一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法

技术领域

本申请涉及基坑支护技术领域，更具体地说，涉及一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法。

背景技术

高层建筑建设工程时，需要开挖矩形状的基坑，通过基坑支护对基坑的周围内壁进行支撑和防护，用于保证基坑周围相邻建筑物等设施，在基坑施工期间不受损害，当基坑内壁出现垮塌时，造成基坑支护出现倾覆趋势时，容易造成基坑支护随惯性出现完全倾覆、倾倒现象，继而造成严重的施工事故；

现有技术公开号为CN218466549U的文献提供的一种抗倾覆式基坑支护加固装置，该装置在梯形座上设置支撑套管与螺杆，螺杆可以在转动时调节在支撑套管中的位置，从而可以调节螺杆在支撑套管中的支撑长度，方便对基坑支护上的不同的位置进行调整，进而可以将顶板支撑在合适的位置，使基座与梯形座可以通过螺杆与支撑套管在基坑内部对基坑支护进行加固，提高基坑支护的抗倾覆安全系数与稳定性；

上述中的现有技术方案虽然通过现有技术的结构可以实现与有关的有益效果，但是仍存在以下缺陷：对比文献的基坑支护，不便于拼接安装成整体，形成稳定、整体的支护结构，即抗倾覆能力较弱，当基坑任一内壁出现垮塌，基坑支护具有倾覆趋势时，基坑支护不具备抗阻力对具有倾覆趋势的基坑支护进行施加阻力，抗倾覆能力不够；

针对上述中的相关技术中，发明人认为基坑支护能方便拼接安装成整体，形成稳定、整体的支护结构，自身具备抗倾覆能力，且当基坑任一内壁出现垮塌，具备抗阻力对具有倾覆趋势的基坑支护进行施加阻力，抗倾覆能力逐渐增强，鉴于此，我们提出一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法。

发明内容

1.要解决的技术问题

本申请的目的在于提供一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法，解决了上述背景技术中的不便于拼接安装成整体，形成稳定、整体的支护结构，即抗倾覆能力较弱，当基坑任一内壁出现垮塌，基坑支护具有倾覆趋势时，基坑支护不具备抗阻力对具有倾覆趋势的基坑支护进行施加阻力，抗倾覆能力不够的技术问题，实现了基坑支护能方便拼接安装成整体，形成稳定、整体的支护结构，自身具备抗倾覆能力，且当基坑任一内壁出现垮塌，具备抗阻力对具有倾覆趋势的基坑支护进行施加阻力，抗倾覆能力逐渐增强的技术效果。

2.技术方案

本申请技术方案提供了一种抗倾覆式基坑支护加固装置，包含构造柱，所述构造柱固定连接有两个加固机构，两个所述加固机构垂直分布，且每个加固机构内螺纹安装有多个U形板桩，相邻两个所述U形板桩滑动卡接，所述加固机构上均插接安装有多个锚杆，所述锚杆贯穿U形板桩，并插接安装于基坑侧壁内，所述加固机构上安装有第一防倾覆组件和第二防倾覆组件，所述第二防倾覆组件连接锚杆。

通过采用上述技术方案，位于矩形状的基坑的四角处，通过预制安装构造柱，构造柱用于固定连接沿垂直相交的基坑内壁进行安装的加固机构，且加固机构均通过螺纹机构螺纹连接多个U形板桩，然后通过多个锚杆进行限位，使基坑支护具备稳定牢固的特性，且抗倾覆能力强，而当基坑内壁出现垮塌造成U形板桩具有倾覆趋势时，通过第一防倾覆组件和第二防倾覆组件使基坑支护的抗倾覆能力增加，防止出现垮塌现象。

可选的，所述构造柱包括有钢模壳，所述钢模壳内设置有混泥土地笼，所述钢模壳预埋设于矩形状基坑的四角处，所述钢模壳外表面固定连接两个加固机构。

通过采用上述技术方案，钢模壳内通过内置混泥土地笼预制埋设安装于基坑的四角处，为加固机构提供稳定的支撑结构。

可选的，任一所述加固机构包括有两个工形钢，所述工形钢与钢模壳焊接固定，垂直相交的两个工形钢焊接固定，所述所述工形钢上均开设有多个通孔，所述工形钢通过螺纹机构与U形板桩螺纹连接，位于内侧的所述工形钢固定设有多个角架，所述角架固定安装于基坑内的地面处，所述工形钢上安装第一防倾覆组件和第二防倾覆组件。

