CN203866842U - 一种基坑加深后的立柱加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基坑加深后的立柱加固结构，包括设置在基坑上部的水平支撑梁、与水平支撑梁连接的若干立柱，在基坑的中部对应水平支撑梁的位置设有与立柱相连接的辅助水平梁，在基坑底部位于辅助水平梁下方处设有若干辅助立柱，辅助立柱埋入土层中的深度大于立柱的深度，辅助立柱的上端通过对撑机构与辅助水平梁相连接。本实用新型无需重新灌注立柱，同时可确保立柱的支撑强度，并且提高加深后的基坑侧壁的支护强度，有利于减少工程量，降低支护系统的建造成本。

Description

一种基坑加深后的立柱加固结构

技术领域

本实用新型涉及基坑的支护技术领域，尤其是涉及一种基坑加深后的立柱加固结构。

背景技术

在建造具有地下层的建筑时，首先需要开挖一个基坑，并在基坑的底部浇筑底板，然后建造相应的地下层结构。由于基坑的深度通常有十几米，因而需要对基坑的侧壁进行支护，常见的基坑支护方法是围绕基坑的边缘预先钻孔而形成成排的灌注桩，然后在灌注桩上端的内侧连接围檩梁，再用水平支撑梁将基坑相对两侧的围檩梁对撑住。例如，中国专利文献上公开的“一种可拆卸预应力支撑架系统”，公告号为CN103161168A，它包括绕基坑边缘设置的一组工法桩及位于工法桩内侧的围凛梁，围凛梁内侧设有若干三角支撑件；位于基坑中凹陷拐角处设有角对撑梁，且该角对撑梁设置在凹陷拐角相邻两侧的两三角支撑件之间；角对撑梁的一端抵靠在其中一个三角支撑件侧面上，另一端与另一个三角支撑件之间设有预应力预留件；该预应力预留件包括可相互撑开的两个支撑部件，且其中一支撑部件抵接在三角支撑件侧面上，另一支撑部件抵接在角对撑梁端部上，基坑中至少有部分处于相对两侧的围凛梁之间设有若干组加强梁对撑机构。该支撑架系统通过在基坑的拐角处设置角对撑梁，从而形成一个三角形结构，可增加支撑架系统的结构稳定性，有利于降低成本。对于一些大型的基坑而言，人们会在水平支撑梁的下方设置一些立柱，以避免水平支撑梁受力后出现向下弯曲现象。

由于地下层的层数在开工后常常会出现一些改变，当地下层建筑的层数增加时，我们必须要相应地增加基坑的深度，这样，已经灌注好的立柱的灌注深度将无法满足加深后的基坑的支护要求，因而需要重新灌注需加深的全部立柱，进而使工程量和建造成本极大地增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的大型基坑支护结构所存在的基坑加深后立柱需重新灌注、因而增加工程量和建造成本的问题，提供一种基坑加深后的立柱加固结构，一方面无需重新灌注立柱，同时可确保立柱的支撑强度，有利于减少工程量。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种基坑加深后的立柱加固结构，包括设置在基坑上部的水平支撑梁、与水平支撑梁连接的若干立柱，在基坑的中部对应水平支撑梁的位置设有与立柱相连接的辅助水平梁，在基坑底部位于辅助水平梁下方处设有若干辅助立柱，辅助立柱埋入土层中的深度大于立柱的深度，辅助立柱的上端通过对撑机构与辅助水平梁相连接。

当需要更改设计而加深基坑时，我们可先在土层中灌注一些辅助立柱，作为对立柱的一种辅助支撑，起到加固作用。由于辅助立柱埋入土层中的深度大于立柱的深度，因此，可确保辅助立柱具有足够的支撑力，由于辅助立柱的上端是与辅助水平梁相连接的，而无需与最上层的水平支撑梁连接，因此其长度要比重新灌注新的立柱短很多，也就是说，其工程量和成本要低很多。而原本立柱所受到的压力则部分地通过辅助水平梁的过渡作用传递到辅助立柱上，从而可满足支撑的要求。特别是，本实用新型的辅助水平梁一方面起到一个传递支撑力的作用，同时有利于提高加深后的基坑侧壁的支护强度，提高了整个支护结构的效率。

