CN206721894U - 一种用于基坑支护的可调节预应力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于基坑支护的可调节预应力装置，包括多根与常规基坑支护结构焊接或通过预埋件固定连接的横梁(13)，横梁(13)上连接有多组可调节预应力单元，可调节预应力单元包括增压板(12)、预应力钢斜撑(15)和竖向导梁(14)，增压板(12)靠基坑侧壁一端与竖向导梁(14)通过可拆卸铰接部件连接；竖向导梁(14)与横梁(13)固定连接；预应力钢斜撑(15)的两端分别与增压板(12)和竖向导梁(14)铰接连接。有益效果为：可以利用坑底隆起对基坑侧壁的支护作用，方便土方开挖和地下结构施工，且对基坑占用面积大大缩减，对工期有一定的促进作用。同时，所述的预应力单元可以重复利用，减少资源浪费问题。

Description

一种用于基坑支护的可调节预应力装置

技术领域

本实用新型涉及一种可调节预应力装置，尤其涉及一种用于基坑支护的可调节预应力装置。

背景技术

基坑支护方法，通过构筑支护结构抵抗基坑侧向土压力，阻止或减缓坑壁变形，保证基坑施工安全。根据所采用支护结构的不同，常用的基坑支护方法主要包括排桩幕墙基坑支护、连续墙基坑支护、板桩基坑支护、土钉拉锚支护等。对于传统的基坑支护技术来说，当基坑土质不良，基坑开挖较深，如果按常规采用灌注桩+内支撑形式，支护成本较高，且土方开挖易受到内支撑的影响，施工周期比较长。

而对于用斜向钢管支撑取代大面积混凝土水平支撑的方法来说，其对工程造价和施工进度具有明显的正面影响，而且使用锚杆(管)技术也对边坡的稳定和基坑的安全起到积极作用，但其得预先施工支撑牛腿，且对于坑底隆起等没有得到有效控制和利用。

对于现有技术中的SMW工法桩来说，其具备施工便捷，没有泥浆护壁且对环境污染小，施工完成后型钢可回收利用，减少支护的成本。但该方法对于施工进度有一定的负面影响，且当基坑开挖深度较深时，常规做法是加水平内支撑的作为加固措施，对土方开挖也具备一定的负面影响。同时，对边坡的稳定和基坑的安全作用效果稍差。

基于此，如何设计出一种即能有效节约基坑空间，且能充分利用有利于基坑的变形，同时，还具备回收利用价值的支护结构，将为基坑支护结构开发和设计提供有效参考。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能有效节约基坑空间、能充分利用有利于基坑的变形且能回收利用的用于基坑支护的可调节预应力装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的用于基坑支护的可调节预应力装置，包括多根与常规基坑支护结构焊接或通过预埋件固定连接的横梁，所述的横梁上连接有多组可调节预应力单元，所述的可调节预应力单元包括增压板、预应力钢斜撑和竖向导梁，所述的增压板靠基坑侧壁一端与所述的竖向导梁通过可拆卸铰接部件连接；所述的竖向导梁与所述的横梁固定连接；所述的预应力钢斜撑的两端分别与所述的增压板和所述的竖向导梁铰接连接。

所述的增压板由预制平板或钢板及固定配合设在所述的钢板上的龙骨组成，所述的龙骨的端部与所述的竖向导梁之间通过可拆卸铰接连接。

所述的龙骨由主龙骨、多条设在所述的主龙骨两侧的肋骨以及连接所述的主龙骨和肋骨的铰接部件组成。

所述的肋骨设计为变截面D2，且其端部设计为平直段D1，所述平直段D1与所述的铰接部件相匹配，所述的肋骨的侧壁与所述的铰接部件通过高强螺栓或插销连接。

所述的肋骨的端部的肋骨高强螺栓或插销孔和所述的铰接部件上的与所述的肋骨高强螺栓或插销孔对应的铰接部件高强螺栓或插销孔的间距均设置为d2＞d1，呈现下密上疏的布置形式。

相邻两个用于基坑支护的所述的可调节预应力单元之间的距离为6-50米。

所述的竖向导梁为预制梁、槽钢或工字钢。

所述的龙骨的材料为钢材。

采用上述技术方案的用于基坑支护的可调节预应力装置，采用了常规的基坑支护结构(钻孔灌注桩、拉森钢板桩、SMW工法桩等)加竖向可调节的预应力单元，所述的预应力单元由增压板、预应力钢斜撑、横梁及竖向导梁组成。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本基坑支护结构侧向刚度大，对于坑底隆起的基坑，增压板能够将坑底回弹荷载传递至基坑支护结构，进一步加强了基坑支护的稳定性，且增大了基坑作业空间，方便土方开挖和地下结构施工，提高了施工速度。

