一種圓形基坑拼裝支護結構的制作方法

一種圓形基坑拼裝支護結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓形基坑拼裝支護結構，屬于市政施工用設備領域。若干環狀連接件、伸縮式連接器和若干支護單元體；其中，所述各支護單元體的外壁表面為粗糙面；所述若干支護單元體通過伸縮式連接器和若干環狀連接件連接成經所述伸縮式連接器能調整直徑尺寸的圓環形結構體。該支護結構通過若干支護單元體、伸縮式連接器和若干環狀連接件形成一種便于拆裝且能保證結構穩固的適用于小型基坑支護的裝置，具有不影響環境、施工快、成本低的優點。
【專利說明】一種圓形基坑拼裝支護結構【技術領域】
[0001]本實用新型涉及市政工程施工用設備，特別是涉及一種圓形基坑拼裝支護結構。【背景技術】
[0002]目前在市政工程施工中，地下管線鋪設與修復是城市市政工程中的重要部分，但無論使用何種地下管線施工方式，都要修建大量的基坑和豎向工作井。以非開挖施工技術-拉管施工為例，大約50米左右就需要在地下管線的線路上安設一個工作井。這些基坑或者工作井大都屬于臨時結構物，待管線施工完畢以后要進行回填。該類基坑須遵守建筑基坑的有關規范。傳統的施工方法，如鋼板樁、地下連續墻、沉井等，施工周期長、造價高，很多材料不能回收再利用，特別是混凝土支護結構，施工完成后大都無法完全將結構移除，一則對周邊環境造成一定的影響，同時為今后市政工程施工帶來諸多不便。因此，研發一種可拆卸能夠重復使用的基坑支護結構，不僅具有重要的工程實用價值，而且對周邊環境保護具有積極意義。[0003]現有的基坑支護結構在一定程度加快了施工進度、降低了成本以及具有可重復回收利用等優點。但存在的缺點是:不能與基坑側壁密貼，但容易造成局部位移過大。需要將鋼結構結構吊裝，使施工風險因素增加。自身重力大，同時基坑的開挖又無法保證為規則的圓形，所以施工中很難保證按結構原設計的弧度和尺寸拼裝，相鄰兩層支護構件之間的間隙較大。拆卸模板過程中由于土壓力作用，結構拆卸困難，基坑容易發生垮塌事故。

【發明內容】

[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種圓形基坑拼裝支護結構，可在施工中減小局部變形或者地面沉降，施工后方便的拆卸移除，從而解決目前的基坑支護結構施工后局部位移較大及拆卸移除困難的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型實施例提供一種圓形基坑拼裝支護結構，包括:
[0006]若干環狀連接件、伸縮式連接器和若干支護單元體；其中，
[0007]所述各支護單元體的外壁表面為粗糙面；
[0008]所述若干支護單元體通過伸縮式連接器和若干環狀連接件連接成經所述伸縮式連接器能調整直徑尺寸的圓環形結構體。
[0009]本實用新型的有益效果為:通過若干支護單元體、伸縮式連接器和若干環狀連接件形成一種便于拆裝且能保證結構穩固的適用于小型基坑支護的裝置，通過伸縮式連接器以及外壁表面的粗糙面能夠使支護單元體與基坑內壁密貼，增加側摩阻力，具有不影響環境、施工快、成本低的優點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0011]圖1為本實用新型實施例提供的支護結構的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型實施例提供的支護結構的支護單元體的示意圖；
[0013]圖3為本實用新型實施例提供的支護結構的支護單元體的俯視圖；
[0014]圖4為本實用新型實施例提供的支護結構的墊塊的示意圖；
[0015]圖5為本實用新型實施例提供的支護結構的伸縮式連接器的示意圖；
[0016]圖6為圖5中的A — A向剖視圖；