作为优选，所述辅助立柱包括下段的混凝土柱以及上段的钢结构柱，混凝土柱位于基坑底板下面的土层中，钢结构柱由型钢制成，其包括若干竖直的立杆以及连接在各立杆之间的加强杆。

辅助立柱下段的混凝土柱有利于提高辅助立柱在泥土中的承压力，而上段的钢结构柱则便于浇筑底板等结构时钢筋的穿越，并且在完成地下层结构的建造后可方便地拆除钢结构柱。

作为优选，所述对撑机构包括固定在辅助立柱上端的丝杆螺母、竖直地螺纹连接在丝杆螺母上的对撑杆、以及固定在辅助水平梁下侧的连接轴套，连接轴套的内侧面为球面，一转动环适配在连接轴套内，转动环外侧面为与连接轴套内侧面适配的球面，转动环外侧面的球心位于转动环高度的中间位置，从而使转动环呈两端小、中间大的鼓形，转动环的中心设有多边形孔，对撑杆上端适配在转动环的多边形孔内，连接轴套上靠近丝杆螺母的端面上沿圆周方向等分设有两条宽度大于转动环高度的安装槽，所述安装槽沿连接轴套的轴向延伸，安装槽的外侧面为圆柱面，并且与连接轴套的内侧面相切。

当转动对撑杆时，对撑杆即可在丝杆螺母的作用下做轴向运动，从而使水平支撑杆受到一个预紧力而处于张紧状态。而转动环在安装时可先竖直地从安装槽插入到连接轴套内，然后再转动90度，使转动环和连接轴套形成球面配合，从而可避免转动环从连接轴套中脱出，此时即可转动对撑杆，使对撑杆的上端逐步进入转动环的多边形孔内，以传递对撑杆的轴向推力。由于转动环和连接轴套的配合面为球面，因而转动环可在连接轴套内做360度转动，进而使对撑杆的上端通过转动环与连接轴套构成360度的转动连接，这样，即使对撑杆与连接轴套的轴线之间具有一个微小的夹角，仍然可以确保对撑杆能够沿着其轴向传递对水平支撑杆的挤压推力，有利于降低立柱和水平支撑梁的建造精度要求，并且转动环和连接轴套之间的受力面为球面，因而可显著地提高抗压强度，延长使用寿命。

作为优选，所述转动环的外侧面上设有若干沿经线方向延伸的储油槽，所述储油槽在转动环的圆周方向均匀分布。

储油槽内可储存润滑油脂，以便为转动环的转动提供良好的润滑效果。特别是，转动环基本是绕圆周方向转动的，因此，沿径向延伸的储油槽与转动方向大致垂直，这样，转动环在转动时储油槽内的润滑油脂不易被挤出储油槽，并有利于润滑油脂均匀地润滑连接轴套的整个内侧面。

因此，本实用新型具有如下有益效果：无需重新灌注立柱，同时可确保立柱的支撑强度，并且提高加深后的基坑侧壁的支护强度，有利于减少工程量，降低支护系统的建造成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是本实用新型俯视的结构示意图。

图3是本实用新型中对撑机构的分解结构示意图。

图4是本实用新型中对撑机构的剖视图。

图中：1、灌注桩  2、第一围檩梁  3、第二围檩梁  4、水平支撑梁  5、立柱  6、对撑机构  61、丝杆螺母  611、法兰边  62、对撑杆  621、连接段  622、螺纹段  623、凸肩  63、连接轴套  631、安装槽  64、转动环  641、储油槽  7、辅助水平梁  8、辅助立柱  81、混凝土柱  82、钢结构柱  9、底板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2所示，一种基坑加深后的立柱加固结构，基坑的形状大致呈长方形，包括绕基坑边缘设置的灌注桩1，灌注桩可以通过钻孔后灌注混凝土形成，或者采用SMW工法桩等现有技术完成。此外，在灌注桩上端内侧设置水平的第一围檩梁2，以便将各灌注桩连接成一体。然后在基坑较长的相对两侧的第一围檩梁之间连接水平支撑梁4，水平支撑梁可以是钢筋混凝土梁或者是用工字钢、H型钢等型钢构成的钢结构梁，同时在水平支撑梁的下侧间隔地连接若干立柱5，立柱的下端埋入基坑下面的土层中，以便形成对水平支撑梁的支撑，避免其向下弯曲变形。

