CN116591183A - 具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及深基坑支护技术的领域，尤其是涉及一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，包括位于基坑侧壁的支护桩及位于基坑底部的抗浮构件，支护桩与抗浮构件之间支撑有斜撑。斜撑使原本作为结构负荷的水浮力与土压力能够通过斜撑相互作用，从而减轻了结构的负荷，提高了支护结构的承载力。本申请具有使深基坑斜撑支护结构能够抵抗地下水浮力、提高支护结构承载力的效果。

Description

具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构

技术领域

本申请涉及深基坑支护技术的领域，尤其是涉及一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构。

背景技术

由于地段繁华的市中心区域建筑密集，在进行建筑施工时场地条件有限，不具备大面积施工的条件。因此通常会选择向下深挖基坑，增加建筑的地下部分高度，来满足建筑的嵌固要求。深基坑工程面临的首要问题就是坑壁支护问题，一般会选择沿基坑边缘设置支护桩与支护斜撑来抵抗土压力。

而在地下水位较高的地区，开挖土方使地下水以上的土体压重大幅减轻，从而伴随着严重的抗浮问题，一般会在基坑底部设置抗拔构件来抵抗地下水浮力。相关技术中，现有的支护斜撑与抗拔构件分别作用，支护斜撑仅用于基坑支护而难以对基础抗浮产生有利作用。

发明内容

为了使深基坑斜撑支护结构能够抵抗地下水浮力的作用，提高支护结构的承载力，本申请提供一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构。

本申请提供的一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构采用如下的技术方案：

一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，包括：

支护桩，多个所述支护桩沿基坑边缘竖向嵌设于土体中，所述支护桩用于抵抗土压力，所述支护桩上设有第一连接件；

抗浮构件，用于拉结基坑底部土体与基底岩层，所述抗浮构件顶部突出于土体表面且设有第二连接件；

斜撑，支撑于所述支护桩与所述抗浮构件之间，所述斜撑两端分别与所述第一连接件及所述第二连接件相连。

通过采用上述技术方案，在抗浮构件与支护桩之间设置斜撑，使原本都属于结构负荷的水浮力与土压力相互作用，从而减轻结构的负荷，提高支护结构的承载力。

可选的，所述斜撑包括同轴相连的第一支撑杆、调节套筒及第二支撑杆，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆朝向所述调节套筒的一端为伸缩端，所述伸缩端表面设有螺纹，且所述第一支撑杆与所述第二支撑杆的所述伸缩端螺纹旋向相反，所述调节套筒分别与所述第一支撑杆及所述第二支撑杆的伸缩端螺纹连接，所述第一支撑杆远离所述调节套筒的一端与所述第一连接件相连，所述第二支撑杆远离所述调节套筒的一端与所述第二连接件相连。

通过采用上述技术方案，调节套筒分别与第一支撑杆及第二支撑杆通过螺纹相连，转动调节套筒能够使斜撑伸缩，从而调节斜撑的长度；由于第一支撑杆与第二支撑杆的螺纹旋向相反，转动调节套筒能够使第一支撑杆与第二支撑杆同步反向移动，斜撑两端同时伸长或缩短能够提高调节效率。

可选的，还包括用于限制所述调节套筒转动的锁定件，所述锁定件滑动连接于所述第一支撑杆，所述伸缩端的螺纹为螺旋叶片，所述调节套筒内固定有与所述螺旋叶片啮合的配合件，所述调节套筒转动带动所述配合件沿所述螺旋叶片移动，当所述斜撑伸长至极限长度时，所述配合件移动至所述伸缩端末尾，继续转动调节套筒能够使所述配合件与所述螺旋叶片脱离接触。

通过采用上述技术方案，配合件与外螺纹抵接，转动调节套筒能够使配合件沿外螺纹爬升，从而调节斜撑长度，并利用锁定件限制调节套筒转动，使斜撑保持在所需长度。当斜撑伸长至极限长度时，配合件移动至伸缩端末尾，此时继续转动调节套筒能够使所述配合件与所述外螺纹脱离接触，释放斜撑内力，防止斜撑内部因压力过大而损坏。

可选的，所述锁定件套设于所述第一支撑杆上，所述锁定件上固定有滑块，所述第一支撑杆开有供所述滑块滑动的让位槽，所述滑块插设于所述让位槽内；所述调节套筒上开有凹槽，所述锁定件上设有凸齿，所述凸齿与所述凹槽榫卯配合以限制所述调节套筒转动。

