CN116752545A - 一种深基坑型钢围护结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及深基坑围护技术的领域，提供一种深基坑型钢围护结构，其包括多根工字钢和多根补充钢；所述工字钢包括两条相互平行的平行部和一条用于连接两条所述平行部的垂直部；所述补充钢包括连接部、分别设置于所述连接部两侧的第一抵接部和第二抵接部，所述连接部、所述第一抵接部与所述第二抵接部均沿所述工字钢的长度方向延伸设置；所述第一抵接部抵接于所述垂直部与所述平行部的连接处，所述第二抵接部抵接于所述垂直部与另一所述平行部的连接处；所述第一抵接部与所述第二抵接部之间具有夹角。本申请具有使型钢围护结构在具有较高的强度和较好的止水效果的同时，施工的工程量也较小的效果。

Description

一种深基坑型钢围护结构

技术领域

本申请涉及深基坑围护技术的领域，尤其是涉及一种深基坑型钢围护结构。

背景技术

目前最为常见的深基坑围护结构主要有两种：钢筋混凝土地下连续墙和型钢水泥土搅拌墙。其中型钢水泥土搅拌墙是以多轴型钻掘搅拌机在原位地层向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂，与地基反复混合搅拌，形成多轴搅拌桩。然后在水泥土混合体未结硬前将工字钢作为应力补强材插入搅拌桩，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

布置工字钢时可采用插一跳一（即每隔一个空置搅拌桩设置一个插有型钢的搅拌桩）、插二跳一（即每隔一个空置搅拌桩设置两个插有型钢的搅拌桩）或者密插（即在所有搅拌桩中均插入型钢）的形式，墙体的刚度及止水效果依次递增。但随着工字钢布置密度的增大，向水泥土中插入工字钢的操作次数也随之递增，导致施工的工程量较大。因而需要一种型钢围护结构，在具有较高的强度和较好的止水效果的同时，施工的工程量也较小。

发明内容

为了使型钢围护结构在具有较高的强度和较好的止水效果的同时，施工的工程量也较小，本申请提供一种深基坑型钢围护结构。

本申请提供的一种深基坑型钢围护结构采用如下的技术方案：

一种深基坑型钢围护结构，包括多根工字钢和多根补充钢；所述工字钢包括两条相互平行的平行部和一条用于连接两条所述平行部的垂直部；所述补充钢包括连接部、分别设置于所述连接部两侧的第一抵接部和第二抵接部，所述连接部、所述第一抵接部与所述第二抵接部均沿所述工字钢的长度方向延伸设置；所述第一抵接部抵接于所述垂直部与所述平行部的连接处，所述第二抵接部抵接于所述垂直部与另一所述平行部的连接处；所述第一抵接部与所述第二抵接部之间具有夹角。

通过采用上述技术方案，向水泥土中插入型钢时，先插入一根补充钢，然后在补充钢的两侧插入工字钢，之后再以一根补充钢、一根工字钢的顺序继续向水泥土中插入型钢；插入过程中，通过第一抵接部与第二抵接部对工字钢进行定位，提高工字钢插接的精度，同时也提高工字钢在水泥土中分布的均匀性；插接完成后，第一抵接部、第二抵接部与垂直部之间相互抵接并构成稳定的三角区域，从而使得型钢围护结构具有较高的强度；同时，在相邻工字钢之间，工字钢未能形成隔水的区域，利用补充钢实现隔水，使得型钢围护结构具有良好的止水效果；而在选取补充钢时，可以根据实际需要选择合适宽度的补充钢，从而可以使相邻工字钢之间的间距较大，进而使得型钢的插入次数较少，即使得型钢围护结构在具有较高的强度和较好的止水功能的同时，相较于现有技术中增大工字钢布置密度的方法的总体工程量也较小。