当我们需要更改设计加深基坑时，首先，我们需要在基坑的中部对应水平支撑梁的位置设置与立柱相连接的辅助水平梁7，并且在基坑底部位于辅助水平梁下方处设置若干辅助立柱8。辅助水平梁可以采用和水平支撑梁相同的结构。和立柱相类似地，辅助立柱的下端埋入基坑下面的土层中，并且埋入土层中的深度要大于立柱埋入土层中的深度。优选地，其深度可按照加深后的基坑所需要的立柱设计深度施工。辅助立柱的上端则通过对撑机构6与辅助水平梁相连接。这样，立柱所受到的压力可通过辅助水平梁的过渡作用传递到辅助立柱上，从而满足支撑的要求，同时，辅助水平梁可对加深后的基坑侧壁起到支护作用。当然，我们需要在基坑灌注桩内侧第一围檩梁下方设置相应的第二围檩梁3，而辅助水平梁则连接在基坑相对两侧的第二围檩梁之间。

需要说明的是，本实用新型的加固结构适用于基坑边缘的灌注桩以及基坑内部的立柱已经完工、而基坑尚未开挖时需要增加地下一层的情形，也就是说，其中的立柱和灌注桩的深度是按照未加深基坑深度设计灌注的，而基坑需要增加的深度大致相当于新增加的地下一层建筑的高度，作为本领域的技术人员可以理解的是，立柱和灌注桩位于未加深的基坑底面以下的设计深度大于地下一层建筑的高度，也就是说，当基坑挖深后，立柱和灌注桩虽然不能满足加深后的基坑的支护要求，但是其下端仍然埋入加深后的基坑底面以下的土层中，下面就本实用新型具体的施工方法描述如下：

首先，我们在需要设置辅助立柱的位置钻孔并灌注辅助立柱，然后开始基坑的挖掘，挖掘的深度应能确保水平支撑梁的正常施工，此时的立柱和灌注桩露出土层，我们即可开始第一围檩梁、水平支撑梁的施工，从而完成对基坑上部的支护。由于此时的基坑开挖深度较浅，因而立柱可满足支撑的强度要求。接着我们可以继续挖掘基坑至未加深前的原有设计深度，此时的辅助立柱上端即露出土层，而基坑的开挖深度由于未超出原始设计深度，因此立柱仍然具有足够的支撑力，从而可满足支撑的强度要求。这时我们就可以进行第二围檩梁、辅助水平梁的施工，从而使水平支撑梁、立柱、辅助水平梁、辅助立柱构成一个整体，并通过对撑机构使辅助立柱产生一个预紧的支撑力。此时即可继续挖掘基坑至加深后的设计深度，并开始浇筑基坑的底板9。由于辅助立柱具有一个预紧的支撑力，因此原本施加在立柱上的压力部分地转移到辅助立柱上，也就是说，立柱的压力大大地减小，因此，在基坑的最后挖掘过程中，不会因为立柱支撑力的减弱而使水平支撑梁、辅助水平梁出现轻微的向下弯曲。同时，辅助立柱的数量也可大大地少于立柱的数量，从而在满足支撑要求的基础上尽量降低支护结构的工程量和建造成本。

为了便于施工，辅助立柱包括下段的混凝土柱81以及上段的钢结构柱82，其中的混凝土柱埋设于基坑底板下面的土层中，以产生足够的支撑力，而钢结构柱则可由工字钢、H型钢等型钢制成，钢结构柱的横截面成正方形，具体包括四根位于边角处竖直的立杆以及横向或倾斜地连接在各立杆之间的加强杆。这样，当我们在浇筑基坑底板时，钢筋可方便地穿过钢结构柱，并且便于后期辅助立柱的拆除和再次利用。

