一种基坑支护结构

技术领域

本发明涉及地基基础建设技术领域，尤其涉及一种基坑支护结构。

背景技术

基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开挖不深者可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工规定确定。开挖较深及邻近有建筑物者，可用基坑壁支护方法，喷射混凝土护壁方法，大型基坑甚至采用地下连续墙和柱列式钻孔灌注桩连锁等方法，防护外侧土层坍入。

目前，深大基坑的支护多采用普通钢筋混凝土支撑梁，大型基坑因受到空间效应的影响，在大型基坑的中部变形较大。而目前的支撑梁在每一施工段先大面积开挖，待支撑完成再开挖其余土方，开挖至第一道支撑梁底时，浇筑混凝土平层，该平层做第一道支撑梁的底模，再放置第一道支撑梁的钢筋笼，安装侧模，浇筑混凝土。当第一道支撑梁凝固后，其强度达到设计要求后，再进行下一段的土方开挖，开挖至第二道支撑梁的上平面，采用机械开挖沟槽再用人工修整方式至支撑梁底，再浇筑混凝土平层作为第二道支撑梁的底模，放置第二道支撑梁的钢筋笼，安装侧模，浇筑混凝土。当第二道支撑梁凝固后，其强度达到设计要求后，再进行下一段的土方开挖。一直重复上述操作。

但是这种施工方式由于支撑梁为现场制作，其凝结时间长，通常需要等到2-3天后，其强度才能达到设计要求。因此其施工效率低下，对于后续施工工期影响较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种施工效率高的基坑支护结构。