本实用新型能够将坑底隆起作用力转移至基坑支护结构，且施工工艺精简，适合于大面积基坑支护以及地下结构与占地红线间距狭窄的施工场地。

综上所述，本实用新型是一种能有效节约基坑空间、能充分利用有利于基坑的变形且能回收利用的用于基坑支护的可调节预应力装置。

附图说明

图1为本实用新型的用于基坑支护的可调节预应力装置的立面图。

图2为本实用新型的增压板的结构示意图。

图3为本实用新型的增压板的铰接部件的结构示意图。

图4为本实用新型的增压板的铰接部件的肋骨的结构示意图。

图5为本实用新型的结构立体示意图。

图6为本实用新型的基坑支护方法施工流程示意图。

图7为本实用新型中的基坑支护方法示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例进行详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例。仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型的核心思想在于，在常规基坑支护结构11中加设用于基坑支护的可调节预应力装置，如图1和图5所示，一种用于基坑支护的可调节预应力装置，横梁13与常规基坑支护结构11焊接或通过预埋件连接。横梁13上连接有多组可调节预应力单元，可调节预应力单元包括增压板12、预应力钢斜撑15和竖向导梁14。竖向导梁14为预制梁、槽钢或工字钢。增压板12靠基坑侧壁一端与竖向导梁14通过可拆卸铰接部件连接；竖向导梁14与横梁13固定。竖向导梁14端部需贯入土层1米以上。预应力钢斜撑15的两端分别与增压板12和竖向导梁14铰接连接。增压板12由预制平板或钢板122及固定配合设在钢板122上的龙骨121组成，龙骨121的材料为钢材，如图2所示，龙骨端部设置有与竖向导梁14连接的预留孔，竖向导梁14端部设置有与龙骨121连接的预留孔，龙骨121的端部与竖向导梁14之间通过可拆卸铰接连接，龙骨121由主龙骨123、多条设在主龙骨123两侧的肋骨17以及连接主龙骨123和肋骨17的铰接部件16组成，龙骨121需控制增压板12受力变形并有效传递作用力至预应力钢斜撑15，因此，龙骨121的肋骨17设计为变截面D2，且其端部设计为平直段D1，所述平直段D1与铰接部件16相匹配，肋骨17的侧壁与铰接部件16通过高强螺栓或插销连接，由于肋骨17受到预制平板或钢板122自下而上的作用力，因此肋骨17的端部下端受拉、上端受压，故肋骨17的端部的肋骨高强螺栓或插销孔171间距设置为d2＞d1，呈现下密上疏的布置形式，故铰接部件16上的与肋骨高强螺栓或插销孔171对应的铰接部件高强螺栓或插销孔161间距设置为d2＞d1，呈现下密上疏的布置形式，且螺栓或插销必须具备较强的抗剪强度，如图3和图4所示。

相邻两个用于基坑支护的可调节预应力单元之间的距离为6-50米。

本实用新型提供的用于基坑支护的可调节预应力装置的使用方法包括发下步骤：1)按常规工艺施工常规基坑支护结构11(钻孔灌注桩、拉森钢板桩或SMW工法桩)，在灌注桩或SMW工法桩顶设置围檩；2)土方开挖：采用常规的分析软件及相关经验值，确定常规基坑支护结构11在无内支撑前提下土层可开挖深度；保证基坑安全系数的前提下，开挖第一层土；安置增压板、横梁及竖向导梁14，所述的增压板靠坑壁一端与竖向导梁14铰接；施工预应力钢斜撑15；分点开挖第二层土，逐一将增压板沿竖向导梁14下移并及时增设预应力钢斜撑15；开挖至基坑底标高，同时在预应力钢斜撑15之间用钢连杆连接，每根预应力钢斜撑15预应力设置为400KN，完成常规基坑支护结构11的施工；3)地下结构施工完毕后，在可调节预应力单元中间空隙范围内回填土，再逐一拆除预应力钢斜撑15、增压板12和竖向导梁14；此处应该注意，不能一次性将所有预应力单元拆除；4)拔出常规基坑支护结构11(拉森钢板桩)。

具体地，参照图6，本实用新型提供的用于基坑支护的可调节预应力装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、清表及场地平整；