通过采用上述技术方案，在锁定件上设置滑块，并在第一支撑杆上开设供滑块滑动的让位槽，滑块插设于让位槽内能够限制锁定件的转动，同时，在调节套筒上开设凹槽，并在锁定件上设置与凹槽榫卯配合的凸齿。通过滑动锁定件使凸齿插设于凹槽内，能够对调节套筒进行锁定，使第一支撑杆与第二支撑杆停止伸缩，从而使斜撑保持所需长度。

可选的，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆之间连接有第一弹性件，所述第一弹性件位于所述调节套筒内。

通过采用上述技术方案，第一弹性件从调节套筒内部将所述第一支撑杆与所述第二支撑杆进行连接，斜撑伸长过程中，第一支撑杆与第二支撑杆远离彼此，第一弹性件拉伸产生的弹力使第一支撑杆与第二支撑杆具有朝向彼此的运动趋势。当配合件与螺旋叶片脱离接触时，弹力驱动第一支撑杆与第二支撑杆缩回调节套筒内，从而避免第一支撑杆与第二支撑杆从调节套筒端部脱落。

可选的，所述斜撑端部设有锁紧组件，所述锁紧组件包括第二弹性件及限位件，所述限位件与所述斜撑固定连接，所述第二弹性件挤压在所述限位件与所述第一连接件或第二连接件之间。

通过采用上述技术方案，在斜撑端部固定连接限位件，第二弹性件挤压在限位件与第一连接件或第二连接件之间，第二弹性件产生的弹力具有辅助支撑的所用，锁紧组件与斜撑共同形成二级支撑结构，从而提高支护结构的承载强度。

可选的，所述第一连接件上开有碗型槽，所述第一支撑杆端部设有球头，所述球头插设于所述碗型槽内且与所述碗型槽内壁凹凸配合。

通过采用上述技术方案，球头与碗型槽凹凸配合形成球铰，使第一支撑杆与第一连接件铰接，从而便于调整斜撑的支撑角度。另外，施工中土体受到扰动，存在不同程度的地基沉降，斜撑两端的沉降差会使斜撑端部产生较大弯矩，铰接能够尽量减少斜撑端部承受的弯矩，使斜撑尽量保持两端受压的最佳受力状态。

可选的，所述锁紧组件还包括抵紧件，所述抵紧件上开有限位孔，所述限位孔的孔径小于所述球头的直径，所述第一支撑杆穿设于所述限位孔内，所述抵紧件上开有与所述球头凹凸配合的限位槽，所述抵紧件抵紧于所述碗型槽，所述碗型槽与所述限位槽拼接形成用于容纳所述球头的容纳空间。

通过采用上述技术方案，将带有限位孔的抵紧件套设于第一支撑杆端部，抵紧件的限位槽与第一连接件的碗型槽共同拼接形成用于容纳球头的容纳空间，能够避免球头从碗型槽内脱落，提高结构的可靠度。

可选的，所述限位件上开有螺纹孔，所述斜撑穿设于所述螺纹孔内且与所述限位件螺纹配合。

通过采用上述技术方案，限位件与斜撑螺纹配合能够便于调节第二弹性件的弹力大小，还能使斜撑易于拆卸。

可选的，所述第二弹性件同轴套设于所述第一支撑杆外。

通过采用上述技术方案，将第二弹性件套设于第一支撑杆外，第一支撑杆能够为第二弹性件的拉伸与压缩起到导向作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在抗浮构件与支护桩之间设置斜撑，使原本作为结构负荷的水浮力与土压力能够通过斜撑相互作用，从而减轻了结构的负荷，提高了支护结构的承载力；

2.通过在调节套筒两端分别螺纹连接第一支撑杆、第二支撑杆，转动调节套筒能够调节斜撑长度，再将斜撑与支护桩铰接，从而使斜撑的长度与支撑角度均可灵活调节，扩大了斜撑的适用范围；

3.通过在调节套筒内设置配合件与伸缩端的螺旋叶片啮合，当斜撑伸长至极限长度时，移动至螺旋叶片末端的配合件与螺旋叶片脱离接触，使第一支撑杆向调节套筒内回缩，释放斜撑内力，防止斜撑内部因压力过大而损坏。将斜撑与支护桩铰接并通过螺纹连接进行固定，能够与上述回缩方式产生联动，使斜撑在使用完毕后便于拆卸收纳，便于斜撑的二次利用。

附图说明

图1是本申请实施例使用具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构的基坑平面图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是图1中的B-B剖视图。

