CN103981871B - 一种用于基坑支护的角撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于基坑支护的角撑结构，通过在基坑顶点部分设置三组角撑，且靠近顶点位置的两组角撑通过调整千斤顶产生预应力，该种支护结构整体上占用的空间小，便于基坑的开挖，提高效率，同时，支护结构的构件大都是标准尺寸的型材，通过螺栓件连接，安装、拆除都非常方便，多次重复利用率高，整体上降低了基坑支护的成本。

Description

一种用于基坑支护的角撑结构

技术领域

本发明属于土木工程领域，具体涉及基坑的预应力支护结构。

背景技术

现有的基坑支护方式大都采用的方式是在基坑的四周设置钢筋混凝土围檩，再在围檩内周布置网状的钢管支撑，其不足是钢管用量大，安装、拆除麻烦，且占据空间大，不利于基坑内土方开挖，不能很好地对基坑侧壁施加预应力，支撑强度低，通常只能通过增加钢管布置的密度来增加支撑力；且不同基坑支护时需使用不同尺寸的钢管，钢管重复使用率低，造成基坑支护的费用高昂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种安装、拆除方便，占据基坑空间小，支护强度高且支护型材回收率高的用于基坑支护的角撑结构。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：一种用于基坑支护的角撑结构，包括有位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢，围檩型钢通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；

所述的围檩型钢为H型钢，其两侧的翼缘上等距开设有连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿围檩型钢长度方向以两排三列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为2a；围檩型钢的两端固定焊接有连接板，连接板上开设有以两排两列形式分布的四个连接孔，横向、纵向相邻的两个连接孔之间的距离均为2a；相邻的围檩型钢之间通过连接板使用四组螺栓同轴连接。

所述的钢筋连接件包括有L形钢筋，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器，穿过围檩型钢的螺钉与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定；L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接并固结在压顶梁的混凝土中，连接强度高不容易脱出。

位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢之间通过两个三角连接件连接，其中一个三角连接件连接在两个围檩型钢端部的连接板之间，另一个三角连接件连接在两个围檩型钢紧挨端部的侧面之间；两个三角连接件配合，使转角位置的两个围檩型钢连接牢固，不容易松动或变形。

所述的三角连接件包括有两个垂直焊接的连接臂，每个连接臂上开设有六个连接孔，两个连接臂之间垂直焊接有一个等腰直角三角形的加固板。

在基坑靠近每个顶点处设置有3组角撑，包括有2组单股角撑和1组三股角撑。

所述的单股角撑包括有两个第一角撑座和一个撑杆，第一角撑座通过螺栓连接在围檩型钢上，撑杆与基坑顶点两侧围檩型钢构成一个等腰直角三角形，撑杆的一端与一个第一角撑座通过螺栓连接，撑杆的另一端与另一个第一角撑座之间连接有一个千斤顶。

两个单股角撑的撑杆之间连接有两个槽钢，两个槽钢相互垂直，且槽钢与撑杆之间形成45度夹角。

所述的第一角撑座由三块钢板首尾依次焊接围成一个等腰直角三角形，三块钢板中间垂直焊接有一块加强板，位于斜边的钢板上开设有六个连接孔，六个连接孔沿斜边长度方向以两排三列分布，横向相邻两连接孔的距离为a，纵向相邻两连接孔的距离为2a；位于一个直角边的钢板上开设有四个连接孔；四个连接孔以两排两列分布，横向、纵向相邻两连接孔的距离均为2a；且位于斜边的钢板上的六个连接孔的位置偏向未开设连接孔的钢板一侧；如图9所示，第一角撑座与撑杆连接并由千斤顶产生预应力后，压力主要集中在开有连接孔的直角边上的钢板以及斜边上钢板的右侧部分，故斜边上的钢板的连接孔设置在靠右位置最为合理，一方面不需要过多的连接孔，另一方面又保证了连接强度。

所述的三股角撑包括有两个多股角撑座和三个撑杆；所述的多股角撑座通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且多股角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；每个多股角撑座下方支撑有横梁，所述横梁连接在两个水泥搅拌桩之间，且横梁与围檩型钢平行布置；所述的横梁与围檩型钢平行，这样减少了基坑开挖时对挖掘机的阻碍，利于提高效率。