[0017]圖7為圖5中的B處局部放大示意圖；
[0018]圖8為本實用新型實施例提供的支護結構的環狀連接件的示意圖；
[0019]圖9為本實用新型實施例提供的支護結構的環狀連接件側向剖視圖；
[0020]圖10為本實用新型實施例提供的另一結構的支護結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0022]本實用新型實施例提供一種圓形基坑拼裝支護結構，如圖1所示，該支護結構包括:若干支護單元體1、伸縮式連接器3和若干環狀連接件2 ；
[0023]若干支護單元體I的外壁表面4為粗糙面，可以增加與貼緊后基坑內壁的摩擦力；
[0024]其中，若干支護單元體I由伸縮式連接器3和若干環狀連接件2連接成圓環形結構體，伸縮式連接器3能調整所述圓環形結構體的直徑尺寸，從而能夠使支護結構與基坑內壁密貼，增加側摩阻力。
[0025]一般采用六個支護單元體I經四個環狀連接件2連接成一個具有小開口的圓環形結構的支護結構，開口處由伸縮式連接器3連接，通過調整伸縮式連接器3的長度，可以對形成的圓環形結構的直徑進行微調，從而使形成的支護結構可以在基坑內微調，支撐貼緊在基坑內壁上。
[0026]上述支護結構中，各支護單元體I結構均相同，如圖2、圖3所示，每個支護單元體由長方形弧形板11和固定設置在所述長方形弧形板一側中間部位的弧形管12構成；
[0027]所述管體12與所述長方形弧形板11之間設有若干墊塊13(墊塊結構如圖3所示)，使所述管體12的兩端處和中間至少一處與所述長方形弧形板之間分離具有空隙，弧形管12的兩端處設有螺栓孔14 ;通過該空隙可方便環狀連接件2套裝在該弧形管12的端部，進而通過螺栓孔14與螺栓配合固定連接。
[0028]上述支護結構中，所述長方形弧形板11和弧形管12的彎曲度為13.4%、曲率半徑為2500mm，所對應的圓心角為60° —般長方形弧形板和弧形管的長度均為2500mm，可根據所支護基坑直徑尺寸的需要，選擇不同長度。[0029]上述支護結構中，所述伸縮式連接器3如圖4、圖5、圖6所示，包括:連接管33和兩個連接頭31、32 ;其中，連接管33兩端均設有內螺紋，兩個連接頭31、32的一端分別通過螺紋活動連接在連接管33兩端，這樣可以向連接管33調節兩個連接頭31、32，縮短整個伸縮式連接器3的長度，反向調節兩個連接頭31、32則加長伸縮式連接器的長度；
[0030]在連接管33中間部位設有卡緊部34，該卡緊部34可在調節連接頭時方便用卡裝工具卡住連接管；各連接頭遠離連接連接管處的自由端(即未與連接管連接的自由端)設有連接支護單元體的通孔311，通過該通孔311可以方便的與支護單元體連接。
[0031 ] 上述支護結構中，環狀連接件2如圖7、圖8所示，由兩端設有連接孔的連接管件和能設置在連接孔內的連接螺栓(圖中未示出)構成。其中，連接管件端部的內徑大于與支護單元體的連接處的管體12、13的外徑，方便套裝在支護單元體I的管體12、13端部，以方便環狀連接件2與支護單元體I連接。
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0033]實施例一
[0034]本實施例提供的圓形基坑拼裝支護結構可解決市政工程中基坑支護工程成本高、位移變形大的等難題。該圓形基坑拼裝支護結構適用于直徑5米或5米以下的小直徑圓形基坑支護，可拆卸重復使用。
[0035]該圓形基坑拼裝支護結構由六個鋼結構的支護單元體和四個環向連接管(即環狀連接件)、一個伸縮式連接器拼裝構成，六個支護單元體經四個環向連接管連接完成后，最后連接伸縮式連接器，并調整伸縮式連接器的尺寸，使形成的圓形結構的支護結構和基坑內壁密貼，同時施加一個可抵消自身重力的環向應力。
[0036]該支護結構各部件的結構如下:
