CN116905525B - 一种预应力空心桩基坑支护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力空心桩基坑支护结构，包括安装在预应力空心桩基坑侧壁的支护墙板，且支护墙板背面设置有插入土层内斜拉支护墙板的斜拉杆，支护墙板背面的底部固定连接有插入土层内的集水底箱；集水底箱包括斜面敞口设置的三角箱，且三角箱的斜面固定连接有滤网，三角箱内部且位于滤网的底面固定连接有若干条上下对齐的上支撑条和下支撑条，本发明涉及基坑支护技术领域。该预应力空心桩基坑支护结构，通过在支护墙板背面底部向后延伸设置集水底箱，利用其三角形结构，一方面可较大范围的收集下渗的水，一方面其斜面的设置，在基坑侧壁开挖时也可避免塌陷，而采用滤网配合滤膜的方式，在过滤水的同时可保护滤膜避免其被摩擦破损。

Description

一种预应力空心桩基坑支护结构

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，具体为一种预应力空心桩基坑支护结构。

背景技术

钢筋混凝土预应力混凝土空心方桩是指在预制构件加工厂预制，经过养护，达到设计强度后，运至施工现场，用打桩机打入土中，然后在桩的顶部浇筑承台梁（板）的基础，混凝土空心方桩广泛用于基坑中，而基坑在开挖后，通常还会设置支护结构对周边进行支护，支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。

现有的常见支护结构只是预支钢板结构，配合支撑连接结构固定在基坑壁上，但是基坑周边很容易渗水，水在支护结构外部大量积累后，会穿过支护结构的间隙流到基坑内，影响内部的施工安全，现有的举措只是尽量保证密封，避免水渗出，但是施工要求高且不能保证较好的密封性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种预应力空心桩基坑支护结构，解决了现有的支护结构只是尽量保证密封，避免水渗出，但是施工要求高且不能保证较好的密封性的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种预应力空心桩基坑支护结构，包括安装在预应力空心桩基坑侧壁的支护墙板，且支护墙板背面设置有插入土层内斜拉支护墙板的斜拉杆，所述支护墙板背面的底部固定连接有插入土层内的集水底箱；

所述集水底箱包括斜面敞口设置的三角箱，且三角箱的斜面固定连接有滤网，所述三角箱内部且位于滤网的底面固定连接有若干条上下对齐的上支撑条和下支撑条，且上支撑条和下支撑条之间夹设有边缘与三角箱内表面固定连接的滤膜，所述三角箱内部且位于滤膜下方固定连接有隔板，所述隔板与滤膜之间设置有将渗透滤膜的水导出的毛细引水结构；

所述支护墙板的顶部超出基坑外地面，所述支护墙板的底部插入基坑内地面下，所述斜拉杆的前端设置有套环，所述支护墙板的背面固定连接有插杆，所述支护墙板的背面且位于斜拉杆固定端的下方滑动连接有滑套，且插杆可纵向贯穿斜拉杆的套环和滑套。

优选的，所述支护墙板为空心结构，所述毛细引水结构为若干条间隔设置的海绵条，所述海绵条的顶端贯穿延伸至支护墙板的内部，所述支护墙板的内部且位于海绵条折弯处的下方设置有引导板，所述支护墙板的内侧对应海绵条的位置设置有定位条，且海绵条的前后两侧均开设有对应定位条的定位槽。

优选的，所述海绵条的两侧均开设有通风槽，所述支护墙板侧面通过螺栓固定连接有盖板，所述盖板内部且位于海绵条之间开设有通风槽。

优选的，所述通风槽的两侧均设置有拱起结构，且两侧的拱起结构纵向错位分布，使进出通风槽的气流错位。

优选的，所述支护墙板为空心结构，所述毛细引水结构还能为毛细排管，所述毛细排管的顶端折弯贯穿隔板，所述三角箱内腔上层与支护墙板内腔之间开设有连通孔，所述支护墙板内腔的顶部设置有负压结构使三角箱内产生负压将毛细排管内水分吸出。

优选的，所述负压结构包括固定连接在支护墙板内腔靠顶部的封板，且封板的内部贯穿转动连接有转轴，所述转轴的上下两端分别固定连接有叶轮和扇叶，所述支护墙板前后两侧且位于封板上侧开设有上通孔，前后所述上通孔关于叶轮对角设置，使前后上通孔进入的气流均可推动叶轮单向转动。

