量，支撑施工效率高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基坑斜撑结构及基坑斜撑支护方法，用于克服现阶段大型斜撑支护需要大量浇筑，施工效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的一种基坑斜撑结构，包括支护体、冠梁和斜撑机构，所述斜撑机构包括顶部支撑机构、中部支撑机构和底部支撑机构，所述顶部支撑机构连接在所述冠梁上，所述中部支撑机构连接所述顶部支撑机构和底部支撑机构，所述底部支撑机构包括桩体和受力体，所述受力体设置在所述桩体中，所述受力体包括伸缩组件和若干个插杆组件，所述插杆组件与所述伸缩组件连接，所述插杆组件中设置有灌浆孔，所述插杆组件与灌浆管道连接，所述插杆组件截面为锥形，将所述桩体打入土层中，所述伸缩组件驱动所述插杆组件从所述桩体中伸出，所述插杆组件伸出一定长度后回退一定距离，通过所述灌浆管道向所述插杆组件处进行灌浆。

进一步地，所述插杆组件上安装有外层套，所述外层套套装在所述插杆组件外侧且能够与所述插杆组件脱离。

进一步地，所述外层套表面设置有防滑结构。

进一步地，所述顶部支撑机构包括顶部挡板和顶部支撑杆，所述顶部支撑杆铰接安装在所述顶部挡板上，所述中部支撑机构包括若干个连接杆。

进一步地，所述支护体上设置有导轨，所述顶部挡板上设置有移动部，所述移动部安装在所述导轨上，所述顶部挡板上设置有吊环。

进一步地，所述中部支撑机构还包括千斤顶和支撑杆，所述千斤顶插入所述支撑杆上的槽口中，所述千斤顶与所述支撑杆之间设置有垫片。

进一步地，所述受力体沿所述桩体的长度方向和周向方向均有设置。

进一步地，所述基坑斜撑结构还包括位移检测机构，所述位移检测机构用于检测所述桩体的位移量。

一种基坑斜撑方法，基于上述的基坑斜撑结构，包括如下步骤：

测量定位，确定桩基位置，将桩体打入桩基位置的土层中；

利用伸缩组件使插杆组件从桩体中伸出，并插入至桩体周围土层中，插杆组件伸长设定长度后，然后回缩设定长度，使插杆组件周围形成灌浆空间；

通过灌浆管道输入浆体，浆体通过插杆组件灌注至灌浆空间中；

灌浆结束后，在桩体上安装中部支撑机构和顶部支撑机构，顶部支撑机构与冠梁连接。

进一步地，顶部支撑机构安装具体步骤为：将顶部挡板和顶部支撑杆进行连接，将顶部挡板安装在导轨中，将吊索连接在吊环处，拉动吊索使顶部挡板上升至固定位置处并对其进行固定。

本发明的有益效果：通过底部支撑机构的设置，在进行斜撑支护作业时，无需在斜撑底部浇筑支撑桩，从而节省浆料，本申请中采用桩体打入土层中分区浇筑的方式，只需较小的浇筑量，提高了桩体的抗剪切、抗塌陷性能，后续拆除后在土层中遗留浇筑废料体积小，便于清理，并且在斜撑出现塌陷问题时，可便捷的将桩体打入更深的土层实现支撑加固。在支护完成后，桩体可取出实现多次利用。

附图说明

为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为基坑斜撑结构的整体结构示意图；

图2为实施例三至五中基坑斜撑结构的整体结构示意图；

图3为顶部支撑机构结构示意图；

图4为千斤顶和支撑杆结构示意图；

图5为底部支撑机构剖视图；

图6为底部支撑机构中插杆组件伸出后的结构示意图；

图7为插杆组件剖视图。

具体实施方式

下面结合图1-7对本发明进行详细说明。

实施例一：

本发明的一种基坑斜撑结构，如图1，包括支护体10、冠梁11和斜撑机构20，支护体10可使用桩体或板体，冠梁11设置在支护体10顶部，斜撑机构20包括顶部支撑机构21、中部支撑机构22和底部支撑机构23，顶部支撑机构21连接在冠梁11上，中部支撑机构22连接顶部支撑机构21和底部支撑机构23。

如图3，顶部支撑机构21包括顶部挡板211和顶部支撑杆215，顶部挡板211通过螺栓组件213安装在冠梁11上，顶部挡板211为直角形，在顶部挡板211上安装有铰接单耳216，顶部支撑杆215一端通过连接销铰接安装在铰接单耳216上，中部支撑机构22包括若干个连接杆222，如图1，连接杆222为圆杆状，两端设置有法兰盘，顶部支撑杆215一端也设置有法兰盘，相邻的连接杆222之间、连接杆22与顶部支撑杆215之间的法兰盘相互抵接，然后通过螺栓组件连接固定。

