一种预制装配式生态型基坑支护结构及支护方法

本发明属于建筑施工，具体涉及一种预制装配式生态型基坑支护结构及支护方法。

背景技术：

1、基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。我国的深基坑工程始于20世纪80年代，由于城市高层建筑的迅速发展，地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要，高层建筑需要建设一定的地下室。近几年，由于城市地铁工程的迅速发展，地铁车站、局部区间明挖等也涉及到基坑工程，在双线交叉的地铁车站，基坑深达20-30m。此外，水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，可能广泛涉及城市人口密集区的土层开挖，基坑周围通常存在交通要道、已有建筑或地下管线等各种构筑物，这就涉及到基坑工程的一个很重要内容，要保护其周边构筑物的安全使用。然而，一般的基坑支护多是临时结构、投资大也易造成浪费，且可能的临时支护结构可靠性不高又容易造成工程事故。因此，在建筑工业化及可持续发展要求的背景下，如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。

2、传统的基坑支护方法主要是地下连续墙法，地下连续墙法是在地下分段开挖狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，形成钢筋混凝土墙段，最后将这些墙段连成一道连续的地下墙壁。采用地下连续墙法得到的支护结构具有较高的承载力和稳定性，适用于各种地质条件，因此能够作为大型工程的深基坑围护的常用方式。但是，这种支护结构需要开挖深槽和混凝土浇筑，施工步骤繁琐，因此会导致整体的施工周期较长，影响工程进度，而且该支护结构为临时结构，一次投入成本高，无法周转或回收使用，增加了施工成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种预制装配式生态型基坑支护结构及支护方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种预制装配式生态型基坑支护结构，包括第一支护机构、第二支护机构和中间连接机构，所述第一支护机构、第二支护机构分别设置在基坑的相对两侧；所述第一支护机构包括第一支护框架，所述第一支护框架沿着基坑内壁倾斜设置，第一支护框架的内侧设有第一支护板，第一支护框架的顶部倾斜设有第一外支护桩，所述第一外支护桩用于插入基坑侧壁的土层中；所述第二支护机构包括第二支护框架，所述第二支护框架沿着基坑内壁倾斜设置，第二支护框架的内侧设有第二支护板，第二支护框架的顶部倾斜设有第二外支护桩，所述第二外支护桩用于插入基坑侧壁的土层中；所述中间连接机构的两端分别与第一支护框架和第二支护框架可拆卸连接。

3、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述中间连接机构包括中间固定桩，所述中间固定桩的底部插设在基坑底部的土层中，中间固定桩上设有第一连接头和第二连接头，所述第一连接头与第一支护框架之间设有第一连杆组件，所述第二连接头与第二支护框架之间设有第二连杆组件。

4、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一连杆组件包括第一连杆a、第一连杆b和第一调节套，所述第一调节套的两端分别与第一连杆a和第一连杆b螺纹连接，所述第一连杆a远离第一调节套的一端与第一支护框架连接，所述第一连杆b远离第一调节套的一端与第一连接头连接。

5、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一连杆a和第一连杆b的表面螺纹方向相反。

6、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二连杆组件包括第二连杆a、第二连杆b和第二调节套，所述第二调节套的两端分别与第二连杆a和第二连杆b螺纹连接，所述第二连杆a远离第二调节套的一端与第二支护框架连接，所述第二连杆b远离第二调节套的一端与第二连接头连接。

7、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二连杆a和第二连杆b的表面螺纹方向相反。

8、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述中间固定桩的底部设有辅助固定机构。

9、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述辅助固定机构包括多个辅助固定座，多个辅助固定座沿着中间固定桩周向设置，辅助固定座与中间固定桩之间连接有拉杆，辅助固定座的底部设有辅助固定钉。

10、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一支护框架包括第一支护顶梁、第一支护底梁、第一左侧梁、第一右侧梁和第一中间连接梁，所述第一支护顶梁、第一左侧梁、第一支护底梁和第一右侧梁首尾相连呈矩形结构，第一支护顶梁沿其长度方向开设有供第一支护板插入的第一插入槽，第一支护底梁沿其长度方向开设有与第一支护板适配的第一限位槽；所述第一左侧梁和第一右侧梁的底部均插设在基坑底部的土层中，所述第一中间连接梁的两端分别与第一左侧梁和第一右侧梁相连。

11、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一支护顶梁和第一中间连接梁的侧壁均开设有第一限位滑槽，所述第一限位滑槽内设有第一滑块，所述第一滑块与第一连杆a相连。

12、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一支护板包括多个相互拼接的第一板体，所述第一板体的一侧设有第一拼接插槽，第一板体的另一侧设有与第一拼接插槽适配的第一拼接凸起。

13、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一板体上开设有第一排水孔，所述第一排水孔内设有第一导水筒，所述第一导水筒的一端插入基坑侧壁的土层中。

