CN114439013B - 一种钢板桩支护结构及支护方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种钢板桩支护结构及支护方法，涉及建筑施工的领域，钢板桩支护结构包括相对设置的两排立柱，每排所述立柱上固定连接有多根横梁，所述横梁的长度方向与每排所述立柱的排布方向平行，多根所述横梁沿立柱的高度方向排布，所述横梁上设置有多根沿横梁的长度方向排布的托梁，所述托梁的两端分别与两排立柱上同一高度位置处的横梁固定连接；所述立柱和横梁之间设置有用于封堵立柱和横梁之间空间的挡板。本申请具有提高支护结构强度，提高深基坑内结构支护施工的安全性，保证施工进度的优点。
Description
技术领域
本申请涉及建筑施工的领域，尤其是涉及一种钢板桩支护结构及支护方法。
背景技术
目前，基坑是在基础设计位置按照基底标高和基础平面尺寸开挖的土坑，是构件建筑物的基础，基坑工程也成为建筑施工中不可或缺的重要环节。基坑支护是保证地下施工安全的重要措施。
相关技术中，常见的基坑围护结构包括地下连续墙、灌注咬合桩或钢板桩支护结构。
针对上述中的相关技术，发明人认为：地下连续墙以及灌注咬合桩存在抗侧刚度不足的问题，同时支撑性能较差，施工难度较大，费用较高，并且后期难以拆除；一般的钢板桩支护主要是将单一的钢板桩并排打入地下，然后进行土方开挖，但对深基坑内结构支护时，钢板桩施工易引起开挖后挠度变形加大，土体移动，从而导致周围地基沉降，对于施工的安全性以及进度有一定的影响。
发明内容
为了提高支护结构强度，提高深基坑内结构支护施工的安全性，保证施工进度，本申请提供一种钢板桩支护结构及支护方法。
一方面，本申请提供的一种钢板桩支护结构采用如下的技术方案：
一种钢板桩支护结构，包括相对设置的两排立柱，每排所述立柱上固定连接有多根横梁，所述横梁的长度方向与每排所述立柱的排布方向平行，多根所述横梁沿立柱的高度方向排布，所述横梁上设置有多根沿横梁的长度方向排布的托梁，所述托梁的两端分别与两排立柱上同一高度位置处的横梁固定连接；所述立柱和横梁之间设置有用于封堵立柱和横梁之间空间的挡板。
通过采用上述技术方案，两排立柱可以为整个支护结构提供支撑，横梁可以将每排立柱中的单根立柱连接为一个整体，提高立柱的支撑效果，托梁可以将立柱和横梁构成的支撑结构连接为一个整体，从而使整个支护结构处于稳定的状态，挡板可以对立柱和横梁形成的空间进行封堵，起到档土的效果。综上所述，通过设置立柱、横梁、托梁和挡板，可以提高支护强度，减小单根立柱的挠度形变，提高深基坑内结构支护施工的安全性，保证施工进度。
可选的，所述立柱和横梁之间设置有固定板，所述固定板与立柱以及横梁采用连接螺栓固定连接。
通过采用上述技术方案，可以提高立柱与横梁之间固定的便捷性。
可选的，所述立柱朝向横梁的一侧设置有多组嵌槽，多组所述嵌槽沿立柱的高度方向排布，所述横梁朝向立柱的一侧嵌设于嵌槽中。
通过采用上述技术方案，在安装横梁时，可以将横梁一侧嵌入嵌槽中，嵌槽可以对横梁进行支撑和限制，提高横梁的稳定性，进而提高整个支护结构的强度。
可选的，所述立柱上设置有第一连接件，所述第一连接件包括固定连接于立柱上的卡板以及凸出设置于卡板远离立柱一侧的安装板，所述安装板的板面上凸出设置有第一固定螺杆，所述挡板上设置有条形孔，所述第一固定螺杆穿设于条形孔中并通过第一固定螺母对安装板和挡板进行固定。
通过采用上述技术方案，在安装挡板时，可以先使用螺栓将卡板固定连接到立柱上，然后将挡板上的条形孔与第一固定螺杆对应，将第一固定螺杆穿过条形孔并拧紧第一固定螺母，完成挡板与立柱之间的连接。通过设置第一连接件，可以为挡板提供安装位，提高挡板与立柱之间连接的便捷性。