所述的水泥搅拌桩上部侧壁连接有托座件，托座件通过螺栓与水泥搅拌桩内的H型钢连接；所述的横梁架设在托座件上，且横梁与托座件通过螺栓连接；

所述的三个撑杆之间均匀连接有4个连接盖板，连接盖板与撑杆相互垂直；所述的三个撑杆之间还连接有3个槽钢，每个槽钢处于两个相邻的连接盖板之间。

所述的多股角撑座为第二角撑座或第三角撑座。

所述的第三角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢e两端向外延伸，且端部固定焊接有连接板，位于直角边的一个H型钢f端部也连接有一个连接板；所述第三角撑座各个H型钢外周的翼缘上开设有连接孔；H型钢f翼缘上开设有六个连接孔单元，每个连接孔单元有四个连接孔，每个连接孔单元中横向、纵向两个连接孔之间的距离均为2a；位于另一直角边的H型钢g翼缘上开设有五个连接孔单元；H型钢e翼缘的中间段开设有七个连接孔单元，H型钢e翼缘的两端部分开设有两组两排八列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；各个H型钢的腹板和翼缘之间还焊接有多个加固筋板，加固筋板位于每个连接孔单元横向的中心位置；H型钢f与H型钢e之间焊接有一与H型钢g平行的加固H型钢a，加固H型钢a与H型钢e、H型钢g之间焊接有两段加固H型钢b；加固H型钢a、加固H型钢b的腹板与H型钢e的腹板同平面，加固H型钢a和加固H型钢b垂直设置，且加固H型钢a两翼缘之间对应加固H型钢b翼缘的位置焊接有加固筋板；第三角撑座的各个相邻H型钢之间，以及加固H型钢a与H型钢f连接处、加固H型钢b与H型钢g连接处均焊接有与腹板同平面的三角形加固钢板；所述第三角撑座结构牢固，机械强度高，且由于设置了十字交叉形式的加固H型钢a和加固H型钢b，使各个边的H型钢均能承受较大的压力。

所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具；

所述的两个单股角撑和一个多股角撑的长度之比为6∶8∶15。三组角撑在该种长度比例时，既能保证良好的支撑作用，同时又能使三组角撑占据的空间较小，降低土方开挖的难度，提高了基坑施工的效率。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过在基坑顶点部分设置三组角撑，且靠近顶点位置的两组角撑通过调整千斤顶产生预应力，该种支护结构整体上占用的空间小，便于基坑的开挖，提高效率，同时，支护结构的构件大都是标准尺寸的型材，通过螺栓件连接，安装、拆除都非常方便，多次重复利用率高，整体上降低了基坑支护的成本。

附图说明

图1是基坑支护系统的整体结构示意图。

图2是围檩型钢与压顶梁的连接结构示意图。

图3是钢筋连接件的结构示意图。

图4是三角连接件与围檩型钢的连接结构示意图。

图5是三角连接件的结构示意图。

图6是图5的仰视方向的结构示意图。

图7是基坑一个顶点位置的角撑结构示意图。

图8是单股角撑的结构示意图。

图9是第一角撑座的结构示意图。

图10是图9的俯视方向的结构示意图。

图11是第三角撑座的结构示意图。

图12是横梁的连接结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

根据图1至图12所示，本实施例所述的一种用于基坑支护的角撑结构，包括有位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢10，围檩型钢通过钢筋连接件70与压顶梁固定连接；

所述的围檩型钢为H型钢，其两侧的翼缘上等距开设有连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿围檩型钢长度方向以两排三列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为2a；围檩型钢的两端固定焊接有连接板01，连接板上开设有以两排两列形式分布的四个连接孔，横向、纵向相邻的两个连接孔之间的距离均为2a。

所述的钢筋连接件包括有L形钢筋701，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器702，穿过围檩型钢的螺钉703与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定。

位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢之间通过两个三角连接件20连接，其中一个三角连接件连接在两个围檩型钢端部的连接板之间，另一个三角连接件连接在两个围檩型钢紧挨端部的侧面之间。

