一种用于长条矩形基坑的预应力支护结构

摘要

本发明公开了一种用于长条矩形基坑的预应力支护结构，通过在基坑顶点部分设置角撑，在基坑短边部分设置一组鱼腹梁装置，在基坑的长边部分设置两个或两个以上的鱼腹梁装置，并在两长边之间位于两相邻鱼腹梁装置之间的位置设置对撑，共同对基坑起到支护作用，所述的角撑和对撑通过调整千斤顶产生预应力，所述的鱼腹梁装置通过调整钢绞线的松紧度产生预应力。该种支护结构整体上占用的空间小，便于基坑的开挖，提高效率，同时，支护结构的构件大都是标准尺寸的型材，通过螺栓件连接，安装、拆除都非常方便，多次重复利用率高，整体上降低了基坑支护的成本。

主权项

一种用于长条矩形基坑的预应力支护结构，其特征在于：包括有沿基坑外周向下打入的水泥搅拌桩，水泥搅拌桩上部浇筑钢筋混凝土结构的压顶梁，压顶梁内周连接有围檩型钢，围檩型钢通过钢筋连接件与压顶梁固定连接；所述的围檩型钢为H型钢，其两侧的翼缘上等距开设有连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿围檩型钢长度方向以两排三列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为2a；围檩型钢的两端固定焊接有连接板，连接板上开设有以两排两列形式分布的四个连接孔，横向、纵向相邻的两个连接孔之间的距离均为2a；所述的钢筋连接件包括有L形钢筋，L形钢筋的短边与压顶梁内的钢筋焊接固定，L形钢筋的长边端部同轴焊接有一个具有内螺纹的可连接螺钉的钢筋连接器，穿过围檩型钢的螺钉与钢筋连接器连接从而将围檩型钢与压顶梁固定；位于基坑顶点位置两侧的围檩型钢之间通过两个三角连接件连接，其中一个三角连接件连接在两个围檩型钢端部的连接板之间，另一个三角连接件连接在两个围檩型钢紧挨端部的侧面之间；所述的三角连接件包括有两个垂直焊接的连接臂，每个连接臂上开设有六个连接孔，两个连接臂之间垂直焊接有一个等腰直角三角形的加固板；在基坑靠近每个顶点处设置有3组角撑，包括有2组单股角撑和1组三股角撑；所述的单股角撑包括有两个第一角撑座和一个撑杆，第一角撑座通过螺栓连接在围檩型钢上，撑杆与基坑顶点两侧围檩型钢构成一个等腰直角三角形，撑杆的一端与一个第一角撑座通过螺栓连接，撑杆的另一端与另一个第一角撑座之间连接连接有一个千斤顶；两个单股角撑的撑杆之间连接有两个槽钢，两个槽钢相互垂直，且槽钢与撑杆之间形成45度夹角；所述的第一角撑座由三块钢板首尾依次焊接围成一个等腰直角三角形，三块钢板中间垂直焊接有一块加强板，位于斜边的钢板上开设有六个连接孔，六个连接孔沿斜边长度方向以两排三列分布，横向相邻两连接孔的距离为a，纵向相邻两连接孔的距离为2a；位于一个直角边的钢板上开始有四个连接孔；四个连接孔以两排两列分布，横向、纵向相邻两连接孔的距离均为2a；且位于斜边的钢板上的六个连接孔的位置偏向未开设连接孔的钢板一侧；所述的三股角撑包括有两个多股角撑座和三个撑杆；所述的多股角撑座通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且多股角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；每个多股角撑座下方支撑有横梁，所述横梁连接在两个水泥搅拌桩之间，且横梁与围檩型钢平行布置；所述的水泥搅拌桩上部侧壁连接有托座件，托座件通过螺栓与水泥搅拌桩内的H型钢连接；所述的横梁架设在托座件上，且横梁与托座件通过螺栓连接；所述的三个撑杆之间均匀连接有4个连接盖板，连接盖板与撑杆相互垂直；所述的三个撑杆之间还连接有3个槽钢，每个槽钢处于两个相邻的连接盖板之间；所述的多股角撑座为第二角撑座或第三角撑座；所述的第三角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢e两端向外延伸，且端部固定焊接有连接板，位于直角边的一个H型钢f端部也连接有一个连接板；所述第三角撑座各个H型钢外周的翼缘上开设有连接孔；H型钢f翼缘上开设有六个连接孔单元，每个连接孔单元有四个连接孔，每个连接孔单元中横向、纵向两个连接孔之间的距离均为2a；位于另一直角边的H型钢g翼缘上开设有五个连接孔单元；H型钢e翼缘的中间段开设有七个连接孔单元，H型钢e翼缘的两端部分开设有两组两排八列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；各个H型钢的腹板和翼缘之间还焊接有多个加固筋板，加固筋板位于每个连接孔单元横向的中心位置；H型钢f与H型钢e之间焊接有一与H型钢g平行的加固H型钢a，加固H型钢a与H型钢e、H型钢g之间焊接有两段加固H型钢b；加固H型钢a、加固H型钢b的腹板与H型钢