一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构及施工方法

技术领域

本发明属于基坑工程技术领域，更具体地，涉及一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构及施工方法。

背景技术

围护结构在基坑工程领域有着广泛的应用，可以有效保证基坑施工过程中的安全。

双排钢板桩与围檩结构的搭配是一种常见的围护结构，常规双排钢板桩是通过拉杆将前排钢板桩、后排钢板桩以及单侧围檩连接在一起，并通过对拉杆浇筑形成混凝土板，能够承受更大的载荷，适宜于较深的基坑工程中，因此具有较大的市场前景。

然而，上述围护结构需要浇筑混凝土，各构件无法拆装，导致无法重复使用，增大了施工成本。并且，无法调节连接方向上的轴向力，导致无法对基坑变形进行动态保护。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构及施工方法，其目的在于不仅可以实现各构件的拆装，从而在保证连接稳定的基础上实现各构件的重复使用，还能在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制。

第一方面，本发明提供了一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构，所述围护结构包括支撑组件和多个连接组件；

多个所述连接组件间隔布置，各所述支撑组件均包括两个钢板桩和两个钢围檩，两个所述钢板桩平行间隔布置，一个所述钢板桩用于插入在临近基坑侧，另一个所述钢板桩用于插入在远离所述基坑侧的土层中，两个所述钢板桩和两个所述钢围檩一一对应，各所述钢板桩位于相对应的所述钢围檩的顶部外侧上；

所述连接组件包括两个连接件和多个连接螺杆，各所述连接件均包括两个夹板、连系梁和多个连接螺栓，对于任意一个所述连接件，两个所述夹板平行间隔布置，多个所述连接螺栓平行间隔布置，且多个所述连接螺栓均插装在两个所述夹板上，以夹装相对应的所述钢板桩和所述钢围檩，所述连系梁位于两个所述钢板桩之间，所述连系梁的两端具有同轴布置的法兰，一个所述法兰和一个所述夹板可拆卸连接，多个所述连接螺杆的两端分别贯穿相对应的所述连接件的另一个所述法兰，且多个所述连接螺杆平行间隔布置，且各所述连接螺杆的两端部分别套设有螺母，以调节两个所述连系梁之间的轴向力。

可选地，各所述夹板包括两个板体和多个加劲隔板，两个所述板体平行间隔布置，多个所述加劲隔板间隔布置在两个所述板体之间，且分别与两个所述板体固定连接。

可选地，多个所述加劲隔板呈网格布置。

可选地，所述钢围檩为槽钢围檩或者工字钢围檩。

可选地，各所述钢板桩和相对应的钢围檩通过插销或者螺栓连接。

可选地，与所述钢围檩贴合的所述夹板底部具有托板，相对应的所述钢围檩位于所述托板上。

可选地，与所述钢围檩贴合的所述夹板底部具有多个加强肋，多个所述加强肋间隔布置，多个所述加强肋位于相对应的所述托板下方，以连接所述托板和所述夹板。

可选地，各所述连系梁的长度为0.5-2.0m。

可选地，各所述钢板桩均为拉森钢板桩。

第二方面，本发明提供了一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构的施工方法，所述施工方法基于第一方面所述的围护结构，所述施工方法包括：

在基坑开挖前，将两个所述钢板桩平行间隔插入在土层中，且两个所述钢板桩的顶部伸出土层；

布置多个所述夹板和两个所述钢围檩，相对应的两个所述夹板通过多个所述连接螺栓分别连接，以夹装相对应的所述钢板桩和所述钢围檩；

根据两个所述钢板桩的间距，选择相对应的两个所述连系梁，通过各所述连系梁上的一个所述法兰分别连接相对应的一个夹板，并通过多个所述连接螺杆及相对应的所述螺母连接两个所述连系梁的另一个所述法兰；

通过旋拧所述螺母来动态调节两个所述连系梁之间的轴向力，从而在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