所述的三角连接件包括有两个垂直焊接的连接臂202，每个连接臂上开设有六个连接孔，两个连接臂之间垂直焊接有一个等腰直角三角形的加固板201。

在基坑靠近每个顶点处设置有3组角撑，包括有2组单股角撑和1组三股角撑。

所述的单股角撑包括有两个第一角撑座21和一个撑杆11，第一角撑座通过螺栓连接在围檩型钢上，撑杆与基坑顶点两侧围檩型钢构成一个等腰直角三角形，撑杆的一端与一个第一角撑座通过螺栓连接，撑杆的另一端与另一个第一角撑座之间连接有一个千斤顶30。

两个单股角撑的撑杆之间连接有两个槽钢14，两个槽钢相互垂直，且槽钢与撑杆11之间形成45度夹角。

所述的第一角撑座由三块钢板首尾依次焊接围成一个等腰直角三角形，三块钢板中间垂直焊接有一块加强板，位于斜边的钢板上开设有六个连接孔，六个连接孔沿斜边长度方向以两排三列分布，横向相邻两连接孔的距离为a，纵向相邻两连接孔的距离为2a；位于一个直角边的钢板上开设有四个连接孔；四个连接孔以两排两列分布，横向、纵向相邻两连接孔的距离均为2a；且位于斜边的钢板上的六个连接孔的位置偏向未开设连接孔的钢板一侧。

所述的三股角撑包括有两个多股角撑座和三个撑杆；所述的多股角撑座通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且多股角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；每个多股角撑座下方支撑有横梁13，所述横梁连接在两个水泥搅拌桩40之间，且横梁与围檩型钢平行布置。

所述的水泥搅拌桩上部侧壁连接有托座件41，托座件通过螺栓与水泥搅拌桩内的H型钢连接；所述的横梁架设在托座件上，且横梁与托座件通过螺栓连接。

所述的三个撑杆之间均匀连接有4个连接盖板，连接盖板与撑杆相互垂直；所述的三个撑杆之间还连接有3个槽钢，每个槽钢处于两个相邻的连接盖板之间。

所述的多股角撑座为第二角撑座22或第三角撑座23。

所述的第三角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢e234两端向外延伸，且端部固定焊接有连接板，位于直角边的一个H型钢f235端部也连接有一个连接板；所述第三角撑座各个H型钢外周的翼缘上开设有连接孔；H型钢f翼缘上开设有六个连接孔单元，每个连接孔单元有四个连接孔，每个连接孔单元中横向、纵向两个连接孔之间的距离均为2a；位于另一直角边的H型钢g236翼缘上开设有五个连接孔单元；H型钢e翼缘的中间段开设有七个连接孔单元，H型钢e翼缘的两端部分开设有两组两排八列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；各个H型钢的腹板和翼缘之间还焊接有多个加固筋板，加固筋板位于每个连接孔单元横向的中心位置；H型钢f与H型钢e之间焊接有一与H型钢g平行的加固H型钢a231，加固H型钢a与H型钢e、H型钢g之间焊接有两段加固H型钢b232；加固H型钢a、加固H型钢b的腹板与H型钢e的腹板同平面，加固H型钢a和加固H型钢b垂直设置，且加固H型钢a两翼缘之间对应加固H型钢b翼缘的位置焊接有加固筋板；第三角撑座的各个相邻H型钢之间，以及加固H型钢a与H型钢f连接处、加固H型钢b与H型钢g连接处均焊接有与腹板同平面的三角形加固钢板233。

在基坑的长边上设置有两个或两个以上的鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座22，位于两个第二角撑座之间的5个腹杆支架，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线。

所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具。

所述的第三角撑座一般仅用于连接角撑的撑杆，所述的第二角撑座通常同时连接角撑和鱼腹梁装置。其中所述的钢绞线锚具用于对鱼腹梁装置的钢绞线施加拉力，使鱼腹梁的各个腹杆对基坑侧壁的水泥搅拌桩墙面产生预应力，保证墙体稳固不倾斜或倒塌。所述的钢绞线端部穿过导板后分成两股，一股由锚具拉紧，另一股在锚具拉紧后固定在钢绞线固定板上。

所述的两个单股角撑和一个多股角撑的长度之比为6∶8∶15。

Claims (1)

1.一种用于基坑支护的角撑结构，其特征在于：包括有位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢，围檩型钢通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；