根据基坑深度、斜撑支撑高度等确定中部支撑机构22的长度，使用合适数量的连接杆222。

如图5、6，底部支撑机构23包括桩体233和受力体，桩体233为圆柱形桩体，底部设置有尖端234，桩体233内部具有空腔，空腔内壁上设置有若干通孔，受力体设置在桩体233中，受力体包括伸缩组件236和若干个插杆组件238，插杆组件238与伸缩组件236连接，本实施例中，伸缩组件236为液压缸，液压缸中的活塞杆与插杆组件238连接，每个插杆组件238对应一个通孔，如图7，插杆组件238截面为锥形或等腰梯形，形状为梯台状，朝向通孔一端厚度较薄，插杆组件238中设置有灌浆孔，灌浆孔开口位置设置在朝向通孔一端，插杆组件238上设置有与灌浆管道连接的接口，灌浆管道231与所有插杆组件238连接，桩体233顶部设置有开口，开口处安装有盖体232，盖体232外端设置有法兰盘，用于与中部支撑机构22连接，盖体232上设置有灌浆接口和油液接口239，灌浆接口与灌浆管道231连接，油液接口239通过油管与液压缸连接。

底部支撑机构23安装步骤为：使用打桩机将桩体233打入土层中，达到设定深度后，供油组件油液接口239，供浆系统连接灌浆接口，伸缩组件236驱动插杆组件238从桩体233中伸出，插杆组件238伸出一定长度后回退一定距离，在插杆组件238的作用下，在土层中形成灌浆空间，由于插杆组件238为梯台状，灌浆空间环绕插杆组件238，灌浆管道231向插杆组件238处进行灌浆，使用水泥浆体或快干型水泥浆体灌入灌浆空间，待浆体凝固成型后，此时底部支撑机构23即使在松软土层中也具有性能较强的防剪切、防塌陷能力。

实施例二：在实施例一的基础上，插杆组件238上安装有外层套237，外层套237可采用钢片材冷压制成，外层套237套装在插杆组件238外侧且能够与插杆组件238脱离，如图7，外层套237形状与插杆组件238形状相同，尾部扣装在插杆组件238的扣装槽中，外层套237表面设置有防滑结构2371，防滑结构2371采用防滑纹路或在外层套237表面加工出若干凹槽，增加与凝固后浆体的接触面积和摩擦力。

在施工结构后拆除斜撑机构时，只需利用伸缩组件236驱动插杆组件238返回至桩体233中，外层套237与凝固后浆体间摩擦力作用下，外层套与插杆组件238的扣装位置变形，从而与插杆组件238脱离，然后将桩体233拔出即可，在下次使用时只需要安装新的外层套237。

另外，在支撑过程中，如果底部支撑机构23存在下陷程度过大的问题，可利用伸缩组件236驱动插杆组件238返回至桩体233中，利用打桩机将桩体233继续向深层压入，压入后重复灌浆步骤，从而实现无需开挖即可实现支撑调整，提高调整效率。灌浆接口、油液接口239均设置在盖体的顶部，在连接杆222对接后，可通过连接杆222伸入管道与灌浆接口、油液接口239连接。

优选地，受力体沿桩体233的长度方向和周向方向均有设置，如图5、6，受力体前后上下交错设置。

实施例三：在实施例一或二的基础上，如图2，支护体10上设置有导轨30，导轨30通过螺栓等方式固定在支护体10上，如图3，顶部挡板211上设置有移动部214，移动部214安装在导轨30上，顶部挡板211上设置有吊环212，将顶部挡板211和顶部支撑杆215进行连接，将顶部挡板211安装在导轨30中，通过将吊索连接在吊环212处，通过卷扬机或电机缠绕吊索，实现对顶部挡板211的上升驱动，上升至固定位置处并对其进行固定，从而无需吊车，在场地上无法使用吊车等大型设备时，可方便的将顶部支撑杆215和中部连接杆起吊至设定高度。

优选地，移动部214处设置有滚轮，滚轮在导轨30滚动移动。

实施例四：在实施例一至三的基础上，如图2，中部支撑机构22还包括千斤顶221和支撑杆223，千斤顶221插入支撑杆223上的槽口中，千斤顶221与支撑杆223之间设置有垫片224，千斤顶221尾部设置有法兰盘，实现与相邻连接杆222的连接，千斤顶221伸出端插入支撑杆223上的槽口中,千斤顶侧边设有进油口和出油口，可以配合液压电动泵调整千斤顶的轴力大小，从而对基坑变形进行有效控制。千斤顶顶起的空隙插入半圆环垫片224增加结构整体稳定性。

实施例五：在实施例一至四的基础上，如图2，还包括位移检测机构40，位移检测机构40用于检测桩体233的位移量，位移检测机构40上安装有测距传感器，如激光传感器、超声波传感器等，测距传感器通过线缆或无线通信组件与控制中心服务器连接，当检测到位移量超过预设幅度时，服务器发出报警信息提醒工作人员。