对于本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构，一方面，本围护结构包括支撑组件和多个连接组件，支撑组件包括两个钢板桩和两个钢围檩，连接组件包括两个连接件和多个连接螺杆，各连接件均包括两个夹板、连系梁和多个连接螺栓，使得各构件之间可以通过连接螺杆或者连接螺栓等实现拆装。另外，通过左侧两个夹板可以连接左侧的钢板桩，通过左侧两个夹板可以连接右侧的钢板桩，最后通过多个连接螺杆可以实现两个连系梁的稳定连接。此时，两个钢板桩共同受力，形成钢架结构，提高围护结构的侧向刚度，从而实现两个钢板桩的可靠连接。另外，基坑施工回筑完成之后，拆除连接螺杆，再拆除螺栓，实现各构件的回收后重复利用，从而降低施工成本。

另一方面，在后续基坑施工回筑过程中，根据左侧钢板桩的变形情况可以通过旋拧螺母来动态调节两个连系梁之间的轴向力，从而在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制，进而实现基坑开挖的安全可控。

也就是说，本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构，不仅可以实现各构件的拆装，从而在保证连接稳定的基础上实现各构件的重复使用，还能在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的连接组件的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的连系梁的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的夹板的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构的施工方法的流程图。

图中各符号表示含义如下：

1、支撑组件；11、钢板桩；12、钢围檩；2、连接组件；21、连接件；211、夹板；2111、板体；2112、加劲隔板；2113、托板；212、连系梁；213、连接螺栓；214、法兰；22、连接螺杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构的结构示意图，如图1所示，围护结构包括支撑组件1和多个连接组件2。

支撑组件1包括两个钢板桩11和两个钢围檩12，两个钢板桩11平行间隔布置，一个钢板桩11用于插入在临近基坑侧，另一个钢板桩11用于插入在远离所述基坑侧的土层中，两个钢板桩11和两个钢围檩12一一对应，各钢板桩11位于相对应的钢围檩12的顶部外侧上。

图2是本发明实施例提供的连接组件的结构示意图，如图2所示，多个连接组件2间隔布置，各连接组件2均包括两个连接件21和多个连接螺杆22，各连接件21均包括两个夹板211、连系梁212和多个连接螺栓213，对于任意一个连接件21，两个夹板211平行间隔布置，多个连接螺栓213平行间隔布置，且多个连接螺栓213均插装在两个夹板211上，以夹装相对应的钢板桩11和钢围檩12，连系梁212位于两个钢板桩11之间，连系梁212的两端具有同轴布置的法兰214(见图3)，一个法兰214和一个夹板211可拆卸连接，多个连接螺杆22的两端分别贯穿相对应的连接件21的另一个法兰214上，且多个连接螺杆22平行间隔布置，且各连接螺杆22的两端部分别套设有螺母，以调节两个连系梁212之间的轴向力。

对于本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构，一方面，本围护结构包括支撑组件1和多个连接组件2，支撑组件1包括两个钢板桩11和两个钢围檩12，连接组件2包括两个连接件21和多个连接螺杆22，各连接件21均包括两个夹板211、连系梁212和多个连接螺栓213，使得各构件之间可以通过连接螺杆22或者连接螺栓213等实现拆装。另外，通过左侧两个夹板211可以连接左侧的钢板桩11，通过左侧两个夹板211可以连接右侧的钢板桩11，最后通过多个连接螺杆22可以实现两个连系梁212的稳定连接。此时，两个钢板桩11共同受力，形成钢架结构，提高围护结构的侧向刚度，从而实现两个钢板桩11的可靠连接。另外，基坑施工回筑完成之后，拆除连接螺杆22，再拆除连接螺栓213，实现各构件的回收后重复利用，从而降低施工成本。

另一方面，在后续基坑施工回筑过程中，根据左侧钢板桩11的变形情况可以通过旋拧螺母来动态调节两个连系梁212之间的轴向力，从而在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制，进而实现基坑开挖的安全可控。

也就是说，本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构，不仅可以实现各构件的拆装，从而在保证连接稳定的基础上实现各构件的重复使用，还能在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制。

示例性地，当左侧钢板桩11向基坑内侧变形，可以拧紧螺母增大连系梁212的轴向力，使得左侧钢板桩11回拉以抵消变形力。当左侧钢板桩11向基坑外侧变形，可以拧松螺母降低连系梁212的轴向力，使得左侧钢板桩11外顶以抵消变形力。