通过采用上述技术方案，位于矩形基坑的任一内壁处，均设置两个工形钢，工形钢一端与钢模壳焊接固定，而任一内壁处的两个工形钢之间通过螺纹机构螺纹连接多个U形板桩，位于内侧的工形钢则通过固定安装多个角架使基坑支护具备抗倾覆能力。

可选的，所述U形板桩上一体式连接有两个U形卡块，相邻两个所述U形板桩通过U形卡块滑动卡接，所述U形板桩上开设有多个穿孔。

通过采用上述技术方案，多个U形板桩呈波纹状进行逐一的滑动卡接安装，通过开设的穿孔可用于安装螺纹结构及锚杆。

可选的，所述U形卡块上固定设有多个锁条，所述U形卡块上开设有多个锁槽，相邻两个所述U形卡块的锁条卡入锁槽内。

通过采用上述技术方案，相邻两个U形板桩通过U形卡块滑动卡接，且通过锁条卡入锁槽内实现限位，具备防脱目的。

可选的，所述第一防倾覆组件包括有两个斜导板，所述斜导板分别与垂直相交的两个工形钢滑动卡接，所述斜导板的任一一端均固定连接有推板，所述推板均固定连接有滑座，所述滑座均与工形钢滑动连接，所述滑座的一端均滑动连接有Y形压块，所述Y形压块贴合连接有限位块，所述限位块分别与一个工形钢固定连接。

通过采用上述技术方案，当任一基坑内壁出现垮塌造成U形板桩具有倾覆趋势时，斜导板沿工形钢位移，可通过推板使滑座位移，继而Y形压块沿限位块位移，被迫沿滑座滑动，继而使两个Y形压块的间距调节，能使两个滑座夹紧工形钢，对具有倾覆趋势的U形板桩形成阻力，实现抗倾覆能力。

可选的，所述滑座的一端均开设有滑槽，所述滑槽内固定设有第一滑杆，所述第一滑杆外表面套设有第一弹簧，所述滑槽内滑动安装Y形压块，所述Y形压块与第一滑杆滑动连接，相邻两个所述Y形压块之间固定连接有第二弹簧，位于底端的所述Y形压块固定连接有两个第二滑杆，且所述第二滑杆与位于上端的Y形压块滑动连接，所述第二弹簧套设安装于第二滑杆外表面。

通过采用上述技术方案，两个滑座夹紧工形钢时，能使第一弹簧和第二弹簧形变，且随着倾覆趋势的增加，即推板位移的行程增加，第一弹簧和第二弹簧形变变大，即抗阻能力逐渐变大，使抗倾覆能力逐渐增强。

可选的，所述第二防倾覆组件包括有两个压盘，所述压盘分别与一个锚杆固定连接，所述压盘分别固定连接有两个第三弹簧，所述第三弹簧分别固定连接有条形块，所述条形块均固定连接有夹座，所述夹座与工形钢滑动卡接，位于底端所述夹座固定设有两个导杆，所述导杆与位于上端的夹座滑动连接。

通过采用上述技术方案，锚杆被固定安装基坑内壁处，当任一基坑内壁出现垮塌造成U形板桩具有倾覆趋势时，压盘连接的第三弹簧对夹座和条形块进行弹性限位，且可通过两个夹座逐渐夹紧工形钢，实现抗倾覆能力。

可选的，所述锚杆上螺纹设置设涨壳限位件，所述锚杆上均固定套接有两个垫圈。

通过采用上述技术方案，锚杆安装于基坑内壁预制孔内后，通过涨壳限位件进行限位和固定，而锚杆通过垫圈对U形板桩和工形钢进行限位。

一种抗倾覆式基坑支护加固装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、位于矩形状的基坑的四角处，通过预制安装钢模壳，钢模壳内安装混泥土地笼，通过钢模壳沿基坑垂直相交的两侧内壁进行安装两排U形板桩，且相邻两个U形板桩通过U形卡块相互卡接连接，相邻两个U形卡块之间通过锁条卡入锁槽内进行限位处理，两排U形板桩连接成波纹状结构，具备抗倾覆式能力，且两侧处分别通过螺纹结构螺纹安装两个工形钢，工形钢垂直相交的一端焊接固定，并与钢模壳焊接固定，然后分别使用锚杆贯穿工形钢和U形板桩，并插接基坑侧壁预钻孔内，通过涨壳限位件使锚杆固定限位于预制孔内，然后锚杆通过垫圈将工形钢和U形板桩进行进一步的限位处理，而位于内侧的工形钢固定连接的角架固定安装于基坑内的地面处，可实现整体基坑支护结构稳定、牢固，且具备抗倾覆式能力；