优选的，所述支护墙板前后两侧且位于封板和扇叶之间开设有下通孔，所述扇叶转动时通过下通孔排出气流，所述下通孔外侧顶部粘贴有可覆盖下通孔的单向阻挡外部气流进入下通孔内的挡风膜。

优选的，所述三角箱前侧底部的左右两角均固定连接有管接头，且管接头的前端贯穿至支护墙板前侧，相邻所述支护墙板相靠近的管接头之间通过U型管连接，位于一角的所述支护墙板的前侧固定连接有连通管接头的抽排组件，所述抽排组件集中抽排所有支护墙板内的积水。

优选的，所述抽排组件包括机箱及其内部固定连接的安装板，所述安装板的顶部分别固定连接有水泵和液位传感器，且液位传感器底端延伸至机箱内腔下方，所述水泵进出水端分别连通有抽水管和排水软管，所述抽水管底端延伸至机箱内腔下方，所述排水软管的一端延伸至基坑远处。

优选的，所述支护墙板的左右两侧均设置有密封条，所述密封条的平截面为直角梯形，且支护墙板两侧的密封条反向设置，使相邻的支护墙板拼合时其侧面密封条的斜面相互压合。

有益效果

本发明提供了一种预应力空心桩基坑支护结构。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、该预应力空心桩基坑支护结构，通过在支护墙板背面底部向后延伸设置集水底箱，利用其三角形结构，一方面可较大范围的收集下渗的水，一方面其斜面的设置，在基坑侧壁开挖时也可避免塌陷，而采用滤网配合滤膜的方式，在过滤水的同时可保护滤膜避免其被摩擦破损，而在支护墙板背面设置斜拉杆来拉住支护墙板，保证足够的拉力，而设置插杆配合滑套来连接分体设计的斜拉杆，只需上下滑动的方式即可使插杆插入斜拉杆内实现连接，而增设滑套套住插杆，可避免在拉力较大时使插杆被拉弯，安装拆卸方便，同时不贯穿支护墙板可保证其整体性可密封性。

2、该预应力空心桩基坑支护结构，通过设置海绵条作为毛细引水结构，利用其毛细作用吸水，可将水分吸引到高处并充满海绵条，而在支护墙板侧面设置的盖板，不仅方便安装更换海绵条，同时利用其内的通风槽，可使支护墙板内具有良好的通风，进而加快海绵条内水分的挥发，且外突的拱起结构可更好的将吹到支护墙板表面的气流引导至内部，且错位的拱起结构，使左右吹来的风均可进入，却不受排出的气流的影响，通过吸水并导出然后再进行挥发的方式，对于渗水量较小的场景可有效避免水渗出到基坑内。

3、该预应力空心桩基坑支护结构，通过设置毛细排管可将水吸起，而通过在支护墙板内腔顶部设置负压结构，可利用外界气流推动其转动，进而利用扇叶向上排气实现三角箱内产生负压，利用负压可促使毛细排管排出吸引的水至三角箱内储存，在有风时即可实现连续的抽排水，无需消耗电能，将水聚集后也方便集中抽出处理，适合渗水量较大的情况。

4、该预应力空心桩基坑支护结构，通过设置管接头配合U型管，可将相连的三角箱集合为一体，可将水集中导向机箱内，而在机箱内设置液位传感器可感应到水达到一定深度时控制水泵将水抽排走，无需人工启动，也无需时刻开启，节省了电力，只需外接一个小型光伏板即可。