S2、在基坑中建立常规基坑支护结构11；

S3、开挖第一层土并设置可调节预应力单元；

S4、开挖第二层土，调整或增设可调节预应力单元；

S5、基坑开挖完成后在预应力钢斜撑中设置横向联系；

S6、地下结构施工；

S7、基坑回填及常规基坑支护结构11拆除。

在步骤S1中，主要对场地进行平整，挖除、清理场地表面，同时，为了满足支护结构施工条件，需对软弱土采取换填并修建施工便道等加固处理方式。

在步骤S2中，其主要流程为：根据现场实际情况设计常规基坑支护结构11类型→定位放样→常规基坑支护结构11施工。

在步骤S3中，根据实际的施工情况，也即基坑深度、地质条件、土体强度、地下水位及周边环境等，按现有的土体稳定性分析方法，对基坑在常规支护结构的工况下进行土层开挖及稳定性分析，确定第一层土可开挖深度。局部可根据土层的实际分布情况，将基坑第一层土体开挖的深度适当进行增减以满足工程需要。对于开挖深度较小的挖土分段，在土方开挖时应一次性快速开挖至设计标高；在步骤S3的基础上，进行可调节预应力单元的设计，进而保证在下一步基坑开挖工况下的支护强度，保证基坑施工的安全。需要注意的是，可调节预应力单元的布置宜采用隔一布一的形式。

在步骤S4中，先对可调节预应力单元的预留间隙(隔一布一)进行开挖作业。开挖完成后，根据稳定性分析结果增设可调节预应力单元做进一步加固处理，并增设预应力钢斜撑15，所述的加固处理必须满足步骤S3中可调节预应力装置可拆卸的前提条件。再将步骤S3中可调节预应力单元沿竖向导梁14下移，此处应该注意的是，必须逐一将步骤S3中所有的可调节预应力单元调整，不能一次全部拆卸。所述可调节预应力单元调整的具体流程为：开挖S3步骤中可调节预应力单元的增压板12的下部土体01→拆卸龙骨121与竖向导梁14之间的铰接部件→将可调节预应力单元的增压板12沿竖向导梁14下移至设计标高，增设预应力钢斜撑15。

进一步的，依次循环进行基坑开挖和可调节预应力单元施工，即可完成这个基坑工程，如图7所示。

在步骤S7中，地下结构施工完毕后，在支护结构中间空隙范围内回填土，再逐一拆除斜撑15及其附属设施，此处应该注意，不能一次性将所有支护结构拆除。

综上所述，本实用新型提供的用于基坑支护的可调节预应力装置及其使用方法充分利用基坑坑底隆起的作用，对基坑稳定性提供保障，同时，增大了基坑作业空间，进一步的，对于深基坑，可考虑基坑顶部施做横撑，底部设置预应力支护单元的办法。方便土方开挖和地下结构施工，提高了施工速度，节省工程费用，减少对周边环境的影响。

上面描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：包括多根与常规基坑支护结构焊接或通过预埋件固定连接的横梁(13)，所述的横梁(13)上连接有多组可调节预应力单元，所述的可调节预应力单元包括增压板(12)、预应力钢斜撑(15)和竖向导梁(14)，所述的增压板(12)靠基坑侧壁一端与所述的竖向导梁(14)通过可拆卸铰接部件连接；所述的竖向导梁(14)与所述的横梁(13)固定连接；所述的预应力钢斜撑(15)的两端分别与所述的增压板(12)和所述的竖向导梁(14)铰接连接。

2.根据权利要求1所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的增压板(12)由预制平板或钢板(122)及固定配合设在所述的钢板(122)上的龙骨(121)组成，所述的龙骨(121)的端部与所述的竖向导梁(14)之间通过可拆卸铰接连接。

3.根据权利要求2所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的龙骨(121)由主龙骨(123)、多条设在所述的主龙骨(123)两侧的肋骨(17)以及连接所述的主龙骨(123)和肋骨(17)的铰接部件(16)组成。

4.根据权利要求3所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的肋骨(17)设计为变截面D2，且其端部设计为平直段D1，所述平直段D1与所述的铰接部件16相匹配，所述的肋骨(17)的侧壁与所述的铰接部件(16)通过高强螺栓或插销连接。

5.根据权利要求4所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的肋骨(17)的端部的肋骨高强螺栓或插销孔(171)和所述的铰接部件(16)上的与所述的肋骨高强螺栓或插销孔(171)对应的铰接部件高强螺栓或插销孔(161)的间距均设置为d2＞d1，呈现下密上疏的布置形式。

6.根据权利要求1所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：相邻两个所述的可调节预应力单元之间的距离为6-50米。

7.根据权利要求1所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的竖向导梁(14)为预制梁、槽钢或工字钢。

8.根据权利要求2所述的用于基坑支护的可调节预应力装置，其特征是：所述的龙骨(121)的材料为钢材。