步骤b、如出现基坑侧壁垮塌等现象，造成波纹状结构的U形板桩向基坑内侧倾覆时，滑动安装于两个垂直相交的工形钢上的斜导板向倾覆方向位移，通过推板使滑座沿工形钢滑动，使Y形压块沿限位块位移，继而在限位块的作用下，使相邻两个Y形压块在第二滑杆的导向下相对位移，并使第二弹簧和第一弹簧形变，且随着U形板桩向基坑内侧倾覆趋势增加，而第二弹簧和第一弹簧形变程度增加，继而使相邻两个Y形压块能越来越夹紧两个工形钢，实现对倾覆状态的一排U形板桩阻尼效果，继而实现抗倾覆式能力，而相邻两个锚杆上的压盘分别通过两个第三弹簧连接的条形块，则能通过夹座夹持并逐渐夹紧两个工形钢，继而通过固定安装的锚杆，可实现对倾覆状态的一排U形板桩阻尼效果，进一步增加抗倾覆式能力。

3.有益效果

本申请技术方案中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：矩形基坑的四角处分别预埋设安装构造柱，且沿垂向相交方向分别焊接固定两个工形钢，工形钢之间通过螺纹连接多个滑动卡接的波纹状的U形板桩，并通过多个角架使基坑支护整体牢固、稳定，自身具备抗倾覆能力，当任一基坑内壁出现垮塌造成U形板桩具有倾覆趋势时，斜导板沿工形钢位移，通过推板推动滑座，使限位块迫使Y形压块沿位移，使两个滑座逐渐夹紧工形钢，使倾覆趋势的U形板桩形成逐渐增强的阻力，锚杆的垫圈对多个U形板桩的限位程度降低时，压盘连接的第三弹簧对夹座进行弹性限位，且两个夹座逐渐夹紧工形钢，实现抗倾覆能力。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的整体结构示意图；

图2为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的加固机构结构示意图；

图3为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的图2中A处结构示意图；

图4为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的锚杆结构示意图；

图5为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的图4中B处放大结构示意图；

图6为本申请一较佳实施例公开的一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法的第一防倾覆组件结构示意图；

图中标号说明：1、构造柱；11、钢模壳；12、混泥土地笼；2、U形板桩；21、U形卡块；211、锁条；212、锁槽；213、穿孔；3、加固机构；31、工形钢；311、通孔；32、角架；4、锚杆；41、涨壳限位件；42、垫圈；5、第一防倾覆组件；51、斜导板；52、推板；53、滑座；531、滑槽；54、Y形压块；541、第一弹簧；542、第一滑杆；543、第二滑杆；544、第二弹簧；55、限位块；6、第二防倾覆组件；61、压盘；62、夹座；621、条形块；63、导杆；64、第三弹簧。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1和图2，一种抗倾覆式基坑支护加固装置，包含构造柱1，构造柱1固定连接有两个加固机构3，两个加固机构3垂直分布，且每个加固机构3内螺纹安装有多个U形板桩2，相邻两个U形板桩2滑动卡接，加固机构3上均插接安装有多个锚杆4，锚杆4贯穿U形板桩2，并插接安装于基坑侧壁内，加固机构3上安装有第一防倾覆组件5和第二防倾覆组件6，第二防倾覆组件6连接锚杆4，位于矩形状的基坑的四角处，通过预制安装构造柱1，构造柱1用于固定连接沿垂直相交的基坑内壁进行安装的加固机构3，且加固机构3均通过螺纹机构螺纹连接多个U形板桩2，然后通过多个锚杆4进行限位，使基坑支护具备稳定牢固的特性，且抗倾覆能力强，而当基坑内壁出现垮塌造成U形板桩2具有倾覆趋势时，通过第一防倾覆组件5和第二防倾覆组件6使基坑支护的抗倾覆能力增加，防止出现垮塌现象。

参照图1和图2，构造柱1包括有钢模壳11，钢模壳11内设置有混泥土地笼12，钢模壳11预埋设于矩形状基坑的四角处，钢模壳11外表面固定连接两个加固机构3，钢模壳11内通过内置混泥土地笼12预制埋设安装于基坑的四角处，为加固机构3提供稳定的支撑结构。