14、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一导水筒包括第一筒体，所述第一筒体的一端设有第一螺旋头，第一筒体的另一端设有第一阻挡片，第一筒体表面开设有多个第一导水孔，所述第一导水孔的外侧设有第一挡土片。

15、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二支护框架包括第二支护顶梁、第二支护底梁、第二左侧梁、第二右侧梁和第二中间连接梁，所述第二支护顶梁、第二左侧梁、第二支护底梁和第二右侧梁首尾相连呈矩形结构，第二支护顶梁沿其长度方向开设有供第二支护板插入的第二插入槽，第二支护底梁沿其长度方向开设有与第二支护板适配的第二限位槽；所述第二左侧梁和第二右侧梁的底部均插设在基坑底部的土层中，所述第二中间连接梁的两端分别与第二左侧梁和第二右侧梁相连。

16、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二支护顶梁和第二中间连接梁的侧壁均开设有第二限位滑槽，所述第二限位滑槽内设有第二滑块，所述第二滑块与第二连杆a相连。

17、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二支护板包括多个相互拼接的第二板体，所述第二板体的一侧设有第二拼接插槽，第二板体的另一侧设有与第二拼接插槽适配的第二拼接凸起。

18、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二板体上开设有第二排水孔，所述第二排水孔内设有第二导水筒，所述第二导水筒的一端插入基坑侧壁的土层中。

19、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二导水筒包括第二筒体，所述第二筒体的一端设有第二螺旋头，第二筒体的另一端设有第二阻挡片，第二筒体表面开设有多个第二导水孔，所述第二导水孔的外侧设有第二挡土片。

20、另一方面，本发明采用以下技术方案：一种预制装配式生态型基坑支护方法，使用上述的预制装配式生态型基坑支护结构，所述基坑支护方法包括以下步骤：

21、s1，测量放线，基坑开挖，并使基坑侧壁形成倾斜面；

22、s2，向基坑侧壁的土层中插入第一外支护桩，并安装第一支护框架和第一支护板；向基坑侧壁的土层中插入第二外支护桩，并安装第二支护框架和第二支护板；

23、s3，安装中间连接机构，并将中间连接机构的两端分别与第一支护框架和第二支护框架连接，使第一支护框架和第二支护框架保持固定状态。

24、本发明的有益效果为：

25、本发明将第一支护框架和第二支护框架沿着基坑内壁倾斜设置，利用第一外支护桩和第二外支护桩插入基坑侧壁的土层中，在满足基坑稳定性的基础上来减少第一支护框架和第二支护框架位移和受力，提高基坑的支护稳定性，增加了施工安全性。本发明通过预制装配的方式实现了基坑支护结构部件的标准化，省去了大量繁琐施工步骤，其装配简单，施工方便快捷，可大大减少施工周期，提高施工效率，而且各个标准化的部件可周转多次使用，降低了施工成本。

技术特征：

1.一种预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，包括第一支护机构、第二支护机构和中间连接机构，所述第一支护机构、第二支护机构分别设置在基坑的相对两侧；所述第一支护机构包括第一支护框架(1)，所述第一支护框架(1)沿着基坑内壁倾斜设置，第一支护框架(1)的内侧设有第一支护板，第一支护框架(1)的顶部倾斜设有第一外支护桩(2)，所述第一外支护桩(2)用于插入基坑侧壁的土层中；所述第二支护机构包括第二支护框架(3)，所述第二支护框架(3)沿着基坑内壁倾斜设置，第二支护框架(3)的内侧设有第二支护板，第二支护框架(3)的顶部倾斜设有第二外支护桩(4)，所述第二外支护桩(4)用于插入基坑侧壁的土层中；所述中间连接机构的两端分别与第一支护框架(1)和第二支护框架(3)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述中间连接机构包括中间固定桩(5)，所述中间固定桩(5)的底部插设在基坑底部的土层中，中间固定桩(5)上设有第一连接头(6)和第二连接头(7)，所述第一连接头(6)与第一支护框架(1)之间设有第一连杆组件(8)，所述第二连接头(7)与第二支护框架(3)之间设有第二连杆组件(9)。

3.根据权利要求2所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第一连杆组件(8)包括第一连杆a、第一连杆b和第一调节套，所述第一调节套的两端分别与第一连杆a和第一连杆b螺纹连接，所述第一连杆a远离第一调节套的一端与第一支护框架(1)连接，所述第一连杆b远离第一调节套的一端与第一连接头(6)连接；所述第一连杆a和第一连杆b的表面螺纹方向相反。