可选的，所述连接部开设有空腔。

通过采用上述技术方案，减小补充钢的质量，降低补充钢的运输压力与成本。

可选的，所述空腔沿所述连接部的长度方向延伸设置，所述空腔的底端与所述连接部的底壁之间具有间隔，所述空腔的顶端贯通所述连接部的顶壁；所述空腔用于盛装液体。

通过采用上述技术方案，在将补充钢插入水泥土混合体之前或者插入的过程中，向空腔中注入液体，增大补充钢的质量，使得补充钢在自身重力与空腔中的液体重力的作用下，更为顺利地插入水泥土中，减少插入过程中的机器耗能。

可选的，所述空腔的腔壁包括第一腔壁和第二腔壁，所述第一腔壁与所述第二腔壁相对设置，所述第一腔壁与基坑之间的距离大于所述第二腔壁与所述基坑之间的距离；所述连接部连接有第一连通板，所述第一连通板沿所述连接部的长度方向延伸设置，所述第一连通板远离所述连接部的一侧延伸至土壤；所述第一连通板开设有第一连通槽，所述第一连通槽的一侧贯通所述第一连通板远离所述连接部的一侧，另一侧贯通所述第一腔壁。

通过采用上述技术方案，利用第一连通板的第一连通槽将土壤与空腔连通，使得土壤中的水通过第一连通槽流入空腔中，从而减少基坑周围的土壤的含水量，提高基坑周围的地基的稳固性，从而进一步加强型钢围护结构的围护强度。

可选的，所述第一腔壁铰接有第一隔水件，所述第一隔水件抵接于所述第一腔壁，所述第一隔水件用于阻挡所述空腔中的水进入所述第一连通槽。

通过采用上述技术方案，一方面，插入补充钢时，在空腔中填充液体，在第一隔水件的作用下，空腔中的液体不会从空腔中流出，从而使得补充钢更为顺畅地插入水泥土中；另一方面，在补充钢完全插入水泥土后，将空腔中的液体抽出，土壤中的水通过第一连通槽进入空腔后，在第一隔水件的阻挡作用下，降低反渗入土壤的风险。

可选的，所述第一腔壁与所述第一隔水件之间设置有尼龙网，所述尼龙网相互背离的两面分别连接于所述第一腔壁与所述第一隔水件。

通过采用上述技术方案，一方面，利用尼龙网对从第一连通槽处进入的水进行过滤，减少空腔中的泥沙堆积，便于空腔的清理；另一方面，在将补充钢插入水泥土的过程中，尼龙网也起到降低泥土进入空腔的风险的效果。

可选的，所述连接部设置有第二连通板，所述第二连通板沿所述连接部的长度方向延伸设置，所述第二连通板远离所述连接部的一侧延伸至土壤；所述第二连通板开设有第二连通槽，所述第二连通槽的一侧贯通所述第二连通板远离所述连接部的一侧，另一侧贯通所述第二腔壁。

通过采用上述技术方案，利用第二连通板的第二连通槽将开挖基坑的位置处的土壤与空腔连通，从而将土壤中的地下水收集至空腔，在开挖之前预先对基坑位置处的地下水进行沉降，减少后续沉降井的设置以及沉降井的压力，从而减少整个工程的施工量。

可选的，所述空腔中设置有塑料排水板，所述塑料排水板沿所述空腔的长度方向延伸设置，所述塑料排水板的上端连接有真空泵；所述补充钢的上端设置有密封膜，所述密封膜用于将所述空腔的上端密封，所述密封膜连接有负压设备。

通过采用上述技术方案，将补充钢插入水泥土后，利用密封膜将空腔的上端密封，然后利用负压设备对空腔抽真空，从而使得土壤中的水分在负压作用下从土壤中流入空腔中，同时利用真空泵通过塑料排水板将空腔中的水抽出，从而使得型钢围护结构周围的土壤以较快的速度固结，缩短施工周期；另外，塑料排水板具有良好的滤水能力和疏水能力，利用塑料排水板对从空腔中排出的水进行过滤，从而使得空腔中排出的水可以直接在后续施工过程中用于降尘或清洗车辆，使得水资源得以合理利用。