可选的，所述横梁上设置有第二连接件；所述第二连接件包括第一连接板和第二连接板；所述第一连接板与横梁固定连接，所述第二连接板设置与第一连接板一侧，所述第二连接板上凸出设置有第二固定螺杆，所述第二固定螺杆穿设于挡板的条形孔中并通过第二固定螺母对第二连接板和挡板进行固定。
通过采用上述技术方案，在安装挡板时，可以先使用螺栓将第一连接板固定连接到横梁上，然后将挡板上的条形孔与第二固定螺杆对应，将第二固定螺杆穿过条形孔并拧紧第二固定螺母，完成挡板与横梁之间的连接。通过设置第二连接件，可以为挡板提供安装位，提高挡板与横梁之间连接的便捷性。
可选的，所述托梁和立柱之间倾斜设置有支撑杆，所述支撑杆两端分别与托梁和立柱连接。
通过采用上述技术方案，提高托梁的稳定性，从而提高整个支护结构的支护强度。
可选的，所述支撑杆两端固定连接有安装件；所述安装件包括外壳、插杆、限位块和弹簧；所述外壳与支撑杆固定连接，所述插杆穿设于外壳上且与外壳滑移配合，所述插杆一端位于外壳内且另一端露出外壳；所述限位块固定连接于插杆位于外壳内的一端；所述弹簧的两端分别与两个限位块抵接，弹簧始终处于压缩状态；所述托梁以及立柱上与支撑杆安装位对应的位置分别固定连接两个安装块，所述两个安装块上设置有安装孔，当支撑杆两端分别与托梁以及立柱固定时，所述插杆插接于安装孔中。
通过采用上述技术方案，安装支撑杆时，朝向外壳内按压插杆，插杆退入外壳内，限位块随之在外壳内滑移，挤压弹簧使弹簧收缩，然后将安装件放置到两个安装块之间，在弹簧的作用下推动外壳两端的插杆穿出外壳并***安装孔中，从而使支撑杆保持稳定。通过设置安装件，提高了支撑杆安装的便捷性。
可选的，所述外壳上沿插杆的滑移方向开设有滑槽，所述滑槽内穿设有拉杆，所述拉杆与滑槽滑移配合且一端与限位块固定连接。
通过采用上述技术方案，当需要对支护结构进行拆卸时，朝向远离安装块的方向拉动拉杆，拉杆带动限位块在外壳内朝向远离安装座的方向滑移，拉杆退入外壳内，便于将支撑杆从立柱和托梁上拆下。通过设置滑槽和拉杆，提高支撑杆拆卸的便捷性。
可选的，所述外壳上设置有弧形的限位槽，所述限位槽的圆心位于插杆的轴线上，所述限位槽一端与滑槽连通，所述外壳上沿插杆的滑移方向开设有卡接槽，所述卡接槽一端与限位槽远离滑槽的一端连通。
通过采用上述技术方案，安装支撑杆时，朝向外壳内按压插杆，插杆退入外壳内，限位块随之在外壳内滑移，挤压弹簧使弹簧收缩，然后将安装件放置到两个安装块之间，在弹簧的作用下推动外壳两端的插杆穿出外壳并***安装孔中，转动拉杆使拉杆沿限位槽连通直至拉杆与卡接槽对应，在弹簧弹力的推动下拉杆嵌入卡接槽中，使拉杆保持稳定的状态，从而提高了安装件与安装块固定的稳定性。
另一方面，本申请提供一种钢板桩支护方法采用如下的技术方案：
一种钢板桩支护方法，包括以下步骤，
S1、施工前准备；
S2、测量准备，测设出开挖线，开挖宽度和开挖深度；
S3、确定深沟槽施工方案；
S4、土方开挖；将型钢立柱打入土体至既定的深度，然后开挖土方；
S5、支护结构施工；在开挖区域安装横梁、托梁和挡板，支护施工完成后，再次开挖，循环施工直至土方开挖完成。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置立柱、横梁、托梁和挡板，可以提高支护强度，减小单根立柱的挠度形变，提高深基坑内结构支护施工的安全性，保证施工进度；
2.通过设置嵌槽，可以对横梁进行支撑和限制，提高横梁的稳定性，进而提高整个支护结构的强度；