图4是本申请实施例的调节套筒内部结构示意图。

图5是本申请实施例的调节套筒与锁定件连接结构示意图。

图6是本申请实施例的锁定件结构示意图。

附图标记说明：

10、基坑；20、基础底板；30、土体；1、支护桩；11、第一连接件；111、碗型槽；2、抗浮构件；21、第二连接件；3、斜撑；31、第一支撑杆；311、伸缩端；3111、螺旋叶片；312、让位槽；313、球头；32、调节套筒；321、配合件；322、凹槽；33、第二支撑杆；34、第一弹性件；4、锁定件；41、滑块；42、凸齿；5、锁紧组件；51、第二弹性件；52、限位件；521、螺纹孔；53、抵紧件；531、限位孔；532、限位槽；6、容纳空间。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构。

参照图1、图2，具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构包括位于基坑10侧壁的支护桩1及位于基坑10底部的抗浮构件2，支护桩1与抗浮构件2之间支撑有斜撑3。

在抗浮构件2与支护桩1之间设置斜撑3，基坑10侧壁土体30产生的土压力能够通过斜撑3作用于抗浮构件2，斜撑3传来的竖向分力作用于抗浮构件2，能够帮助抗浮构件2共同抵抗水浮力，从而提高抗浮构件2的承载力；反之，水浮力也能够通过斜撑3反作用于支护桩1，斜撑3传来的水平分力作用于支护桩1，能够帮助支护桩1共同抵抗土体30压力，从而提高支护桩1的承载力。

水浮力与土压力本来都属于结构负荷，而支撑于支护桩1与抗浮构件2之间的斜撑3却使得水浮力与土压力能够相互作用，从而减轻了结构的负荷，提高了支护结构的承载力。

参照图1、图2，多根支护桩1沿基坑10外周间隔排布，支护桩1竖向打入土体30内，由地面标高延伸至基础底板20以下，防止基坑10侧壁土体30垮塌。基础底板20埋设于基坑10底部的土体30内，抗浮构件2呈散点状均匀分布于基础底板20上并由基础底板20顶面向下嵌入基底岩层中。靠近基坑10边缘的抗浮构件2与支护桩1一一对应设置，支护桩1的桩身上固定连接有第一连接件11，抗浮构件2顶部固定连接有第二连接件21，斜撑3两端分别与第一连接件11及第二连接件21固定连接。第一连接件11与支护桩1之间、第二连接件21与抗浮构件2之间均通过支设模板浇筑混凝土一体成型。本实施例中抗浮构件2为抗拔桩，在其他实施例中抗浮构件2也可以是抗浮锚杆。

参照图2，斜撑3包括同轴相连的第一支撑杆31、调节套筒32及第二支撑杆33，第一支撑杆31与第二支撑杆33分别插设于调节套筒32端部且与调节套筒32螺纹连接。通过转动调节套筒32能够使第一支撑杆31与第二支撑杆33伸长或缩短，从而调整斜撑3的长度，以使斜撑3抵紧支护桩1及抗浮构件2。

参照图3、图4，第一支撑杆31与第二支撑杆33插入调节套筒32内的一端为伸缩端311，伸缩端311表面设有螺纹。将第一支撑杆31与第二支撑杆33的伸缩端311螺纹旋向相反设置，能够实现第一支撑杆31与第二支撑杆33的同步伸缩，从而提高调节效率。伸缩端311的螺纹为向外凸出的螺旋叶片3111，调节套筒32内一体成型有与螺旋叶片3111啮合的配合件321。调节套筒32转动能够带动配合件321沿螺旋叶片3111爬升，当斜撑3伸长至极限长度时，配合件321移动至伸缩端311末尾，此时继续转动调节套筒32，由于螺旋叶片3111中断，则配合件321与螺旋叶片3111脱离接触，从而释放斜撑3内力，防止斜撑3内部因压力过大而损坏。将配合件321做成圆柱状能够使斜撑3的伸缩更加顺畅。

参照图4，为了避免第一支撑杆31与第二支撑杆33的移动量过大而从调节套筒32端部脱落，第一支撑杆31与第二支撑杆33的伸缩端311之间连接有第一弹性件34。第一弹性件34位于调节套筒32内，在斜撑3伸长过程中，第一支撑杆31与第二支撑杆33远离彼此，第一弹性件34拉伸产生的弹力使第一支撑杆31与第二支撑杆33具有朝向彼此的运动趋势。当配合件321与螺旋叶片3111脱离接触时，第一弹性件34能够驱动第一支撑杆31与第二支撑杆33缩回调节套筒32内。