可选的，所述第一连通槽中填充有导流件，所述导流件具有多个导流腔，所述导流腔的一端与所述空腔连通，另一端延伸至土壤，多个所述导流腔沿所述空腔的长度方向排布设置。

通过采用上述技术方案，导流件的多个导流腔沿空腔的高度方向排布设置，使得土壤中的水直接通过导流腔沿导流腔的长度方向，即沿连通板的宽度方向进入空腔中，从而使得土壤中的水无需下流至第一连通槽的底部再进入空腔中，进而降低第一连通槽远离连接部一侧的土壤在水的冲洗下滑落的风险；另外，导流件对于第一连通槽远离连接部一侧的土壤具有一定的支撑作用，进一步降低土壤滑落的风险。

可选的，所述第一隔水件包括多个第一子件，多个所述第一子件均铰接于所述第一腔壁，多个所述第一子件沿所述第一连通槽的长度方向排布设置。

通过采用上述技术方案，利用多个沿空腔的长度方向排布设置的第一子件对第一连通槽进行分区隔水，使得第一隔水件更容易相对于第一腔壁翻转，从而提高导流件的导流效率。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在相邻工字钢之间设置补充钢，利用补充钢的抵接部对工字钢的平行部与垂直部的连接处形成抵接，使得型钢围护结构具有较高的强度；利用连接部和抵接部加强型钢围护结构的止水效果，同时由于连接部的宽度可以根据相邻工字钢之间的间距选取，使得相邻工字钢之间可以形成较大的间距，进而使得型钢的插入次数较少，即得型钢围护结构在具有较高的强度和较好的止水功能的同时，相较于现有技术中增大工字钢布置密度的方法的总体工程量也较小；

2.通过在连接部的表面设置第一连通板和第二连通板，第一连通板和第二连通板的一侧均延伸至土壤，第一连通板和第二连通板分别开设有第一连通槽与第二连通槽，并在连接部设置空腔，利用空腔收集土壤中的水，提高型钢围护结构周围的土壤的稳固性；

3.通过在空腔中设置塑料透水板，在空腔的顶端设置用于密封空腔顶端的密封膜，密封膜连接于负压设备，利用真空负压加速土壤中的地下水的流出，提高施工效率。

附图说明

图1是本申请实施例的结构示意图。

图2是用于展示空腔的结构示意图。

图3是用于展示第一隔水件的结构示意图。

图4是用于展示第一部与第二部的结构示意图。

图5是用于展示塑料排水板的结构示意图。

图6是用于展示导流件的结构示意图。

附图标记说明：1、工字钢；11、平行部；12、垂直部；2、补充钢；21、连接部；211、第一部；212、第二部；22、第一抵接部；23、第二抵接部；24、空腔；241、第一腔壁；242、第二腔壁；3、第一连通板；31、第一连通槽；4、第二连通板；41、第二连通槽；5、第一隔水件；51、第一子件；6、第二隔水件；61、第二子件；7、尼龙网；8、塑料排水板；9、密封膜；10、导流件；101、导流腔。

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深基坑型钢围护结构。参照图1，一种深基坑型钢围护结构包括多根工字钢1和多根补充钢2；工字钢1包括两条相互平行的平行部11和一条用于连接两条平行部11的垂直部12；补充钢2包括连接部21、分别设置于连接部21两侧的第一抵接部22和第二抵接部23，连接部21、第一抵接部22与第二抵接部23均沿工字钢1的长度方向延伸设置；第一抵接部22抵接于垂直部12与平行部11的连接处，第二抵接部23抵接于垂直部12与另一平行部11的连接处；第一抵接部22与第二抵接部23之间具有夹角。

其中连接部21、第一抵接部22和第二抵接部23均为板状结构。第一抵接部22与连接部21的连接方式、第二抵接部23与连接部21的连接方式可以是一体成型，也可以是焊接固定。

参照图1，第一抵接部22与第二抵接部23以连接部21的中心轴线为轴对称设置，以进一步提高型钢围护结构的稳定性。在向水泥土中插入型钢的过程中，利用第一抵接部22对垂直部12与平行部11的连接处形成抵接，利用第二抵接部23对垂直部12与另一平行部11的连接处形成抵接，并最终在抵接位置处形成较为稳固的三角形区域，加强型钢围护结构的强度。同时利用连接部21加强型钢围护的结构的止水效果。