3.通过设置第一连接件和第二连接件，可以为挡板提供安装位，提高挡板与立柱之间连接的便捷性；
4.通过设置安装件，提高了支撑杆安装的便捷性；
5.通过设置滑槽和拉杆，提高支撑杆拆卸的便捷性。
附图说明
图1是本申请实施例中一种钢板桩支护结构的结构示意图；
图2是本申请实施例中立柱、横梁和托梁配合的结构示意图；
图3是本申请实施例中挡板与立柱以及横梁配合的结构示意图；
图4是本申请实施例中第二连接件与横梁配合的结构示意图；
图5是本申请实施例中支撑杆与托梁配合的结构示意图；
图6是本申请实施例中安装件的结构示意图。
附图标记说明：1、立柱；10、嵌槽；11、固定板；12、连接螺栓；13、安装块；130、安装孔；2、横梁；3、托梁；4、挡板；40、条形孔；5、固定螺栓；6、第一连接件；60、卡板；61、安装板；610、第一固定螺杆；611、第一固定螺母；62、第一安装螺栓；7、第二连接件；70、第一连接板；71、第二连接板；710、第二固定螺杆；711、第二固定螺母；72、第二安装螺栓；8、支撑杆；80、外管；800、限制槽；81、内杆；810、限制块；9、安装件；90、外壳；900、滑槽；901、限位槽；902、卡接槽；91、插杆；92、限位块；93、弹簧；94、拉杆。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种钢板桩支护结构。为了便于理解本申请实施例提供的钢板桩支护结构，首先说明一下其应用场景，本申请实施例提供的钢板桩支护结构主要适用于深基坑内结构的支护，现有技术中的钢板桩支护结构在对深基坑内的结构支护时，容易引起开挖后挠度变形加大，土体移动，导致周围地基沉降，对施工的安全性以及施工进度存在一定的影响，因此，本申请提供了一种新型的钢板桩支护结构，以改善对深基坑内结构的支护效果，提高施工的安全系数，保证施工进度。下面结合附图对本申请实施例提供的钢板桩支护结构进行说明。
参照图1，钢板桩支护结构主要包括立柱1、横梁2、托梁3和挡板4；立柱1相对设置有两排，可以为整个支护结构提供支撑；横梁2用于将每排立柱1中的单根立柱1连接为一个整体，提高立柱1的支撑效果；托梁3用于将立柱1和横梁2构成的支撑结构连接为一个整体，从而使整个支护结构处于稳定的状态；挡板4用于对立柱1和横梁2之间的空间进行封堵，从而起到挡土和堵水的作用。
参照图1和图2，立柱1、横梁2和托梁3采用型钢，具体型钢规格可以根据施工需求进行选择，在本实施例中，立柱1、横梁2和托梁3均采用H型钢；每排立柱1中的单根立柱1间隔排布。横梁2有多根且分别设置于每排立柱1上，横梁2的长度方向与立柱1的排布方向平行，每排立柱1上的多根横梁2沿立柱1的高度方向均匀排布，横梁2与立柱1固定连接，从而将每排立柱1连接为一个整体。
为了便于横梁2的安装固定，并且提高立柱1对横梁2的支撑效果，立柱1上开设有多组沿立柱1高度方向排布的嵌槽10，嵌槽10沿立柱1的H型槽开口的方向延伸，每根立柱1上相同高度位置处的嵌槽10对应，横梁2一侧插接于嵌槽10中，从而使立柱1对横梁2进行稳定的支撑。立柱1与横梁2之间设置有多块L型的固定板11，固定板11一面与立柱1内侧面贴合，另一面与横梁2的外侧面贴合，固定板11与立柱1和横梁2采用连接螺栓12进行固定，从而使横梁2与立柱1保持稳定的状态。
托梁3有多根，多根托梁3沿横梁2的长度方向排布，托梁3的两端分别与两排立柱1上同一高度位置处的横梁2固定连接，具体的，托梁3的端部插接于横梁2的H型槽中，托梁3与横梁2通过固定螺栓5固定连接。