参照图5、图6，第一支撑杆31上滑动连接有锁定件4。锁定件4呈圆环状且内周壁上凸设有滑块41，第一支撑杆31外周壁沿轴向开有供滑块41滑动的让位槽312，滑块41插设于让位槽312内能够限制锁定件4的转动。锁定件4朝向调节套筒32的一面设有凸齿42，调节套筒32朝向锁定件4一侧的端面上开有凹槽322。沿让位槽312滑动锁定件4使凸齿42与凹槽322榫卯配合能够限制调节套筒32转动，从而使斜撑3保持在所需长度。可以选择增加凸齿42的数量来为了提高锁定件4的可靠度，本实施例中凸齿42与凹槽322的数量均为四个，在其他实施例中也可以选择三个、五个等。

参照图3，第一支撑杆31与第二支撑杆33远离调节套筒32的一端结构相同，因此，可以采用相同的连接方式将斜撑3与第一连接件11及第二连接件21进行固定。第一支撑杆31与第二支撑杆33远离调节套筒32的一端均设有球头313，第一连接件11与第二连接件21朝向斜撑3的一面均开有碗型槽111，球头313插设于碗型槽111内且与碗型槽111内壁凹凸配合。碗型槽111内壁与球头313之间留有供球头313进行微小转动的间隙。球头313与碗型槽111凹凸配合形成球铰，第一支撑杆31与第一连接件11铰接能够便于调整斜撑3的支撑角度。由于斜撑3的长度与摆放角度均可灵活调节，从而扩大了斜撑3的适用范围。

另外，施工中土体30受到扰动，存在不同程度的地基沉降，斜撑3两端的沉降差会使斜撑3端部产生较大弯矩，铰接能够尽量减少斜撑3端部承受的弯矩，使斜撑3尽量保持两端受压的最佳受力状态。

参照图4，斜撑3两端各设有一组锁紧组件5，第一支撑杆31远离调节套筒32的一端通过锁紧组件5与第一连接件11相连，防止球头313从碗型槽111内脱出。锁紧组件5与斜撑3共同形成二级支撑结构，从而提高支护结构的承载强度。锁紧组件5包括第二弹性件51、限位件52及抵紧件53。限位件52呈环筒状，同轴套设于第一支撑杆31上且与第一支撑杆31固定连接，第二弹性件51挤压在限位件52与抵紧件53之间且与抵紧件53固定相连。抵紧件53通过弹力与第一连接件11抵紧固定。本实施例中，限位件52中央开有螺纹孔521，第一支撑杆31与限位件52螺纹配合，通过转动限位件52能够调整第二弹性件51的弹力大小。将第二弹性件51同轴套设于第一支撑杆31外，第一支撑杆31能够为第二弹性件51的拉伸与压缩起到导向作用。

参照图4，抵紧件53呈圆盘状且中部朝第二弹性件51一侧内凹形成与球头313凹凸配合的限位槽532。抵紧件53中央开有供第一支撑杆31穿设的限位孔531，限位孔531的孔径小于球头313的直径对球头313进行限位。参照图3，抵紧件53远离第二弹性件51的一面贴合抵紧于第一支撑件，碗型槽111与限位槽532拼接形成容纳球头313的容纳空间6。第二支撑杆33跟第二连接件21的连接方式与第一支撑杆31跟第一连接件11的连接方式相同。

由于传统的斜撑3通常采用焊接或浇筑的方式与支护桩1连接，多为一次性斜撑3，使用完毕后拆卸难度大且成本高，因此选择将斜撑3随回填土埋置于基坑10内，导致斜撑3无法循环使用。基坑10回填之后无需再使用斜撑3进行支护，而基坑10边缘设置的斜撑3数量众多，因此会产生大量的材料浪费。故而将斜撑3与支护桩1、斜撑3与抗浮构件2均采用可拆卸的球铰进行连接，使斜撑3便于拆卸收纳供下次使用，能够起到节省材料，减少资源浪费的作用。

本申请实施例一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构的实施原理为：转动限位件52使第二弹性件51处于无弹力状态，将斜撑3两端的球头313分别对准碗型槽111，然后转动调节套筒32，使第一支撑杆31与第二支撑杆33朝远离彼此的一侧同步移动，直至球头313抵紧第一连接件11及第二连接件21，滑动锁定件4使凸齿42插入调节套筒32的凹槽322内，锁定调节套筒32，转动斜撑3两端的限位件52，挤压第二弹性件51从而使位于斜撑3两端的抵紧件53分别抵紧第一连接件11、第二连接件21。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，包括：