4.根据权利要求2所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第二连杆组件(9)包括第二连杆a、第二连杆b和第二调节套，所述第二调节套的两端分别与第二连杆a和第二连杆b螺纹连接，所述第二连杆a远离第二调节套的一端与第二支护框架(3)连接，所述第二连杆b远离第二调节套的一端与第二连接头(7)连接；所述第二连杆a和第二连杆b的表面螺纹方向相反。

5.根据权利要求2所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述中间固定桩(5)的底部设有辅助固定机构；所述辅助固定机构包括多个辅助固定座(10)，多个辅助固定座(10)沿着中间固定桩(5)周向设置，辅助固定座(10)与中间固定桩(5)之间连接有拉杆(11)，辅助固定座(10)的底部设有辅助固定钉(12)。

6.根据权利要求3所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第一支护框架(1)包括第一支护顶梁(13)、第一支护底梁(14)、第一左侧梁(15)、第一右侧梁(16)和第一中间连接梁(17)，所述第一支护顶梁(13)、第一左侧梁(15)、第一支护底梁(14)和第一右侧梁(16)首尾相连呈矩形结构，第一支护顶梁(13)沿其长度方向开设有供第一支护板插入的第一插入槽，第一支护底梁(14)沿其长度方向开设有与第一支护板适配的第一限位槽；所述第一左侧梁(15)和第一右侧梁(16)的底部均插设在基坑底部的土层中，所述第一中间连接梁(17)的两端分别与第一左侧梁(15)和第一右侧梁(16)相连；所述第一支护顶梁(13)和第一中间连接梁(17)的侧壁均开设有第一限位滑槽(18)，所述第一限位滑槽(18)内设有第一滑块(27)，所述第一滑块(27)与第一连杆a相连。

7.根据权利要求6所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第一支护板包括多个相互拼接的第一板体(19)，所述第一板体(19)的一侧设有第一拼接插槽，第一板体(19)的另一侧设有与第一拼接插槽适配的第一拼接凸起；所述第一板体(19)上开设有第一排水孔(20)，所述第一排水孔(20)内设有第一导水筒(21)，所述第一导水筒(21)的一端插入基坑侧壁的土层中；所述第一导水筒(21)包括第一筒体(22)，所述第一筒体(22)的一端设有第一螺旋头(23)，第一筒体(22)的另一端设有第一阻挡片(24)，第一筒体(22)表面开设有多个第一导水孔(25)，所述第一导水孔(25)的外侧设有第一挡土片(26)。

8.根据权利要求4所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第二支护框架(3)包括第二支护顶梁、第二支护底梁、第二左侧梁、第二右侧梁和第二中间连接梁，所述第二支护顶梁、第二左侧梁、第二支护底梁和第二右侧梁首尾相连呈矩形结构，第二支护顶梁沿其长度方向开设有供第二支护板插入的第二插入槽，第二支护底梁沿其长度方向开设有与第二支护板适配的第二限位槽；所述第二左侧梁和第二右侧梁的底部均插设在基坑底部的土层中，所述第二中间连接梁的两端分别与第二左侧梁和第二右侧梁相连；所述第二支护顶梁和第二中间连接梁的侧壁均开设有第二限位滑槽，所述第二限位滑槽内设有第二滑块，所述第二滑块与第二连杆a相连。

9.根据权利要求8所述的预制装配式生态型基坑支护结构，其特征在于，所述第二支护板包括多个相互拼接的第二板体，所述第二板体的一侧设有第二拼接插槽，第二板体的另一侧设有与第二拼接插槽适配的第二拼接凸起；所述第二板体上开设有第二排水孔，所述第二排水孔内设有第二导水筒，所述第二导水筒的一端插入基坑侧壁的土层中；所述第二导水筒包括第二筒体，所述第二筒体的一端设有第二螺旋头，第二筒体的另一端设有第二阻挡片，第二筒体表面开设有多个第二导水孔，所述第二导水孔的外侧设有第二挡土片。

10.一种预制装配式生态型基坑支护方法，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述的预制装配式生态型基坑支护结构，所述基坑支护方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种预制装配式生态型基坑支护结构及支护方法，该基坑支护结构包括第一支护机构、第二支护机构和中间连接机构，第一支护机构包括第一支护框架，第一支护框架的内侧设有第一支护板，第一支护框架的顶部倾斜设有第一外支护桩，第二支护机构包括第二支护框架，第二支护框架的内侧设有第二支护板，第二支护框架的顶部倾斜设有第二外支护桩，中间连接机构的两端分别与第一支护框架和第二支护框架可拆卸连接。本发明通过预制装配的方式实现了基坑支护结构部件的标准化，省去了大量繁琐施工步骤，其装配简单，施工方便快捷，可大大减少施工周期，提高施工效率，而且各个标准化的部件可周转多次使用，降低了施工成本。

技术研发人员：陈佩佩,王熳祺,诸瑞松,哈真,马黎君
受保护的技术使用者：北京建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5