参照图3，挡板4设置于立柱1和横梁2围成的空间内且与立柱1和横梁2固定连接，从而对外界的泥土进行阻挡。为了便于挡板4的安装固定，立柱1上固定连接有第一连接件6，横梁2上固定连接有第二连接件7；第一连接件6包括卡板60和安装板61；卡板60呈U形，卡板60的两个内侧面分别与立柱1的内侧面和外侧面贴合，卡板60上设置有第一安装螺栓62，第一安装螺栓62同时穿过立柱1的侧面以及卡板60相对的两侧，并通过螺母将卡板60和立柱1固定在一起。安装板61凸出设置于卡板60远离立柱1的一侧且与卡板60一体铸造成型，安装板61上凸出设置有第一固定螺杆610，挡板4上开设有穿透挡板4板面的条形孔40，第一固定螺杆610穿设于条形孔40中，并通过第一固定螺母611完成安装板61和挡板4的固定。
参照图3和图4，第二连接件7包括第一连接板70和第二连接板71；第一连接板70与第二连接板71板面垂直且一体铸造成型，第一连接板70与横梁2的内侧面贴合且通过第二安装螺栓72与横梁2固定，第二连接板71的板面上凸出设置有第二固定螺杆710，第二固定螺杆710穿设于挡板4的条形孔40中并通过第二固定螺母711完成安装板61和第二连接板71的固定。
参照图5和图6，立柱1与托梁3之间倾斜设置有支撑杆8，从而提高托梁3的稳定性；为了便于支撑杆8的安拆，支撑杆8的两端分别设置有一安装件9。安装件9包括外壳90、插杆91、限位块92、弹簧93和拉杆94；外壳90内部中空且与支撑杆8固定连接；插杆91有两个且分别穿设于外壳90相对的两个端面上，插杆91一端位于外壳90内，另一端露出外壳90，插杆91与外壳90滑移配合；限位块92固定连接于插杆91位于外壳90内的一端，限位块92与外壳90滑移配合，可以阻止插杆91与外壳90脱离；弹簧93的两端分别与两个限位块92抵接，弹簧93始终处于压缩状态，从而推动两个插杆91露出外壳90；外壳90上沿插杆91的滑移方向开设有滑槽900，拉杆94穿设于滑槽900中且与滑槽900滑移配合，拉杆94一端与限位块92固定连接，通过推动拉杆94，可以使外壳90两端的插杆91退入外壳90内。托梁3以及立柱1上与支撑杆8安装位对应的位置分别固定连接两个安装块13，两个安装块13对称设置，安装块13上开设有安装孔130，当支撑杆8两端分别与托梁3以及立柱1固定时，插杆91插接于安装孔130中。
为了提高稳定性，参照图5，外壳90上开设有弧形的限位槽901，限位槽901的圆心位于插杆91的轴线上，限位槽901一端与滑槽900连通，外壳90上沿插杆91的滑移方向开设有卡接槽902，卡接槽902一端与限位槽901远离滑槽900的一端连通，当支撑杆8固定于托梁3和立柱1之间时，插杆91插接于安装孔130中，并且拉杆94位于卡接槽902中，从而可以使插杆91在安装孔130中保持稳定。
为了便于安装，参照图6，支撑杆8包括外管80以及插接于外管80中且与外管80沿轴向滑移配合的内杆81；通过外管80和内管的相对滑移，可以改变支撑杆8的整体长度，便于安装件9与安装块13位置的对应。内杆81位于外管80内的一端凸出设置有限制块810，外管80的内壁上沿内杆81的滑移方向开设有两端封闭的限制槽800，限制块810位于限制槽800中且与限制槽800滑移配合，从而防止内杆81从外管80中脱离。
本申请实施例一种钢板桩支护结构的实施原理为：两排立柱1可以为整个支护结构提供支撑，安装横梁2时，将横梁2一侧嵌入嵌槽10中，并通过L型的固定板11以及连接螺栓12对立柱1和横梁2进行固定，使立柱1和横梁2保持稳定，嵌槽10可以对横梁2进行支撑和限制，提高横梁2的稳定性，进而提高整个支护结构的强度。