进一步的，参照图1和图2，连接部21开设有空腔24，以减轻补充钢2的重量，降低补充钢2的运输压力。此处对于空腔24的形状、大小、数量和分布均不作限制，只要能起到减轻补充钢2的效果即可。

在本实施例中，参照图2，空腔24设置有一个，空腔24沿连接部21的长度方向延伸设置。空腔24的底端与连接部21的底壁之间具有间隔，以防止将补充钢2插入水泥土时水泥土从空腔24底端进入空腔24。空腔24的顶端贯通连接部21的顶壁，在将补充钢2插入水泥土之前或在插入过程中，向空腔24中装入液体，从而利用液体与补充钢2的自重使得补充钢2能更为顺利地插入水泥土中，并在插入后，根据需要插入的深度调整空腔24中的液体量；待水泥土完全固结后，将空腔24中的液体抽出即可。

参照图1，空腔24的腔壁包括第一腔壁241和第二腔壁242，第一腔壁241与第二腔壁242相对设置，第一腔壁241与基坑之间的距离大于第二腔壁242与基坑之间的距离。

参照图1，连接部21相互背离的两侧分别连接有第一连通板3和第二连通板4，第一连通板3和第二连通板4均沿连接部21的长度方向延伸设置，第一连通板3远离连接部21的一侧与第二连通板4远离连接部21的一侧均延伸至土壤中。第一连通板3与连接部21的连接方式、第二连通板4与连接部21的连接方式均可以是焊接固定，也可以是可拆卸连接。

参照图1和图3，第一连通板3开设有第一连通槽31，第一连通槽31沿第一连通板3的长度方向延伸设置。第一连通槽31远离连接部21的一侧延伸至土壤中，另一侧贯通第一腔壁241。第一腔壁241铰接有第一隔水件5，第一隔水件5用于阻挡空腔24中的水流入第一连通槽31中。

参照图3，第二连通板4开设有第二连通槽41，第二连通槽41沿第二连通板4的长度方向延伸设置。第二连通槽41远离连接部21的一侧延伸至土壤中，另一侧贯通第二腔壁242，第二腔壁242铰接有第二隔水件6，第二隔水件6用于阻挡空腔24中的水流入第二连通槽41中。借此设计，在插入补充钢2时，向空腔24中注入液体，在液压作用下，第一隔水件5与第二隔水件6分别抵接于第一腔壁241和第二腔壁242，降低外界泥土通过连通槽进入空腔24的风险；在补充钢2插入且水泥土硬结后，抽出空腔24中的液体，从而撤去隔水件与空腔24的腔壁之间的抵接力，使得土壤中的水得以通过连通槽进入空腔24中；从而利用空腔24收集型钢围护结构周围土体中的水分，一方面使得围护结构远离基坑的一侧的地基发生沉降，提高稳固性，另一方面对开挖基坑的区域内的地下水进行沉降，降低沉降井的压力。

进一步的，参照图3，第一腔壁241与第一隔水件5之间设置有尼龙网7，尼龙网7相互背离的两表面分别连接于第一腔壁241与第一隔水件5，从而利用尼龙网7对进入空腔24的水进行过滤，降低泥土通过第一连通槽31进入空腔24的风险。可以理解的是，为达到上述目的，第二腔壁242与第二隔水件6之间也设置有尼龙网7。

为具有较好的过滤效果，尼龙网7设置有多层，多层尼龙网7的经纬线相互交错排布。此外，尼龙网7与空腔24的腔壁的连接方式可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。本实施例中，选用可拆卸连接，连接方式为通过螺栓连接。

进一步的，参照图4，连接部21包括第一部211和第二部212， 第一部211与第二部212均沿连接部21的长度方向延伸设置，第一部211与第二部212相对设置，第一腔壁241和第二腔壁242分别位于第一部211和第二部212。第一部211与第二部212焊接固定，从而便于将尼龙网7与空腔24的腔壁进行连接。