如图3、图4所示，本实用新型的对撑机构6包括固定在辅助立柱上端的丝杆螺母61、竖直地螺纹连接在丝杆螺母上的对撑杆62、以及固定在辅助水平梁下侧的连接轴套63，对撑杆的下段为与丝杆螺母连接的螺纹段622，上段则为连接段621，通过正、反向转动对撑杆，即可使对撑杆上升或下降。为了便于丝杆螺母与辅助立柱的连接，我们可在辅助立柱的钢结构柱顶端固定设置一块封板，同时在丝杆螺母的下端设置一体地径向延伸的法兰边611，法兰边上设置相应的通孔，以便通过螺栓将丝杆螺母固定在封板上，当然，封板在对应丝杆螺母的螺纹孔位置应设置相应的通孔，以便对撑杆可从通孔中向下穿出。连接轴套的内侧面为球面，连接轴套内具有一可转动的转动环64，转动环外侧面为与连接轴套内侧面适配的球面，转动环外侧球面的球心位于转动环高度的中间位置，从而使转动环呈两端小、中间大的鼓形，转动环的中心设有轴向的正六边形孔，相应地，对撑杆上段的连接段的横截面呈正六边形，该连接段适配在转动环中心的正六边形孔内。

为了便于转动环的安装，我们需要在连接轴套上靠近丝杆螺母的端面上沿圆周方向等分设置两条宽度大于转动环高度的安装槽631，此时两个安装槽相对地位于连接轴套的径向上，该安装槽的外侧面为圆柱面，并且圆柱面的直径等于连接轴套内侧球面的直径，安装槽的内侧则与连接轴套内侧球面贯通，安装槽沿连接轴套的轴向向内延伸，直至安装槽的外侧面与连接轴套的内侧面相切。这样，我们可先将连接轴套固定在辅助水平梁的下侧，然后使转动环成竖直状态，并竖直地从相对的两个安装槽中插入到连接轴套内。当转动环插到安装槽的底部与连接轴套的内侧球面贴合时，将转动环转动90度，使转动环和连接轴套形成球面配合，从而可避免转动环从连接轴套中脱出。此时即可将对撑杆的上端插入到转动环中心的正六边形孔内，并将丝杆螺母固定在辅助立柱的封板上。接着转动对撑杆使其上升，对撑杆的上端则逐步进入转动环的多边形孔内，以传递对撑杆的轴向推力。当然，在转动对撑杆时我们也可以采用扭矩扳手，以便为所有的对撑杆设定相同的扭矩，以确保各对撑杆产生大致相同的推力。另外，我们还需要在对撑杆的连接段和螺纹段连接处设置一个正六边形的凸肩623，以方便转动对撑杆，同时构成对转动环的一个轴向支承。此外，我们可在转动环的外侧面上设置若干沿经线方向延伸的储油槽641，各储油槽在转动环的圆周方向均匀分布，这样，在转动环转动时，储油槽内的润滑油脂即可均匀地涂布到连接轴套的内侧球面上，从而有效地降低转动环转动时的摩擦阻力。

Claims (4)

1.一种基坑加深后的立柱加固结构，包括设置在基坑上部的水平支撑梁、与水平支撑梁连接的若干立柱，其特征是，在基坑的中部对应水平支撑梁的位置设有与立柱相连接的辅助水平梁，在基坑底部位于辅助水平梁下方处设有若干辅助立柱，辅助立柱埋入土层中的深度大于立柱的深度，辅助立柱的上端通过对撑机构与辅助水平梁相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基坑加深后的立柱加固结构，其特征是，所述辅助立柱包括下段的混凝土柱以及上段的钢结构柱，混凝土柱位于基坑底板下面的土层中，钢结构柱由型钢制成，其包括若干竖直的立杆以及连接在各立杆之间的加强杆。

3.根据权利要求1或2所述的一种基坑加深后的立柱加固结构，其特征是，所述对撑机构包括固定在辅助立柱上端的丝杆螺母、竖直地螺纹连接在丝杆螺母上的对撑杆、以及固定在辅助水平梁下侧的连接轴套，连接轴套的内侧面为球面，一转动环适配在连接轴套内，转动环外侧面为与连接轴套内侧面适配的球面，转动环外侧面的球心位于转动环高度的中间位置，从而使转动环呈两端小、中间大的鼓形，转动环的中心设有多边形孔，对撑杆上端适配在转动环的多边形孔内，连接轴套上靠近丝杆螺母的端面上沿圆周方向等分设有两条宽度大于转动环高度的安装槽，所述安装槽沿连接轴套的轴向延伸，安装槽的外侧面为圆柱面，并且与连接轴套的内侧面相切。

4.根据权利要求3所述的一种基坑加深后的立柱加固结构，其特征是，所述转动环的外侧面上设有若干沿经线方向延伸的储油槽，所述储油槽在转动环的圆周方向均匀分布。