[0037](I)支護單元體:
[0038]鋼結構的支護單元體采用I根鋼管和長方形鋼片焊接而成，見圖2、圖3，其中，鋼片可采用Q235碳素結構鋼板，其弧長為2500mm，厚度為4mm，高為200mm ;鋼管可采用Q235鋼管，弧長為2500mm，其外徑為50mm，壁厚為5mm ;鋼管、鋼片的彎曲度為13.4%，其曲率半徑為2500_，所對應的圓心角為60°。可以知道，該支護單元體也可根據實際所支護基坑的需要選擇合適的尺寸，
[0039]支護單元體的外壁表面為粗糙面，這樣形成的圓形支護結構外表面粗糙，可以增加與基坑內壁的摩擦力。
[0040](2)伸縮式連接器:
[0041]如圖4、圖5、圖6所示，六個鋼結構的支護單元體經環狀連接件連接后，還剩有208mm的開口間隙，為了讓形成的圓環形結構能夠成為一個完整的、且能夠獨立承受外荷載的圓形結構，需要在鋼結構間隙處安裝一個能伸縮的伸縮式連接器，該伸縮式連接器由中間的連接管和設置在兩端的連接頭構成，連接管與連接頭經螺紋連接，連接頭可在連接管上伸縮，從而調整整個伸縮式連接器的長度。通過伸縮式連接器也使形成的整個圓環形結構支護結構連接成一個完整、閉合的獨立承載結構。
[0042]該伸縮式連接器螺紋的尺寸按照《中華人民共和國國家標準一梯形螺紋第I部分》進行設計的。螺紋類型選擇為公稱直徑為50mm的梯形螺紋，螺距為8mm，螺紋牙高為4mm，螺紋牙頂和牙底寬為2.928mm，螺紋牙側角為30°，螺紋標記為Tr50 X 8 (梯形螺紋、直徑50、螺距8)。經過驗算，螺紋在靜荷載作用下能夠保持自鎖(中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會，2005)。
[0043](3)環狀連接件(即環向連接管):
[0044]如圖7、圖8所示，該支護結構的環向連接管與支護單元體的連接方式是通過對接外套管連接，螺栓固定的方式，可以約束標準鋼結構單元連接點的位移、平面內轉動及扭轉。環向連接管(可采用鋼管)之間通過一根長500_對接外套管和螺栓連接。環向連接管的外徑為70mm，壁厚為5mm，其曲率半徑為2500mm，所對應的圓心角為10° ;螺栓孔的尺寸為20mmX14mm。環向連接管的結構如圖4。
[0045]經過強度驗算，確定螺栓規格為d = M10、公稱長度為100mm、產品性能等級為8.8、產品等級為A級的六角頭螺栓，即GB/T5782，MlOX 100 (國家質量技術監督局，2000)。
[0046]進一步，上述的支護結構中，圓環形結構體101為多個，分層疊裝設置并通過若干豎向連接件102連接形成整體的圓環形結構體；具體的:各圓環形結構體101豎向分層疊裝設置形成圓環形結構體，所述豎向連接件102豎向連接(可通過抱箍連接)在各層圓環形結構體(如可連接在各層的支護單元體間)之間。
[0047]這種結構的支護結構中的豎向連接件采用豎向連接鋼管，采用豎向連接鋼管將每層結構連接起來，可使支護結構具有較好的整體穩定性，如若設置多層圓形基坑拼裝支護結構，則每相鄰三層結構由豎向連接鋼管通過抱箍(可采用腳手架扣件)相連接；根據實際安裝情況，每層支護結構均勻安裝6根豎向連接鋼管，各結構層之間要互相錯開安裝。豎向連接鋼管可米用長600mm,外徑50mm,內徑40mm的鋼管。
[0048]上述連接豎向連接鋼管的抱箍可采用腳手架對接扣件，該腳手架對接扣件可選用能用于外徑為50mm鋼管的對接扣件，扣件力學性能應滿足《鋼管腳手架扣件》(GB15831-2006)的相關要求(中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會，2006)。
[0049]上述支護結構的支護單元體中，在管體下設置的鋼墊塊使管體與長方形弧形板之間的空隙，可以便于安裝豎向連接鋼管，使腳手架扣件能很好的抓住環向支撐鋼管，通過設置鋼墊塊，增加了豎向連接鋼管的安裝靈活性，還增強了整體結構的剛度。