参照图4和图5，空腔24中设置有塑料排水板8，塑料排水板8沿空腔24的长度方向延伸设置，塑料排水管的上端连接有真空泵（图中未标出）。补充钢2的上端设置有密封膜9，密封膜9用于将空腔24的上端密封，密封膜9连接于负压设备。借此设计，将补充钢2插入水泥土后，利用密封膜9将空腔24的上端密封，然后利用负压设备对空腔24抽真空，从而使得土壤中的水分在负压作用下从土壤中流入空腔24中，同时利用真空泵通过塑料排水板8将空腔24中的水抽出，从而使得型钢围护结构周围的土壤以较快的速度固结，缩短施工周期；另外，塑料排水板8具有良好的滤水能力和疏水能力，利用塑料排水板8对从空腔24中排出的水进行过滤，从而使得空腔24中排出的水可以直接在后续施工过程中用于降尘或清洗车辆，使得水资源得以合理利用。

多根补充钢2对应多个塑料排水板8，多个塑料排水板8相互连通，从而至需要设置一个真空泵与一个盛装从空腔24中抽出的水的容器即可。

安装密封膜9时，沿多根补充钢2的排布方向延伸铺设，之后利用泥土将密封膜9的边缘压实即可。

参照图3和图6，第一连通槽31与第二连通槽41中均设置有导流件10，导流件10具有多个导流腔101，导流腔101的一端与空腔24连通，另一端延伸至土壤中。导流腔101倾斜设置，多个导流腔101沿第一连通槽31的长度方向排布设置。借此设计，一方面利用导流件10对第一连通板3一侧的土壤形成支撑，降低土壤在自身重力作用下滑落的风险；另一方面利用导流腔101及时将土壤中流出的水导流至空腔24中，降低因水流下流时冲刷土壤而导致土壤滑落的风险。

导流件10的制作方式包括但不限于以下几种：第一，将多根导管依次粘接或焊接固定形成；第二，在板的侧壁贯穿开设多根导流腔101。

在本实施例中，导流件10包括柔性膜和多根粘接固定于柔性膜的塑料管，在使得导流件10具有较轻的质量外，还可以在运输与收纳时进行收卷，方便实用。

参照图3，为适应导流件10的设置，第一隔水件5包括多个第一子件51，多个第一子件51均铰接于第一腔壁241，多个第一子件51沿第一连通槽31的长度方向排布设置。第二隔水件6包括多个第二子件61，多个第二子件61均铰接于第二腔壁242，多个第二子件61沿第二连通槽41的长度方向排布设置，从而利用多个沿空腔24的长度方向排布设置的第一子件51对第一连通槽31进行分区隔水，使得第一隔水件5更容易相对于第一腔壁241翻转，从而提高导流件10的导流效率。

本申请实施例一种深基坑型钢围护结构的实施原理为：施工时，首先对工字钢1、补充钢2、第一连通板3和第二连通板4的表面均做润滑处理，并将第一连通槽31与第二连通槽41中插入导流件10；然后依次插入工字钢1和补充钢2，用水填充空腔24（也可以利用其他液体填充空腔24），在第一隔水件5与第二隔水件6的隔挡作用下，空腔24中的液体不会从空腔24中通过第一连通槽31和第二连通槽41中流出；待水泥土硬结后，将空腔24中的水抽出，抽出的水可以用于冲洗车辆或者施工场地的降尘；

将空腔24中的水抽出后，向空腔24中插入塑料排水板8，并用导管将多个塑料排水管连通，同时将导管的端部与真空泵连接；之后再在补充钢2的顶端覆盖密封膜9，利用土壤将密封膜9的边缘压实，并将密封膜9与负压设备连接；最后启动负压设备与真空泵；

在启动真空泵与负压设备后，土壤中的水通过导流腔101流到第一连通槽31与第二连通槽41处，对应位置处的第一子件51与第二子件61在水流的作用下翻转，使得水流进入空腔24，在水流进入空腔24后，水流在塑料排水板8的导流作用下沿塑料排水板8上移，从而将空腔24中的水排出；