为解决以上技术问题，本发明提供一种基坑支护结构，包括

围护墙，其具有两个以上相互拼接的预制围护构件，以及

支撑梁系，其受力筋的至少一端部和/或部分预埋件与预制围护构件的预埋件机械连接固定，所述支撑梁系大致水平设置。

作为优选，所述支撑梁系包括若干连接在围护墙上以支撑所述围护墙的支撑梁；

优选的，支撑梁两端分别连接在相邻两个互成角度的围护墙；

和/或支撑梁两端分别连接相对设置的两个围护墙上，

和/或支撑梁两端分别连接在同一围护墙上，且支撑梁朝向基坑中心形成有反供部；

优选的，支撑梁与围护墙之间还设置有斜撑梁；和/或相邻两个支撑梁之间设置有斜撑梁；

优选的，所述支撑梁为预制梁或钢梁。

作为优选，所述围护构件内预留有多个第一预埋件，所述支撑梁内预留有多个第二预埋件，且至少部分数量的第一预埋件和至少部分数量的第二预埋件通过连接器连接固定。

作为优选，所述连接器包括分别连接第一预埋件和第二预埋件的连接部；

所述连接部两端均为螺纹连接端，连接部两端分别与第一预埋件和第二预埋件螺纹连接；

或者，所述连接部其中一端为螺纹连接端，另一端为插接端，第一预埋件与连接部螺纹连接，第二预埋件配置有接头，接头内设置有卡接固定连接部插接端的锁止机构；

或者，所述连接部其中一端为螺纹连接端，另一端为插接端，第二预埋件与连接部螺纹连接，第一预埋件配置有接头，接头内设置有卡接固定连接部插接端的锁止机构；

或者，所述连接部两端均为插接端，第一预埋件与第二预埋件内均配置有接头，接头内设置有卡接固定连接部插接端的锁止机构。

作为优选，所述连接器包括分别对应连接第一预埋件和第二预埋件的两个对接件，以及对应连接两个对接件的连接部；

其中，所述对接件和连接部中至少有一者具有长度调节部，以调节所述连接器的轴向长度，且连接完成后对接件与第一预埋件、连接部、第二预埋件在轴向上张紧连接；

优选的，所述长度调节部包括螺纹调节腔、卡接调节腔、插接调节腔中的一种或者多种组合，且至少一长度调节部为螺纹调节腔或插接调节腔。

作为优选，所述长度调节部设置在连接部上，至少一对接件与连接部能够通过长度调节部调节所述对接件与连接部的配合长度，以调节安装过程中连接器的轴向长度；

优选的，所述对接件上设置有锁紧件，连接完成后锁紧件与连接部端面抵紧，所述锁紧件与对接件为一体结构或分体结构；

优选的，所述锁紧件与对接件为分体结构，所述锁紧件套设在对接件上并通过螺纹连接的方式与对接件配合连接。

作为优选，所述长度调节部设置在对接件上，所述连接部与对接件能够通过长度调节部调节所述连接部与对接件的配合长度，以调节安装过程中连接器的轴向长度；

优选的，所述连接部上设置有锁紧件，连接完成后锁紧件与对接件端面抵紧，所述锁紧件与连接部为一体结构或分体结构；

优选的，所述锁紧件与连接部为分体结构，所述锁紧件套设在连接部上并通过螺纹连接的方式与对接件配合连接。

作为优选，当所述长度调节部为卡接调节腔时，所述对接件与连接部其中一者的对接端有直径大于本体的粗大部，另一者对接端设置有供本体穿过且最小直径小于粗大部的通孔，所述卡接调节腔的直径大于粗大部的最大外径，且卡接调节腔的轴向长度大于粗大部的轴向长度，以供安装时对接件与连接部进行配合长度的调节；

或者，当所述长度调节腔为插接调节腔室，所述对接件与连接部其中一者的对接端设置有插接头，另一者对接端具有插接通道且插接通道内安装有弹性卡接组件，连接时，插接头由插接通道插入直至与弹性卡接组件形成卡接，所述弹性卡接组件在轴向上具有伸缩行程，以供安装时对接件与连接部进行配合长度的调节；

优选的，所述弹性卡接组件包括沿着逆向插接方向依次设置的弹性件、卡接件和限位件，所述卡接件在弹性件的作用力下与限位件相抵，所述插接头的卡接部直径顺向插接方向逐渐增大，使得插接头的卡接部与插接通道或限位件之间形成在逆向插接方向拉拔过程中供卡接件楔入的楔入腔。

作为优选，所述第一预埋件和对接件其中一者为公接件，另一者为母接件，所述第一预埋件与对接件之间相互配合形成轴向抗拉和抗压连接；

所述第二预埋件和对接件其中一者为公接件，另一者为母接件，所述第二预埋件与对接件之间相互配合形成轴向抗拉和抗压连接；

优选的，所述对接件上设置有锁紧件，连接完成后锁紧件与对应的第一预埋件或围护构件的外壁侧面抵紧；

所述对接件上设置有锁紧件，连接完成后锁紧件与对应的第二预埋件或支撑梁的端面抵紧；

优选的，所述锁紧件与对接件为一体结构或分体结构；

优选的，所述对接件与第一预埋件通过螺接、插接中的任意一种方式进行连接，和/或所述对接件与第二预埋件通过螺接、插接中的任意一种方式进行连接。

作为优选，支撑梁与围护构件之间衔接有混凝土现浇段，混凝土现浇段至少包覆第一预埋件的裸露部分、第二预埋件的裸露部分以及连接器的裸露部分。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)利用相互拼接的预制围护构件构成的围护墙，可以将所形成的围护墙作为建设多层地下室、地下铁道、地下商业街等各种地下建筑的外墙，在后续施工时，只需在围护墙的基础上加以改造，进行防水等处理即可，节约工程造价。

(2)在同一深度尺寸下，将预制的支撑梁系机械连接在围护构件上，只需要将支撑梁系吊装至地面，并将支撑梁系的受力筋和/或预埋件与围护构件的预埋件机械连接后，即可进行开挖下方的土方，不需要在现场进行钢筋绑扎、浇筑混凝土，也不需要现场等待混凝土凝结，可以大大节省施工时间。

附图说明

图1为本发明实施例1中的基坑支护结构的结构示意图；

图2为本发明实施例1中另一种基坑支护结构的结构示意图；

图3为本发明实施例1中的连接器的使用状态图；

图4为本发明实施例1中的另一种结构形式的连接器的使用状态图；

图5为本发明实施例1中的另一种结构形式的连接器的使用状态图；

图6为本发明实施例2中的连接器的使用状态图；

图7为本发明实施例2中的另一种结构形式的连接器的使用状态图；

图8为本发明实施例2中的另一种结构形式的连接器的使用状态图；

图9为本发明实施例3中的连接器的使用状态图；

图10为本发明实施例4中的连接器的使用状态图；

图11为本发明实施例5中的连接器的使用状态图；

图12为本发明实施例5中的另一种结构形式的连接器的使用状态图

具体实施方式

为了便于理解本发明技术方案，以下结合附图与具体实施例进行详细说明。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种基坑支护结构，包括围护墙10，其具有两个以上相互拼接的预制围护构件1，以及支撑梁系20，其受力筋的至少一端部和/或部分预埋件与预制围护构件1的预埋件机械连接固定，所述支撑梁系20大致水平设置。