[0050]該支護結構的整體結構為:每層的圓形基坑拼裝支護結構是由標準鋼結構的支護單元體通過環狀連接件和伸縮式連接器拼裝而成。首先通過環狀連接件將同一層的標準鋼結構單元連接成一個能獨立承受外荷載的單層結構，然后通過豎向連接鋼管將各單層承載結構連接成整體結構，使其具有較大的剛度、較好的穩定性，能夠很好的抵抗外荷載。在安裝每層的支護結構時，首先通過環向連接鋼管將6塊標準鋼結構的支護單元體安裝好；然后再剩余的21cm空隙間安裝伸縮式連接器，使整層結構連接成一個完整、閉合的獨立承載結構。各層結構間通過豎向連接鋼管將其連接成一整體，每相鄰三層結構由豎向連接鋼管通過腳手架扣件相連接；根據實際安裝情況，每層結構均勻安裝6根豎向連接鋼管，各結構層之間要互相錯開安裝，形成的整體支護結構見圖10。
[0051]本實用新型的有益效果如下:
[0052](I)通過設置伸縮式連接器，支護結構與基坑坑壁完全密貼，從而使結構形成一個封閉的圓形，結構的受力變的更加合理，并能夠向坑壁提供一個預壓作用，并配合支護單元體的粗糙外表面，很大程度的抑制坑壁位移。同時，由于主動預壓應力的存在，支護結構與側壁之間摩擦力增大，能夠平衡結構的自身重力，因而安裝時不必再使用吊桿。
[0053](2)每層支護構件構成一個獨立的支護體系，可現場根據工程地質條件調節相鄰兩層的間隔距離，結構之間的間隙具有可調節性。
[0054]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種圓形基坑拼裝支護結構，其特征在于，包括: 若干環狀連接件、伸縮式連接器和若干支護單元體；其中， 所述各支護單元體的外壁表面為粗糙面； 所述若干支護單元體通過伸縮式連接器和若干環狀連接件連接成經所述伸縮式連接器能調整直徑尺寸的圓環形結構體。
2.如權利要求1所述的支護結構，其特征在于，所述伸縮式連接器包括: 兩個連接頭和連接管；其中， 所述兩個連接頭的一端分別通過螺紋活動連接在所述連接管兩端的內螺紋上； 所述各連接頭的自由端設有連接支護單元體的通孔，所述連接管中間部位設有卡緊部。
3.如權利要求1所述的支護結構，其特征在于，所述各支護單元體由長方形弧形板和固定設置在所述長方形弧形板一側中間部位的弧形管構成； 所述管體與所述長方形弧形板之間設有若干墊塊，使所述管體的兩端處和中間至少一處與所述長方形弧形板之間分離具有空隙。
4.如權利要求3所述的支護結構，其特征在于，所述長方形弧形板和弧形管所對應的圓心角為60°，彎曲度為13.4%、曲率半徑為2500_。
5.如權利要求3所述的支護結構，其特征在于，所述長方形弧形板和弧形管的長度為2500mmo
6.如權利要求3、4或5所述的支護結構，其特征在于，所述弧形管的兩端處設有螺栓孔。
7.如權利要求1至5任一項所述的支護結構，其特征在于，所述環狀連接件由兩端設有連接孔的連接管件和能設置在所述連接孔內的連接螺栓構成。
8.如權利要求7所述的支護結構，其特征在于，所述連接管件端部的內徑大于與所述支護單元體的連接處的管體的外徑。
9.如權利要求1至5任一項所述的支護結構,其特征在于,還包括:若干豎向連接件； 所述形成的圓環形結構體為多個分層疊裝設置，所述豎向連接件豎向連接在各層圓環形結構體之間形成整體的圓環形結構體。
10.如權利要求9所述的支護結構,其特征在于,所述豎向連接件通過抱箍豎向連接在各層圓環形結構體之間。
【文檔編號】E02D17/04GK203755314SQ201320735504
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】楊宇友, 閻錫東, 賈大鵬, 趙國慶, 賀會策 申請人:中國地質大學（北京）