参照图2和图3，任一加固机构3包括有两个工形钢31，工形钢31与钢模壳11焊接固定，垂直相交的两个工形钢31焊接固定，工形钢31上均开设有多个通孔311，工形钢31通过螺纹机构与U形板桩2螺纹连接，位于内侧的工形钢31固定设有多个角架32，角架32固定安装于基坑内的地面处，工形钢31上安装第一防倾覆组件5和第二防倾覆组件6，位于矩形基坑的任一内壁处，均设置两个工形钢31，工形钢31一端与钢模壳11焊接固定，而任一内壁处的两个工形钢31之间通过螺纹机构螺纹连接多个U形板桩2，位于内侧的工形钢31则通过固定安装多个角架32使基坑支护具备抗倾覆能力。

参照图2和图3，U形板桩2上一体式连接有两个U形卡块21，相邻两个U形板桩2通过U形卡块21滑动卡接，U形板桩2上开设有多个穿孔213，多个U形板桩2呈波纹状进行逐一的滑动卡接安装，通过开设的穿孔213可用于安装螺纹结构及锚杆4，U形卡块21上固定设有多个锁条211，U形卡块21上开设有多个锁槽212，相邻两个U形卡块21的锁条211卡入锁槽212内，相邻两个U形板桩2通过U形卡块21滑动卡接，且通过锁条211卡入锁槽212内实现限位，具备防脱目的。

参照图4、图5及图6，第一防倾覆组件5包括有两个斜导板51，斜导板51分别与垂直相交的两个工形钢31滑动卡接，斜导板51的任一一端均固定连接有推板52，推板52均固定连接有滑座53，滑座53均与工形钢31滑动连接，滑座53的一端均滑动连接有Y形压块54，Y形压块54贴合连接有限位块55，限位块55分别与一个工形钢31固定连接，当任一基坑内壁出现垮塌造成U形板桩2具有倾覆趋势时，斜导板51沿工形钢31位移，可通过推板52使滑座53位移，继而Y形压块54沿限位块55位移，被迫沿滑座53滑动，继而使两个Y形压块54的间距调节，能使两个滑座53夹紧工形钢31，对具有倾覆趋势的U形板桩2形成阻力，实现抗倾覆能力，滑座53的一端均开设有滑槽531，滑槽531内固定设有第一滑杆542，第一滑杆542外表面套设有第一弹簧541，滑槽531内滑动安装Y形压块54，Y形压块54与第一滑杆542滑动连接，相邻两个Y形压块54之间固定连接有第二弹簧544，位于底端的Y形压块54固定连接有两个第二滑杆543，且第二滑杆543与位于上端的Y形压块54滑动连接，第二弹簧544套设安装于第二滑杆543外表面，两个滑座53夹紧工形钢31时，能使第一弹簧541和第二弹簧544形变，且随着倾覆趋势的增加，即推板52位移的行程增加，第一弹簧541和第二弹簧544形变变大，即抗阻能力逐渐变大，使抗倾覆能力逐渐增强。

参照图4、图5及图6，第二防倾覆组件6包括有两个压盘61，压盘61分别与一个锚杆4固定连接，压盘61分别固定连接有两个第三弹簧64，第三弹簧64分别固定连接有条形块621，条形块621均固定连接有夹座62，夹座62与工形钢31滑动卡接，位于底端夹座62固定设有两个导杆63，导杆63与位于上端的夹座62滑动连接，锚杆4被固定安装基坑内部，当任一基坑内壁表面出现垮塌造成U形板桩2具有微弱程度倾覆后，锚杆4对多个U形板桩2的限位能力降低，多个U形板桩2沿锚杆4表面出现一定程度位移，压盘61连接的第三弹簧64对夹座62和条形块621进行弹性限位，且可通过两个夹座62逐渐夹紧工形钢31，实现抗倾覆能力，锚杆4上螺纹设置设涨壳限位件41，锚杆4上均固定套接有两个垫圈42，锚杆4安装于基坑内壁预制孔内并贯穿基坑内壁预制孔横向延伸至土质深处，涨壳限位件41螺纹设置于锚杆4的端部，通过将涨壳限位件41设置于土质深处对锚杆4进行限位和固定，而锚杆4通过垫圈42对U形板桩2和工形钢31进行限位，从而在其出现微弱程度倾覆时能够使其倾覆趋势停止，实现抗倾覆能力。