在上述结构中，利用相互拼接的预制围护构件1构成的围护墙10，可以将所形成的围护墙10作为建设多层地下室、地下铁道、地下商业街等各种地下建筑的外墙，在后续施工时，只需在围护墙10的基础上加以改造，进行防水等处理即可，节约工程造价。另外，在同一深度尺寸下，将预制的支撑梁系20机械连接在围护构件1上，只需要将支撑梁系20吊装至地面，并将支撑梁系20的受力筋和/或预埋件与围护构件1的预埋件机械连接后，即可进行开挖下方的土方，不需要在现场进行钢筋绑扎、浇筑混凝土，也不需要现场等待混凝土凝结，可以大大节省施工时间。

除此之外，在实际施工过程中，需要根据基坑的实际深度，在围护墙10的高度方向上，间隔安装多个支撑梁系20。当然，在高度方向上相邻的两个支撑梁系20之间可以通过支撑柱进行连接。

在本实施例中，支撑梁系20包括若干连接在围护墙10上以支撑所述围护墙10的支撑梁2。

如图1和图2所示，支撑梁2的布置形式可以多变，只要能支撑围护墙即可。优选的，支撑梁2两端分别连接在相邻两个互成角度的围护墙10上，和/或支撑梁2两端分别连接相对设置的两个围护墙10上，和/或支撑梁2两端分别连接在同一围护墙10上，且支撑梁2朝向基坑中心形成有反供部2a。另外，支撑梁2与围护墙10之间还设置有斜撑梁5；和/或相邻两个支撑梁之间设置有斜撑梁5。在本实施例中，支撑梁2为预制梁或钢梁，同样的，斜撑梁5也可以为预制梁或钢梁。

目前，支撑梁与围护墙之间通常采用锚固连接的方式，即支撑梁的预埋筋伸到围护墙的轴向中线即可，或者支撑梁的预埋筋穿过围护墙，支撑梁的预埋筋与围护墙的预埋筋之间并无连接关系。因此支撑梁与围护墙之间的连接强度不高，稳定性差，容易导致基坑坍塌。

如图3所示，在本实施例中，围护构件1内预留有多根第一预埋件11，支撑梁2内预留有多根第二预埋件21，且至少部分数量的第一预埋件11和至少部分数量的第二预埋件21通过连接器3连接固定。

在上述结构中，通过第一预埋件11和第二预埋件21连接固定，以使围护墙10和支撑梁2连接为一体，围护墙10和支撑梁2能够承受更大的载荷。并且传统锚固的连接方式，在连接处的混凝土破碎后，预埋筋与围护墙10和支撑梁2之间的连接失效，支撑梁2容易坠落，具有更大的安全隐患。而在本实施例中，第一预埋件11和第二预埋件21连接处的部分混凝土破碎，第一预埋件11和第二预埋件21是在保持连接状态，不会出现连接失效的情况，支撑梁2并不会坠落，而在混凝土破碎后，也可以进行填补混凝土，因此本实施例的连接方式更加稳定可靠。在本实施例中，围护构件1为预制钢板桩、钢管组合板桩、预制混凝土板桩等。

另外，在本实施例中，围护构件1内的多根第一预埋件11所处高度不同，也就是说，在围护构件1的高度方向上，不同高度位置下的支撑梁2的第二预埋件21与围护构件1内的不同高度的第一预埋件11对应连接。在满足连接强度的情况下，可以只是部分数量的第一预埋件11和部分数量的第二预埋件一一对应连接。其中，第一预埋件11和第二预埋件21可以是满足设计要求的任何长条状建材(如圆钢、螺纹钢、PC钢棒等)。