通过空腔24将土壤中的水排出，一方面，在开挖深基坑的位置处进行处理，降低降水井的压力。

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)

1.一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：包括多根工字钢（1）和多根补充钢（2）；所述工字钢（1）包括两条相互平行的平行部（11）和一条用于连接两条所述平行部（11）的垂直部（12）；所述补充钢（2）包括连接部（21）、分别设置于所述连接部（21）两侧的第一抵接部（22）和第二抵接部（23），所述连接部（21）、所述第一抵接部（22）与所述第二抵接部（23）均沿所述工字钢（1）的长度方向延伸设置；所述第一抵接部（22）抵接于所述垂直部（12）与所述平行部（11）的连接处，所述第二抵接部（23）抵接于所述垂直部（12）与另一所述平行部（11）的连接处；所述第一抵接部（22）与所述第二抵接部（23）之间具有夹角。

2.根据权利要求1所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述连接部（21）开设有空腔（24）。

3.根据权利要求2所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述空腔（24）沿所述连接部（21）的长度方向延伸设置，所述空腔（24）的底端与所述连接部（21）的底壁之间具有间隔，所述空腔（24）的顶端贯通所述连接部（21）的顶壁；所述空腔（24）用于盛装液体。

4.根据权利要求3所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述空腔（24）的腔壁包括第一腔壁（241）和第二腔壁（242），所述第一腔壁（241）与所述第二腔壁（242）相对设置，所述第一腔壁（241）与基坑之间的距离大于所述第二腔壁（242）与所述基坑之间的距离；所述连接部（21）连接有第一连通板（3），所述第一连通板（3）沿所述连接部（21）的长度方向延伸设置，所述第一连通板（3）远离所述连接部（21）的一侧延伸至土壤；所述第一连通板（3）开设有第一连通槽（31），所述第一连通槽（31）的一侧贯通所述第一连通板（3）远离所述连接部（21）的一侧，另一侧贯通所述第一腔壁（241）。

5.根据权利要求4所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述第一腔壁（241）铰接有第一隔水件（5），所述第一隔水件（5）抵接于所述第一腔壁（241），所述第一隔水件（5）用于阻挡所述空腔（24）中的水进入所述第一连通槽（31）。

6.根据权利要求5所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述第一腔壁（241）与所述第一隔水件（5）之间设置有尼龙网（7），所述尼龙网（7）相互背离的两面分别连接于所述第一腔壁（241）与所述第一隔水件（5）。

7.根据权利要求4所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述连接部（21）设置有第二连通板（4），所述第二连通板（4）沿所述连接部（21）的长度方向延伸设置，所述第二连通板（4）远离所述连接部（21）的一侧延伸至土壤；所述第二连通板（4）开设有第二连通槽（41），所述第二连通槽（41）的一侧贯通所述第二连通板（4）远离所述连接部（21）的一侧，另一侧贯通所述第二腔壁（242）。

8.根据权利要求4-7任意一项所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述空腔（24）中设置有塑料排水板（8），所述塑料排水板（8）沿所述空腔（24）的长度方向延伸设置，所述塑料排水板（8）的上端连接有真空泵；所述补充钢（2）的上端设置有密封膜（9），所述密封膜（9）用于将所述空腔（24）的上端密封，所述密封膜（9）连接有负压设备。

9.根据权利要求5或6任意一项所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述第一连通槽（31）中填充有导流件（10），所述导流件（10）具有多个导流腔（101），所述导流腔（101）的一端与所述空腔（24）连通，另一端延伸至土壤，多个所述导流腔（101）沿所述空腔（24）的长度方向排布设置。

10.根据权利要求9所述的一种深基坑型钢围护结构，其特征在于：所述第一隔水件（5）包括多个第一子件（51），多个所述第一子件（51）均铰接于所述第一腔壁（241），多个所述第一子件（51）沿所述第一连通槽（31）的长度方向排布设置。