一种基坑斜撑支护方法，基于上述的基坑斜撑结构，包括如下步骤：

测量定位，确定桩基位置，将桩体233打入桩基位置的土层中；

利用伸缩组件236使插杆组件238从桩体233中伸出，并插入至桩体233周围土层中，插杆组件238伸长设定长度后，然后回缩设定长度，使插杆组件238周围形成灌浆空间；

通过灌浆管道231输入浆体，浆体通过插杆组件238灌注至灌浆空间中；

灌浆结束后，在桩体233上安装中部支撑机构22和顶部支撑机构21，顶部支撑机构21与冠梁11连接。

可选地，灌浆结束后，通过在灌浆管道接入供气组件将浆液顶出或吸出。

顶部支撑机构21安装具体步骤为：将顶部挡板211和顶部支撑杆215进行连接，将顶部挡板211安装在导轨30中，将吊索连接在吊环212处，拉动吊索使顶部挡板211上升至固定位置处并对其进行固定。

在支撑过程中，如果底部支撑机构23存在下陷程度过大的问题，可利用伸缩组件236驱动插杆组件238返回至桩体233中，利用打桩机将桩体233继续向深层压入，压入后重复灌浆步骤，从而实现无需开挖即可实现支撑调整，提高调整效率。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基坑斜撑结构，其特征在于：包括支护体(10)、冠梁(11)和斜撑机构(20)，所述斜撑机构(20)包括顶部支撑机构(21)、中部支撑机构(22)和底部支撑机构(23)，所述顶部支撑机构(21)连接在所述冠梁(11)上，所述中部支撑机构(22)连接所述顶部支撑机构(21)和底部支撑机构(23)，所述底部支撑机构(23)包括桩体(233)和受力体，所述受力体设置在所述桩体(233)中，所述受力体包括伸缩组件(236)和若干个插杆组件(238)，所述插杆组件(238)与所述伸缩组件(236)连接，所述插杆组件(238)中设置有灌浆孔，所述插杆组件(238)与灌浆管道(231)连接，所述插杆组件(238)截面为锥形，将所述桩体(233)打入土层中，所述伸缩组件(236)驱动所述插杆组件(238)从所述桩体(233)中伸出，所述插杆组件(238)伸出一定长度后回退一定距离，通过所述灌浆管道(231)向所述插杆组件(238)处进行灌浆。

2.根据权利要求1所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述插杆组件(238)上安装有外层套(237)，所述外层套(237)套装在所述插杆组件(238)外侧且能够与所述插杆组件(238)脱离。

3.根据权利要求2所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述外层套(237)表面设置有防滑结构(2371)。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述顶部支撑机构(21)包括顶部挡板(211)和顶部支撑杆(215)，所述顶部支撑杆(215)铰接安装在所述顶部挡板(211)上，所述中部支撑机构(22)包括若干个连接杆(222)。

5.根据权利要求4所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述支护体(10)上设置有导轨(30)，所述顶部挡板(211)上设置有移动部(214)，所述移动部(214)安装在所述导轨(30)上，所述顶部挡板(211)上设置有吊环(212)。

6.根据权利要求1至3、5中任意一项所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述中部支撑机构(22)还包括千斤顶(221)和支撑杆(223)，所述千斤顶(221)插入所述支撑杆(223)上的槽口中，所述千斤顶(221)与所述支撑杆(223)之间设置有垫片(224)。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述受力体沿所述桩体(233)的长度方向和周向方向均有设置。

8.根据权利要求1至3、5中任意一项所述的一种基坑斜撑结构，其特征在于：所述基坑斜撑结构还包括位移检测机构(40)，所述位移检测机构(40)用于检测所述桩体(233)的位移量。

9.一种基坑斜撑支护方法，基于权利要求1-8中任意一项所述的基坑斜撑结构，其特征在于：包括如下步骤：

测量定位，确定桩基位置，将桩体(233)打入桩基位置的土层中；

利用伸缩组件(236)使插杆组件(238)从桩体(233)中伸出，并插入至桩体(233)周围土层中，插杆组件(238)伸长设定长度后，然后回缩设定长度，使插杆组件(238)周围形成灌浆空间；

通过灌浆管道(231)输入浆体，浆体通过插杆组件(238)灌注至灌浆空间中；

灌浆结束后，在桩体(233)上安装中部支撑机构(22)和顶部支撑机构(21)，顶部支撑机构(21)与冠梁(11)连接。

10.根据权利要求9所述的一种基坑斜撑支护方法，其特征在于：顶部支撑机构(21)安装具体步骤为：将顶部挡板(211)和顶部支撑杆(215)进行连接，将顶部挡板(211)安装在导轨(30)中，将吊索连接在吊环(212)处，拉动吊索使顶部挡板(211)上升至固定位置处并对其进行固定。