进一步的说，支撑梁2与围护构件1之间衔接有混凝土现浇段4，混凝土现浇段4至少包覆第一预埋件11的裸露部分、第二预埋件21的裸露部分以及连接器3的裸露部分。由于在支撑梁2与围护构件1连接后，第一预埋件11、第二预埋件21、连接器3裸露在外面，此时支撑梁2端面与围护构件1外表面没有接触，支撑梁2无法起到支撑作用。为了使支撑梁2实现支撑作用，并且保证支撑梁2与围护墙10的连接强度，因此在支撑梁2与围护构件1连接后，两者之间衔接有混凝土现浇段4，使支撑梁2与围护构件1的混凝土主体部分连接为一体结构。

如图3所示，连接器3包括分别连接第一预埋件11和第二预埋件21的连接部31；连接部31两端均为螺纹连接端，连接部31两端分别与第一预埋件11和第二预埋件21螺纹连接。在本实施例中，连接器3为双头螺杆，第一预埋件11和第二预埋件21具有螺孔。当然，连接器3也可以是套筒，第一预埋件11和第二预埋件21均具有伸出混凝土表面的延伸段，延伸段与套筒螺纹连接。

另外，如图4所示，本实施例的连接器3还具有另一种结构形式。连接部31两端均为插接端，第一预埋件11与第二预埋件21内均配置有接头，接头32内设置有卡接固定连接部31插接端的锁止机构33。

另外，如图5所示，本实施例的连接器3还具有另一种结构形式。连接部31其中一端为螺纹连接端，另一端为插接端，第一预埋件11与连接部31螺纹连接，第二预埋件21配置有接头32，接头内设置有卡接固定连接部31插接端的锁止机构33。

在本实施例中，斜撑梁5与支撑梁2以及围护墙10之间的连接方式可以与支撑梁2和围护墙10之间的连接方式相同，此处不再赘述。

实施例2

本实施例中，与实施例1相同部分给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例与实施例1不同之处在于：连接器的结构形式不同。

另外由于连接器3在制作过程中采取各种措施保证构件的尺寸精度和制造精度，连接器3的尺寸误差和连接器3中各部件的位置误差仍是不可避免的，且部件与部件之间的配合精度误差也是不可避免的(例如螺纹间隙误差)；另一方面，为了保证组装的顺利进行，连接器3之间必须留有一定程度的间隙，才能避免组装过程中的碰撞，而这些间隙的存在也使得安装过程中支撑梁2和围护构件1之间存在不可避免的长度误差，最终导致支撑梁2和围护构件1之间的传力稳定性和可靠性降低。

如图6所示，连接器3包括分别对应连接第一预埋件11和第二预埋件21的两个对接件34，以及对应连接两个对接件34的连接部31；其中，所述对接件34和连接部31中至少有一者具有长度调节部35，以调节所述连接器3的轴向长度，且连接完成后对接件34与第一预埋件11、连接部31、第二预埋件21在轴向上张紧连接。

进一步的说，长度调节部35包括螺纹调节腔35a、卡接调节腔35b、插接调节腔35c中的一种或者多种组合，且至少一长度调节部35为螺纹调节腔35a或插接调节腔35c。

具体的说，在本实施例中，长度调节部35为螺纹调节腔35a，长度调节部35设置在连接部31上，至少一对接件34与连接部31能够通过长度调节部35调节所述对接件34与连接部31的配合长度，以调节安装过程中连接器3的轴向长度。

在上述结构中，连接部31为具有内螺纹的套筒，对接件34为螺杆，通过旋转对接件34，调整连接器3的轴向长度。

另外，在本实施例中，对接件34上设置有锁紧件36，连接完成后锁紧件36与连接部31端面抵紧，锁紧件36与对接件34为一体结构或分体结构；优选的，锁紧件36与对接件34为分体结构，锁紧件36套设在对接件34上并通过螺纹连接的方式与对接件34配合连接。

除此之外，第一预埋件11和对接件34其中一者为公接件(即为具有可插入或螺入的杆)，另一者为母接件(即为具有可供插入或螺入的孔)，所述第一预埋件11与对接件34之间相互配合形成轴向抗拉和抗压连接；第二预埋件21和对接件34其中一者为公接件，另一者为母接件，所述第二预埋件21与对接件34之间相互配合形成轴向抗拉和抗压连接。