附图说明

图1为本发明支护墙板的安装示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大图；

图3为本发明实施例二的侧剖视图；

图4为本发明图3中B处的局部放大图；

图5为本发明图3局部结构示意图；

图6为本发明海绵条与定位条的布局示意图；

图7为本发明图6中C处的局部放大图；

图8为本发明实施例二的立体图；

图9为本发明实施例三的侧剖视图；

图10为本发明图9局部结构示意图；

图11为本发明实施例三的立体图；

图12为本发明抽排组件的侧剖视图；

图13为本发明密封条的局部立体图。

图中：1-支护墙板、2-斜拉杆、3-抽排组件、31-机箱、32-安装板、33-水泵、34-液位传感器、35-抽水管、36-排水软管、4-集水底箱、41-三角箱、42-滤网、43-上支撑条、44-下支撑条、45-滤膜、46-隔板、47-海绵条、471-定位槽、472-通风槽、48-毛细排管、5-插杆、6-滑套、7-引导板、8-定位条、9-盖板、10-拱起结构、11-封板、12-转轴、13-叶轮、14-扇叶、15-上通孔、16-下通孔、17-挡风膜、18-管接头、19-U型管、20-密封条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明提供四种技术方案：

图1-图5、图10和图13示出了第一种实施方式：一种预应力空心桩基坑支护结构，包括安装在预应力空心桩基坑侧壁的支护墙板1，且支护墙板1背面设置有插入土层内斜拉支护墙板1的斜拉杆2，支护墙板1的左右两侧均设置有密封条20，密封条20的平截面为直角梯形，且支护墙板1两侧的密封条20反向设置，使相邻的支护墙板1拼合时其侧面密封条20的斜面相互压合，支护墙板1背面的底部固定连接有插入土层内的集水底箱4；

集水底箱4包括斜面敞口设置的三角箱41，且三角箱41的斜面固定连接有滤网42，三角箱41内部且位于滤网42的底面固定连接有若干条上下对齐的上支撑条43和下支撑条44，且上支撑条43和下支撑条44之间夹设有边缘与三角箱41内表面固定连接的滤膜45，三角箱41内部且位于滤膜45下方固定连接有隔板46，隔板46与滤膜45之间设置有将渗透滤膜45的水导出的毛细引水结构；

支护墙板1的顶部超出基坑外地面，支护墙板1的底部插入基坑内地面下，斜拉杆2的前端设置有套环，支护墙板1的背面固定连接有插杆5，支护墙板1的背面且位于斜拉杆2固定端的下方滑动连接有滑套6，且插杆5可纵向贯穿斜拉杆2的套环和滑套6。

通过在支护墙板1背面底部向后延伸设置集水底箱4，利用其三角形结构，一方面可较大范围的收集下渗的水，一方面其斜面的设置，在基坑侧壁开挖时也可避免塌陷，而采用滤网42配合滤膜45的方式，在过滤水的同时可保护滤膜45避免其被摩擦破损，而在支护墙板1背面设置斜拉杆2来拉住支护墙板1，保证足够的拉力，而设置插杆5配合滑套6来连接分体设计的斜拉杆2，只需上下滑动的方式即可使插杆5插入斜拉杆2内实现连接，而增设滑套6套住插杆5，可避免在拉力较大时使插杆5被拉弯，安装拆卸方便，同时不贯穿支护墙板1可保证其整体性可密封性。

图2、图5-图8示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：支护墙板1为空心结构，毛细引水结构为若干条间隔设置的海绵条47，海绵条47的顶端贯穿延伸至支护墙板1的内部，支护墙板1的内部且位于海绵条47折弯处的下方设置有引导板7，支护墙板1的内侧对应海绵条47的位置设置有定位条8，且海绵条47的前后两侧均开设有对应定位条8的定位槽471。

海绵条47的两侧均开设有通风槽472，支护墙板1侧面通过螺栓固定连接有盖板9，盖板9内部且位于海绵条47之间开设有通风槽，通风槽的两侧均设置有拱起结构10，且两侧的拱起结构10纵向错位分布，使进出通风槽的气流错位。

通过设置海绵条47作为毛细引水结构，利用其毛细作用吸水，可将水分吸引到高处并充满海绵条47，而在支护墙板1侧面设置的盖板9，不仅方便安装更换海绵条47，同时利用其内的通风槽472，可使支护墙板1内具有良好的通风，进而加快海绵条47内水分的挥发，且外突的拱起结构10可更好的将吹到支护墙板1表面的气流引导至内部，且错位的拱起结构10，使左右吹来的风均可进入，却不受排出的气流的影响，通过吸水并导出然后再进行挥发的方式，对于渗水量较小的场景可有效避免水渗出到基坑内。