所述的围檩型钢为H型钢，其两侧的翼缘上等距开设有连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿围檩型钢长度方向以两排三列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为2a；围檩型钢的两端固定焊接有连接板，连接板上开设有以两排两列形式分布的四个连接孔，横向、纵向相邻的两个连接孔之间的距离均为2a；

所述的钢筋连接件包括有L形钢筋，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器，穿过围檩型钢的螺钉与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定；

位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢之间通过两个三角连接件连接，其中一个三角连接件连接在两个围檩型钢端部的连接板之间，另一个三角连接件连接在两个围檩型钢紧挨端部的侧面之间；

所述的三角连接件包括有两个垂直焊接的连接臂，每个连接臂上开设有六个连接孔，两个连接臂之间垂直焊接有一个等腰直角三角形的加固板；

在基坑靠近每个顶点处设置有3组角撑，包括有2组单股角撑和1组三股角撑；

所述的单股角撑包括有两个第一角撑座和一个撑杆，第一角撑座通过螺栓连接在围檩型钢上，撑杆与基坑顶点两侧围檩型钢构成一个等腰直角三角形，撑杆的一端与一个第一角撑座通过螺栓连接，撑杆的另一端与另一个第一角撑座之间连接有一个千斤顶；

两个单股角撑的撑杆之间连接有两个槽钢，两个槽钢相互垂直，且槽钢与撑杆之间形成45度夹角；

所述的第一角撑座由三块钢板首尾依次焊接围成一个等腰直角三角形，三块钢板中间垂直焊接有一块加强板，位于斜边的钢板上开设有六个连接孔，六个连接孔沿斜边长度方向以两排三列分布，横向相邻两连接孔的距离为a，纵向相邻两连接孔的距离为2a；位于一个直角边的钢板上开设有四个连接孔；四个连接孔以两排两列分布，横向、纵向相邻两连接孔的距离均为2a；且位于斜边的钢板上的六个连接孔的位置偏向未开设连接孔的钢板一侧；

所述的三股角撑包括有两个多股角撑座和三个撑杆；所述的多股角撑座通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且多股角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；每个多股角撑座下方支撑有横梁，所述横梁连接在两个水泥搅拌桩之间，且横梁与围檩型钢平行布置；

所述的水泥搅拌桩上部侧壁连接有托座件，托座件通过螺栓与水泥搅拌桩内的H型钢连接；所述的横梁架设在托座件上，且横梁与托座件通过螺栓连接；

所述的三个撑杆之间均匀连接有4个连接盖板，连接盖板与撑杆相互垂直；所述的三个撑杆之间还连接有3个槽钢，每个槽钢处于两个相邻的连接盖板之间；

所述的多股角撑座为第二角撑座或第三角撑座；

所述的第三角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢e两端向外延伸，且端部固定焊接有连接板，位于直角边的一个H型钢f端部也连接有一个连接板；所述第三角撑座各个H型钢外周的翼缘上开设有连接孔；H型钢f翼缘上开设有六个连接孔单元，每个连接孔单元有四个连接孔，每个连接孔单元中横向、纵向两个连接孔之间的距离均为2a；位于另一直角边的H型钢g翼缘上开设有五个连接孔单元；H型钢e翼缘的中间段开设有七个连接孔单元，H型钢e翼缘的两端部分开设有两组两排八列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；各个H型钢的腹板和翼缘之间还焊接有多个加固筋板，加固筋板位于每个连接孔单元横向的中心位置；H型钢f与H型钢e之间焊接有一与H型钢g平行的加固H型钢a，加固H型钢a与H型钢e、H型钢g之间焊接有两段加固H型钢b；加固H型钢a、加固H型钢b的腹板与H型钢e的腹板同平面，加固H型钢a和加固H型钢b垂直设置，且加固H型钢a两翼缘之间对应加固H型钢b翼缘的位置焊接有加固筋板；第三角撑座的各个相邻H型钢之间，以及加固H型钢a与H型钢f连接处、加固H型钢b与H型钢g连接处均焊接有与腹板同平面的三角形加固钢板；

所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢k的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具；

所述的钢绞线端部穿过导板后分成两股，一股由锚具拉紧，另一股在锚具拉紧后固定在钢绞线固定板上；

所述的两个单股角撑和一个多股角撑的长度之比为6∶8∶15。