另外，对接件34上设置有锁紧件36，连接完成后锁紧件36与对应的第一预埋件11或围护构件1的外壁侧面抵紧，对接件34上设置有锁紧件36，连接完成后锁紧件36与对应的第二预埋件21或支撑梁2的端面抵紧。同样的，锁紧件36与对接件34为一体结构或分体结构。本实施例中，锁紧件为分体结构。

更进一步的说，对接件34与第一预埋件11通过螺接、插接中的任意一种方式进行连接，和/或所述对接件34与第二预埋件21通过螺接、插接中的任意一种方式进行连接。在本实施例中对接件34与第一预埋件11通过螺接方式进行连接，对接件34与第二预埋件21通过螺接方式进行连接。

如图7和图8所示，对接件34与第一预埋件11通过插接方式进行连接，和/或对接件34与第二预埋件21通过插接方式进行连接。

实施例3

本实施例中，与实施例2相同部分给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例与实施例2不同之处在于：连接器的结构形式不同。

如图9所示，在本实施例中，长度调节部35为卡接调节腔35b，对接件34与连接部31其中一者的对接端有直径大于本体的粗大部35d，另一者对接端设置有供本体穿过且最小直径小于粗大部35d的通孔35e，卡接调节腔35b的直径大于粗大部35d的最大外径，且卡接调节腔35b的轴向长度大于粗大部35d的轴向长度，以供安装时对接件34与连接部31进行配合长度的调节。在本实施例中，对接件34的对接端设置粗大部35d，连接部31对接端设置通孔35e。粗大部35d可以在通孔35e内移动，以调节连接器3的轴向长度。

实施例4

本实施例中，与实施例2相同部分给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例与实施例2不同之处在于：连接器的结构形式不同。

如图10所示，在本实施例中，长度调节腔35为插接调节腔35c，对接件34与连接部31其中一者的对接端设置有插接头35f，另一者对接端具有插接通道且插接通道内安装有弹性卡接组件，连接时，插接头35f由插接通道插入直至与弹性卡接组件形成卡接，所述弹性卡接组件在轴向上具有伸缩行程，以供安装时对接件与连接部进行配合长度的调节。在本实施例中，对接件34的对接端设置插接头35f，连接部31设置插接通道。

具体的说，弹性卡接组件包括沿着逆向插接方向依次设置的弹性件35g、卡接件35h和限位件35i，所述卡接件35h在弹性件的作用力下与限位件35i相抵，所述插接头35f的卡接部直径顺向插接方向逐渐增大，使得插接头35f的卡接部与插接通道或限位件35i之间形成在逆向插接方向拉拔过程中供卡接件35h楔入的楔入腔。插接头35f可以在插接通道内移动，以调节连接器3的轴向长度。

除此之外，在本实施例中，对接件34与第一预埋件11以及第二预埋件21之间的连接方式与连接部31和对接件34的连接方式相同，也采用上述的插接方式连接，此处不再赘述。

实施例5

本实施例中，与实施例3相同部分给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。

本实施例与实施例3不同之处在于：锁紧件36与对接件34为一体结构。

如图11所示，以对接件34与第一预埋件11的连接为例，锁紧件36与对接件34为一体结构，也就是说，锁紧件36相对于对接件34周向外凸，在对接件34与第一预埋件11连接时，随着对接件34逐渐插入或旋入第一预埋件11内时，对接件34上的锁紧件36直接与第一预埋件11或围护构件1的外壁侧面抵紧，无需旋拧锁紧件36，也可以直接限定对接件34伸入第一预埋件11内的距离，不用再人工调整。

如图12所示，以对接件34与第二预埋件11的连接为例，锁紧件36与对接件34为一体结构，也就是说，锁紧件36相对于对接件34周向外凸，在对接件34与第一预埋件11连接时，随着对接件34逐渐插入或旋入第二预埋件11内时，对接件34上的锁紧件36直接与第二预埋件11或支撑梁2的端面抵紧，无需旋拧锁紧件36，也可以直接限定对接件34伸入第二预埋件11内的距离，不用再人工调整。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内做出的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。