图9-图10示出了第三种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：三角箱41前侧底部的左右两角均固定连接有管接头18，且管接头18的前端贯穿至支护墙板1前侧，支护墙板1为空心结构，毛细引水结构还能为毛细排管48，毛细排管48的顶端折弯贯穿隔板46，三角箱41内腔上层与支护墙板1内腔之间开设有连通孔，支护墙板1内腔的顶部设置有负压结构使三角箱41内产生负压将毛细排管48内水分吸出，负压结构并列设置有多组。

负压结构包括固定连接在支护墙板1内腔靠顶部的封板11，且封板11的内部贯穿转动连接有转轴12，转轴12的上下两端分别固定连接有叶轮13和扇叶14，支护墙板1前后两侧且位于封板11上侧开设有上通孔15，上通孔15正对叶轮13的叶片，吹进的风直接吹到叶片，进而使叶轮13转动，而前后上通孔15关于叶轮13对角设置，使前后上通孔15进入的气流均可推动叶轮13单向转动，避免扇叶14反转向下排风。

支护墙板1前后两侧且位于封板11和扇叶14之间开设有下通孔16，扇叶14转动时通过下通孔16排出气流，下通孔16外侧顶部粘贴有可覆盖下通孔16的单向阻挡外部气流进入下通孔16内的挡风膜17，挡风膜17用于避免外部的灰尘或风反灌进支护墙板1内。

通过设置毛细排管48可将水吸起，而通过在支护墙板1内腔顶部设置负压结构，可利用外界气流推动其转动，进而利用扇叶14向上排气实现三角箱41内产生负压，利用负压可促使毛细排管48排出吸引的水至三角箱41内储存，在有风时即可实现连续的抽排水，无需消耗电能，将水聚集后也方便集中抽出处理，适合渗水量较大的情况。

图9-图12示出了第四种实施方式，与第三种实施方式的主要区别在于：相邻支护墙板1相靠近的管接头18之间通过U型管19连接，远离抽排组件3的位于最边缘的管接头18，用胶塞等封住，位于一角的支护墙板1的前侧固定连接有连通管接头18的抽排组件3，抽排组件3集中抽排所有支护墙板1内的积水。

抽排组件3包括机箱31及其内部固定连接的安装板32，机箱31底部低于三角箱41，使三角箱41内的水可正常流进机箱31内，安装板32的顶部分别固定连接有水泵33和液位传感器34，还设置有连接水泵33和液位传感器34的控制器，且液位传感器34底端延伸至机箱31内腔下方，水泵33进出水端分别连通有抽水管35和排水软管36，抽水管35底端延伸至机箱31内腔下方，排水软管36的一端延伸至基坑远处。

通过设置管接头18配合U型管19，可将相连的三角箱41集合为一体，可将水集中导向机箱31内，而在机箱31内设置液位传感器34可感应到水达到一定深度时控制水泵33将水抽排走，无需人工启动，也无需时刻开启，节省了电力，只需外接一个小型光伏板即可。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术，且各电器的型号参数不作具体限定，使用常规设备即可。

安装时，先在基坑四壁开挖出对应插杆5、滑套6以及三角箱41的安装空间，并在壁底开挖对应支护墙板1底部的沟槽，然后在基坑壁开孔，将斜拉杆2插入并旋到底，然后向孔内填实土，之后将支护墙板1贴合基坑壁使插杆5分别位于斜拉杆2端部上下，然后将支护墙板1下插进沟槽内，使插杆5穿过斜拉杆2端部插进滑套6内，而滑套6底部被基坑壁的槽阻挡而不会一起下降。

实施例二使用时，水穿过滤网42和滤膜45渗透至滤膜45下方，然后被海绵条47吸附并往上吸引至处于支护墙板1内部的部分，而支护墙板1外侧吹过的风可吹进通风槽472内，对海绵条47进行吹拂，被晒过而高温的支护墙板1可对气流加热，进一步促使海绵条47加快挥发水。