在安装挡板4时，先使用第一安装螺栓62将卡板60固定连接到立柱1上，使用第二安装螺栓72将第一连接板70固定到横梁2上，然后将挡板4上的条形孔40与第一固定螺杆610、第二固定螺杆710对应，拧紧第一固定螺母611，完成挡板4与立柱1之间的连接，拧紧第二固定螺母711，完成挡板4与横梁2之间的连接。第一连接件6和第二连接件7可以为挡板4的安装提供支撑位，提高挡板4安装的便捷性。
然后使用固定螺栓5将托梁3固定到横梁2上，然后安装支撑杆8，朝向外壳90内按压插杆91，插杆91退入外壳90内，限位块92随之在外壳90内滑移，挤压弹簧93使弹簧93收缩，然后将安装件9放置到两个安装块13之间，在弹簧93的作用下推动外壳90两端的插杆91穿出外壳90并***安装孔130中，从而使支撑杆8保持稳定，此时拉杆94与限位槽901对应，转动拉杆94使拉杆94沿限位槽901连通直至拉杆94与卡接槽902对应，在弹簧93弹力的推动下拉杆94嵌入卡接槽902中，使拉杆94保持稳定的状态，提高安装件9与安装块13固定的稳定性。当需要对支护结构进行拆卸时，朝向远离安装块13的方向拉动拉杆94，拉杆94带动限位块92在外壳90内朝向远离安装座的方向滑移，拉杆94退入外壳90内，便于将支撑杆8从立柱1和托梁3上拆下。
综上所述，通过设置立柱1、横梁2、托梁3和挡板4，可以提高支护强度，减小单根立柱1的挠度形变，提高深基坑内结构支护施工的安全性，保证施工进度。
本申请实施例还公开一种钢板桩支护方法。钢板桩支护方法包括以下步骤：
S1、施工前准备
施工前，做好现场前期调查并通知权属单位到场配合，做好交通导行，尽量做到施工对交通的影响降到最低，给附近居民和车辆提供方便。
利用挖掘机将旧路结构层破除，采用人工挖探坑的方法，找出开槽影响范围内现况地下管线位置、标高、覆土深度、走向，在施工图上做出标记并在施工现场做明显标志，进行保护。
开槽过程中派专人监管，管线埋深附近0.8m范围内，使用人工开挖，不得使用机械；挖出天然气、给水、电缆、电信等重要管线时，立即设置危险标识，无关人员不得靠近。
S2、测量准备
根据测量定点、设计沟槽的宽度及深度、现场土质以及放坡情况，测设出开挖线，开挖宽度和开挖深度。
S3、方案准备
根据地质情况结合设计管道数据确定深沟槽施工方案，坡比为1:0.5m，边坡护面采用土钉墙锚喷工法。
S4、土方开挖；将型钢立柱1打入土体至既定的深度，然后开挖土方，开挖长度为3.4米，宽度为2.5米，一次开挖高度为0.5米。
S5、支护结构施工；在开挖区域安装横梁2、托梁3和挡板4，支护施工完成后继续进行挖土区域的土方开挖工作。循环进行至土方开挖完成。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种钢板桩支护结构，其特征在于：包括相对设置的两排立柱(1)，每排所述立柱(1)上固定连接有多根横梁(2)，所述横梁(2)的长度方向与每排所述立柱(1)的排布方向平行，多根所述横梁(2)沿立柱(1)的高度方向排布，所述横梁(2)上设置有多根沿横梁(2)的长度方向排布的托梁(3)，所述托梁(3)的两端分别与两排立柱(1)上同一高度位置处的横梁(2)固定连接；所述立柱(1)和横梁(2)之间设置有用于封堵立柱(1)和横梁(2)之间空间的挡板(4)；所述托梁(3)和立柱(1)之间倾斜设置有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)两端分别与托梁(3)和立柱(1)连接；所述支撑杆(8)两端固定连接有安装件(9)；所述安装件