一种抗倾覆式基坑支护加固装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤a、位于矩形状的基坑的四角处，通过预制安装钢模壳11，钢模壳11内安装混泥土地笼12，通过钢模壳11沿基坑垂直相交的两侧内壁进行安装两排U形板桩2，且相邻两个U形板桩2通过U形卡块21相互卡接连接，相邻两个U形卡块21之间通过锁条211卡入锁槽212内进行限位处理，两排U形板桩2连接成波纹状结构，具备抗倾覆式能力，且两侧处分别通过螺纹结构螺纹安装两个工形钢31，工形钢31垂直相交的一端焊接固定，并与钢模壳11焊接固定，然后分别使用锚杆4贯穿工形钢31和U形板桩2，并插接基坑侧壁预钻孔内，通过涨壳限位件41使锚杆4固定限位于预制孔内，然后锚杆4通过垫圈42将工形钢31和U形板桩2进行进一步的限位处理，而位于内侧的工形钢31固定连接的角架32固定安装于基坑内的地面处，可实现整体基坑支护结构稳定、牢固，且具备抗倾覆式能力；

步骤b、如出现基坑侧壁垮塌等现象，造成波纹状结构的U形板桩2向基坑内侧倾覆时，滑动安装于两个垂直相交的工形钢31上的斜导板51向倾覆方向位移，通过推板52使滑座53沿工形钢31滑动，使Y形压块54沿限位块55位移，继而在限位块55的作用下，使相邻两个Y形压块54在第二滑杆543的导向下相对位移，并使第二弹簧544和第一弹簧541形变，且随着U形板桩2向基坑内侧倾覆趋势增加，而第二弹簧544和第一弹簧541形变程度增加，继而使相邻两个Y形压块54能越来越夹紧两个工形钢31，实现对倾覆状态的一排U形板桩2阻尼效果，继而实现抗倾覆式能力，而相邻两个锚杆4上的压盘61分别通过两个第三弹簧64连接的条形块621，则能通过夹座62夹持并逐渐夹紧两个工形钢31，继而通过固定安装的锚杆4，可实现对倾覆状态的一排U形板桩2阻尼效果，进一步增加抗倾覆式能力。

本申请实施例提供了一种抗倾覆式基坑支护加固装置及其使用方法，工作原理：位于矩形状的基坑的四角处，通过预制安装钢模壳11，钢模壳11内安装混泥土地笼12，通过钢模壳11沿基坑垂直相交的两侧内壁进行安装两排U形板桩2，且相邻两个U形板桩2通过U形卡块21相互卡接连接，相邻两个U形卡块21之间通过锁条211卡入锁槽212内进行限位处理，两排U形板桩2连接成波纹状结构，具备抗倾覆式能力，且两侧处分别通过螺纹结构螺纹安装两个工形钢31，工形钢31垂直相交的一端焊接固定，并与钢模壳11焊接固定，然后分别使用锚杆4贯穿工形钢31和U形板桩2，并插接基坑侧壁预钻孔内，通过涨壳限位件41使锚杆4固定限位于预制孔内，然后锚杆4通过垫圈42将工形钢31和U形板桩2进行进一步的限位处理，而位于内侧的工形钢31固定连接的角架32固定安装于基坑内的地面处，可实现整体基坑支护结构稳定、牢固，且具备抗倾覆式能力；如出现基坑侧壁垮塌等现象，造成波纹状结构的U形板桩2向基坑内侧倾覆时，滑动安装于两个垂直相交的工形钢31上的斜导板51向倾覆方向位移，通过推板52使滑座53沿工形钢31滑动，使Y形压块54沿限位块55位移，继而在限位块55的作用下，使相邻两个Y形压块54在第二滑杆543的导向下相对位移，并使第二弹簧544和第一弹簧541形变，且随着U形板桩2向基坑内侧倾覆趋势增加，而第二弹簧544和第一弹簧541形变程度增加，继而使相邻两个Y形压块54能越来越夹紧两个工形钢31，实现对倾覆状态的一排U形板桩2阻尼效果，继而实现抗倾覆式能力，而相邻两个锚杆4上的压盘61分别通过两个第三弹簧64连接的条形块621，则能通过夹座62夹持并逐渐夹紧两个工形钢31，继而通过固定安装的锚杆4，可实现对倾覆状态的一排U形板桩2阻尼效果，进一步增加抗倾覆式能力。