实施例三使用时，水同样渗透到滤膜45下方，然后被毛细排管48的毛细作用吸起水，在风吹进支护墙板1顶部的内时，可促使叶轮13转动，并利用转轴12带动扇叶14转动，进而促进支护墙板1内气流向上流动，进而使与其连通的三角箱41内产生较小的负压，使毛细排管48排出吸引的水至三角箱41内，然后实施例四，将多个三角箱41内的水通过管接头18和U型管19连为一体，之后水流进较低的机箱31内，液位传感器34监测水位，在水积累到预设的高度时，通过控制器控制水泵33工作，将水抽出并排到远处或排水渠中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种预应力空心桩基坑支护结构，包括安装在预应力空心桩基坑侧壁的支护墙板，且支护墙板背面设置有插入土层内斜拉支护墙板的斜拉杆，其特征在于：所述支护墙板背面的底部固定连接有插入土层内的集水底箱；

所述集水底箱包括斜面敞口设置的三角箱，且三角箱的斜面固定连接有滤网，所述三角箱内部且位于滤网的底面固定连接有若干条上下对齐的上支撑条和下支撑条，且上支撑条和下支撑条之间夹设有边缘与三角箱内表面固定连接的滤膜，所述三角箱内部且位于滤膜下方固定连接有隔板，所述隔板与滤膜之间设置有将渗透滤膜的水导出的毛细引水结构；

所述支护墙板的顶部超出基坑外地面，所述支护墙板的底部插入基坑内地面下，所述斜拉杆的前端设置有套环，所述支护墙板的背面固定连接有插杆，所述支护墙板的背面且位于斜拉杆固定端的下方滑动连接有滑套，且插杆可纵向贯穿斜拉杆的套环和滑套；

所述支护墙板为空心结构，所述毛细引水结构为若干条间隔设置的海绵条，所述海绵条的顶端贯穿延伸至支护墙板的内部，所述支护墙板的内部且位于海绵条折弯处的下方设置有引导板，所述支护墙板的内侧对应海绵条的位置设置有定位条，且海绵条的前后两侧均开设有对应定位条的定位槽，所述海绵条的两侧均开设有通风槽，所述支护墙板侧面通过螺栓固定连接有盖板，所述盖板内部且位于海绵条之间开设有通风槽，所述通风槽的两侧均设置有拱起结构，且两侧的拱起结构纵向错位分布，使进出通风槽的气流错位。

2.根据权利要求1所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述支护墙板为空心结构，所述毛细引水结构还能为毛细排管，所述毛细排管的顶端折弯贯穿隔板，所述三角箱内腔上层与支护墙板内腔之间开设有连通孔，所述支护墙板内腔的顶部设置有负压结构使三角箱内产生负压将毛细排管内水分吸出。

3.根据权利要求2所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述负压结构包括固定连接在支护墙板内腔靠顶部的封板，且封板的内部贯穿转动连接有转轴，所述转轴的上下两端分别固定连接有叶轮和扇叶，所述支护墙板前后两侧且位于封板上侧开设有上通孔，前后所述上通孔关于叶轮对角设置，使前后上通孔进入的气流均可推动叶轮单向转动。

4.根据权利要求3所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述支护墙板前后两侧且位于封板和扇叶之间开设有下通孔，所述扇叶转动时通过下通孔排出气流，所述下通孔外侧顶部粘贴有可覆盖下通孔的单向阻挡外部气流进入下通孔内的挡风膜。

5.根据权利要求1所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述三角箱前侧底部的左右两角均固定连接有管接头，且管接头的前端贯穿至支护墙板前侧，相邻所述支护墙板相靠近的管接头之间通过U型管连接，位于一角的所述支护墙板的前侧固定连接有连通管接头的抽排组件，所述抽排组件集中抽排所有支护墙板内的积水。

6.根据权利要求5所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述抽排组件包括机箱及其内部固定连接的安装板，所述安装板的顶部分别固定连接有水泵和液位传感器，且液位传感器底端延伸至机箱内腔下方，所述水泵进出水端分别连通有抽水管和排水软管，所述抽水管底端延伸至机箱内腔下方，所述排水软管的一端延伸至基坑远处。

7.根据权利要求1所述的一种预应力空心桩基坑支护结构，其特征在于：所述支护墙板的左右两侧均设置有密封条，所述密封条的平截面为直角梯形，且支护墙板两侧的密封条反向设置，使相邻的支护墙板拼合时其侧面密封条的斜面相互压合。