支护桩（1），多个所述支护桩（1）沿基坑（10）边缘竖向嵌设于土体（30）中，所述支护桩（1）用于抵抗土压力，所述支护桩（1）上设有第一连接件（11）；

抗浮构件（2），用于拉结基础底板（20）与基底岩层，所述抗浮构件（2）埋设于基坑（10）底部土体（30）内，所述抗浮构件（2）顶部突出于土体（30）表面且设有第二连接件（21）；

斜撑（3），支撑于所述支护桩（1）与所述抗浮构件（2）之间，所述斜撑（3）两端分别与所述第一连接件（11）及所述第二连接件（21）相连。

2.根据权利要求1所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述斜撑（3）包括同轴相连的第一支撑杆（31）、调节套筒（32）及第二支撑杆（33），所述第一支撑杆（31）与所述第二支撑杆（33）朝向所述调节套筒（32）的一端为伸缩端（311），所述伸缩端（311）表面设有螺纹，且所述第一支撑杆（31）与所述第二支撑杆（33）的所述伸缩端（311）螺纹旋向相反，所述调节套筒（32）分别与所述第一支撑杆（31）及所述第二支撑杆（33）的伸缩端（311）螺纹连接，所述第一支撑杆（31）远离所述调节套筒（32）的一端与所述第一连接件（11）相连，所述第二支撑杆（33）远离所述调节套筒（32）的一端与所述第二连接件（21）相连。

3.根据权利要求2所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，还包括用于限制所述调节套筒（32）转动的锁定件（4），所述锁定件（4）滑动连接于所述第一支撑杆（31），所述伸缩端（311）的螺纹为螺旋叶片（3111），所述调节套筒（32）内固定有与所述螺旋叶片（3111）啮合的配合件（321），所述调节套筒（32）转动带动所述配合件（321）沿所述螺旋叶片（3111）移动，当所述斜撑（3）伸长至极限长度时，所述配合件（321）移动至所述伸缩端（311）末尾，继续转动调节套筒（32）能够使所述配合件（321）与所述螺旋叶片（3111）脱离接触。

4.根据权利要求3所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述锁定件（4）套设于所述第一支撑杆（31）上，所述锁定件（4）上固定有滑块（41），所述第一支撑杆（31）开有供所述滑块（41）滑动的让位槽（312），所述滑块（41）插设于所述让位槽（312）内；所述调节套筒（32）上开有凹槽（322），所述锁定件（4）上设有凸齿（42），所述凸齿（42）与所述凹槽（322）榫卯配合以限制所述调节套筒（32）转动。

5.根据权利要求3所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述第一支撑杆（31）与所述第二支撑杆（33）之间连接有第一弹性件（34），所述第一弹性件（34）位于所述调节套筒（32）内。

6.根据权利要求2所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述斜撑（3）端部设有锁紧组件（5），所述锁紧组件（5）包括第二弹性件（51）及限位件（52），所述限位件（52）与所述斜撑（3）固定连接，所述第二弹性件（51）挤压在所述限位件（52）与所述第一连接件（11）或第二连接件（21）之间。

7.根据权利要求6所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述第一连接件（11）上开有碗型槽（111），所述第一支撑杆（31）端部设有球头（313），所述球头（313）插设于所述碗型槽（111）内且与所述碗型槽（111）内壁凹凸配合。

8.根据权利要求7所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述锁紧组件（5）还包括抵紧件（53），所述抵紧件（53）上开有限位孔（531），所述限位孔（531）的孔径小于所述球头（313）的直径，所述第一支撑杆（31）穿设于所述限位孔（531）内，所述抵紧件（53）上开有与所述球头（313）凹凸配合的限位槽（532），所述抵紧件（53）抵紧于所述碗型槽（111），所述碗型槽（111）与所述限位槽（532）拼接形成用于容纳所述球头（313）的容纳空间（6）。

9.根据权利要求6所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述限位件（52）上开有螺纹孔（521），所述斜撑（3）穿设于所述螺纹孔（521）内且与所述限位件（52）螺纹配合。

10.根据权利要求6所述的具有抗浮功能的深基坑斜撑支护结构，其特征在于，所述第二弹性件（51）同轴套设于所述第一支撑杆（31）外。