(9)包括外壳(90)、插杆(91)、限位块(92)和弹簧(93)；所述外壳(90)与支撑杆(8)固定连接，所述插杆(91)穿设于外壳(90)上且与外壳(90)滑移配合，所述插杆(91)一端位于外壳(90)内且另一端露出外壳(90)；所述限位块(92)固定连接于插杆(91)位于外壳(90)内的一端；所述弹簧(93)的两端分别与两个限位块(92)抵接，弹簧(93)始终处于压缩状态；所述托梁(3)以及立柱(1)上与支撑杆(8)安装位对应的位置分别固定连接两个安装块(13)，所述两个安装块(13)上设置有安装孔(130)，当支撑杆(8)两端分别与托梁(3)以及立柱(1)固定时，所述插杆(91)插接于安装孔(130)中；所述外壳(90)上沿插杆(91)的滑移方向开设有滑槽(900)，所述滑槽(900)内穿设有拉杆(94)，所述拉杆(94)与滑槽(900)滑移配合且一端与限位块(92)固定连接；所述外壳(90)上设置有弧形的限位槽(901)，所述限位槽(901)的圆心位于插杆(91)的轴线上，所述限位槽(901)一端与滑槽(900)连通，所述外壳(90)上沿插杆(91)的滑移方向开设有卡接槽(902)，所述卡接槽(902)一端与限位槽(901)远离滑槽(900)的一端连通。
2.根据权利要求1所述的一种钢板桩支护结构，其特征在于：所述立柱(1)和横梁(2)之间设置有固定板(11)，所述固定板(11)与立柱(1)以及横梁(2)采用连接螺栓(12)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种钢板桩支护结构，其特征在于：所述立柱(1)朝向横梁(2)的一侧设置有多组嵌槽(10)，多组所述嵌槽(10)沿立柱(1)的高度方向排布，所述横梁(2)朝向立柱(1)的一侧嵌设于嵌槽(10)中。
4.根据权利要求1所述的一种钢板桩支护结构，其特征在于：所述立柱(1)上设置有第一连接件(6)，所述第一连接件(6)包括固定连接于立柱(1)上的卡板(60)以及凸出设置于卡板(60)远离立柱(1)一侧的安装板(61)，所述安装板(61)的板面上凸出设置有第一固定螺杆(610)，所述挡板(4)上设置有条形孔(40)，所述第一固定螺杆(610)穿设于条形孔(40)中并通过第一固定螺母(611)对安装板(61)和挡板(4)进行固定。
5.根据权利要求4所述的一种钢板桩支护结构，其特征在于：所述横梁(2)上设置有第二连接件(7)；所述第二连接件(7)包括第一连接板(70)和第二连接板(71)；所述第一连接板(70)与横梁(2)固定连接，所述第二连接板(71)设置与第一连接板(70)一侧，所述第二连接板(71)上凸出设置有第二固定螺杆(710)，所述第二固定螺杆(710)穿设于挡板(4)的条形孔(40)中并通过第二固定螺母(711)对第二连接板(71)和挡板(4)进行固定。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的钢板桩支护结构的支护方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、施工前准备；S2、测量准备，测设出开挖线，开挖宽度和开挖深度；S3、确定深沟槽施工方案；S4、土方开挖；将型钢立柱(1)打入土体至既定的深度，然后开挖土方；S5、支护结构施工；在开挖区域安装横梁(2)、托梁(3)和挡板(4)，支护施工完成后，再次开挖，循环施工直至土方开挖完成。
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