示例性地，各连系梁212的长度为0.5-2.0m。

在施工过程中，两个钢板桩11的插装间距根据具体施工环境而定，此时可以合理选择合适长度的两个连系梁212来连接两个钢板桩11，从而增大本装置的适用范围。连系梁212与其对应的两个法兰214通过焊接连接形成一个整体。

示例性地，各连接螺栓213贯穿相对应的钢板桩11，从而不仅可以增大夹板211的夹装面积，还能避免夹板211滑落。

示例性地，法兰214和夹板211之间可以通过螺栓实现可拆卸连接。

图4是本发明实施例提供的夹板的结构示意图，如图4所示，各夹板211包括两个板体2111和多个加劲隔板2112，两个板体2111平行间隔布置，多个加劲隔板2112间隔布置在两个板体2111之间，且分别与两个板体2111固定连接。

在上述实施方式中，通过设置两个板体2111和多个加劲隔板2112，可以增大各夹板211的厚度，从而在增大其结构强度时，同时降低其成本。

示例性地，多个加劲隔板2112呈网格布置，从而保证各板体2111上各处受力均匀。

示例性地，钢围檩12为槽钢围檩或者工字钢围檩。

在本发明的一种实现方式中，各钢板桩11和相对应的钢围檩12通过插销或者螺栓连接。

在上述实施方式中，各钢板桩11和相对应的钢围檩12通过插销或者螺栓连接，可以实现钢板桩11和钢围檩12的可拆卸连接，防止夹板211在夹装各钢板桩11和相对应的钢围檩12的过程中，钢围檩12掉落。

在本发明的另一种实现方式中，与钢围檩12贴合的夹板211底部具有托板2113，相对应的钢围檩12位于托板2113上。

在上述实施方式中，托板2113对钢围檩12具有支撑作用，同样可以防止夹板211在夹装各钢板桩11和相对应的钢围檩12的过程中，钢围檩12掉落。

示例性地，与钢围檩12贴合的夹板211底部具有多个加强肋，多个加强肋间隔布置，多个加强肋位于相对应的托板2113下方，以连接托板2113和夹板211。加强肋可以增大托板2113和夹板211的连接强度。

在本实施例中，各钢板桩11均为拉森钢板桩。拉森钢板桩的各单元呈U形布置，具有高质量(高强度，轻型，隔水性良好)的特点。另外，其施工简单，工期缩短、耐久性良好，寿命50年以上。

图5是本发明实施例提供的一种基于双排钢板桩和围檩的围护结构的施工方法的流程图，如图5所示，该施工方法基于上述的围护结构，该施工方法包括：

S501、在基坑开挖前，将两个钢板桩11平行间隔插入在土层中，且两个钢板桩11的顶部伸出土层。

S502、布置多个夹板211和两个钢围檩12，相对应的两个夹板211通过多个连接螺栓213分别连接，以夹装相对应的钢板桩11和钢围檩12。

S503、根据两个钢板桩11的间距，选择相对应的两个连系梁212，通过各连系梁212上的一个法兰214分别连接相对应的一个夹板211，并通过多个连接螺杆22及相对应的螺母连接两个连系梁212的另一个法兰214。

S504、通过旋拧螺母来动态调节两个连系梁212之间的轴向力，从而在后续施工过程中实现对基坑变形的动态控制。

需要说明的是，当基坑施工回筑完成之后，拆卸连接螺杆22，再拆卸夹板211及连接螺栓213等，从而实现各构件的重复利用。

总体而言，本发明具有如下优势：

1、使两个钢板桩11共同受力，形成钢架结构，提高围护结构的侧向刚度。

2、连系梁212之间通过连接螺杆22连接，连接螺杆22的丝扣旋入度可实现连系梁212轴力调节，从而实现对基坑变形的动态调节，更好地保护基坑。

3、连系梁212、钢围檩12及钢板桩11形成装配式组合结构，避免焊接或者浇筑混凝土带来的工序繁琐等问题。同时，连接螺栓213在钢板桩11上穿孔对拉，可以起到限位作用，防止夹板211滑脱。组合结构可以多次利用，降低造价，同时适应国家对装配式的发展要求。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。