e的腹板同平面，加固H型钢a和加固H型钢b垂直设置，且加固H型钢a两翼缘之间对应加固H型钢b翼缘的位置焊接有加固筋板；第三角撑座的各个相邻H型钢之间，以及加固H型钢a与H型钢f连接处、加固H型钢b与H型钢g连接处均焊接有与腹板同平面的三角形加固钢板；在基坑的长边上设置有两个或两个以上的鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座，位于两个第二角撑座之间的5个腹杆支架，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线；所述的第二角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢i朝外翼缘的1/3位置焊接有一个H型钢h，H型钢h和H型钢i的两端部均焊接固定有连接板；H型钢i位于H型钢h一侧朝外翼缘上开设有2组两排四列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢i位于H型钢h另一侧朝外翼缘上开设有一组两排十一列和一组两排六列的连接孔；在H型钢i内侧的腹板和翼缘之间焊接有多个加固筋板，加固筋板位于H型钢h两端的位置，以及相邻两组连接孔之间的位置；位于直角边的H型钢j端部焊接有连接板，H型钢j朝外的翼缘开设有六组两排两列的连接孔；位于另一直角边的H型钢k的端部与H型钢j紧邻端部的翼缘垂直焊接，H型钢的k的另一端与H型钢i远离H型钢h的一端焊接；H型钢k朝外的翼缘开设有三组两排两列的连接孔；H型钢k靠近H型钢i的端部位置焊接有一供钢绞线穿过的导板，H型钢i靠近H型钢k的一端焊接有一个钢绞线固定板；H型钢i、H型钢j和H型钢k之间焊接有一个连接钢板，连接钢板位于第二角撑座中部的位置安装有两个钢绞线锚具；所述的腹杆支架包括有下弦梁、与下弦梁垂直连接的腹杆、连接腹杆和下弦梁的斜支杆，还包括与腹杆同轴连接的调整腹杆长度的延伸杆，以及连接在延伸杆端部的钢绞线定位头；各个下弦梁端部依次连接，位于最外端的下弦梁与第二角撑座端部连接；所述各个腹杆的下方还支撑有牛腿支架，牛腿支架与插在水泥搅拌桩内的H型钢固定焊接；所述的5个腹杆支架中，位于最中间的腹杆支架具有最长的腹杆和延伸杆，位于最外侧的腹杆支架具有最短的腹杆和延伸杆；所述的钢绞线依次绕在各个腹杆支架端部的钢绞线定位头上，钢绞线的两端穿过第二角撑座上的导板并固定在钢绞线固定板和钢绞线锚具上；所述的钢绞线在两个第二角撑座和5个腹杆支架之间形成左右对称的六个部分，从中间往两侧依次为对称的线a、线b和线c，线a与延伸杆之间形成82度的夹角，线b与延伸杆之间形成67度的夹角，线c与延伸杆之间形成54度的夹角；两个第二角撑座和5个腹杆支架下方支撑有与围檩型钢平行布置的横梁，所述横梁连接在水泥搅拌桩上；位于中部的三个腹杆支架的延伸杆之间还连接有加固梁；在基坑的短边上设置有一个鱼腹梁装置，鱼腹梁装置包括有2个第二角撑座，位于两个第二角撑座之间的3个腹杆支架，以及固定在两个第二角撑座之间并对各个腹杆支架施加预应力的钢绞线；所述的钢绞线在两个第二角撑座和3个腹杆支架之间形成左右对称的四个部分，从中间往两侧依次为对称的线d和线e，线d与延伸杆之间形成78度的夹角，线e与延伸杆之间形成58度的夹角；两个第二角撑座和3个腹杆支架下方支撑有与围檩型钢平行布置的横梁，所述横梁连接在水泥搅拌桩上；在基坑的两长边之间设置有至少一组对撑装置，对撑装置位于相邻两组鱼腹梁装置之间，每组对撑装置包括有两个八字撑以及连接在两个八字撑之间的一组撑杆；所述的八字撑包括有两个第二角撑座、一个三角支撑座以及连接两个第二角撑座和三角支撑座的两组撑杆；所述的两个第二角撑座通过螺栓连接在安装位置的围檩型钢之间，且第二角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；所述的三角支撑座呈等腰直角三角形，三角支撑座的每个直角边分别连接有三根撑杆，三根撑杆另一端连接有一个加筋H型钢，加筋H型钢另一侧对应三根撑杆的位置连接有三个调节H型钢，调节H型钢另一端与第二角撑座直角边的H型钢j连接；每组的三个撑杆之间连接有三个连接盖板；所述三角支撑座直角顶点位置连接有一根垂直于围檩型钢的撑杆，撑杆另一端连接一个千斤顶，千斤顶与两个第二角撑座之间的围檩型钢连接；所述的连接盖板沿长度方向开设有5或7个连接孔组，每个连接孔组由两个连接孔单元构成，每个连接孔单元有六个连接孔，六个连接孔沿连接盖板长度方向以三排两列的形式分布，横向相邻的两个连接孔之间的距离为2a，纵向相邻的两个连接孔之间的距离为a；连接盖板的一面上沿长度方向焊接有2组对称设置的加固钢板条，加固钢板条与连接盖板之间还焊接有三角形的肋板，肋板位于连接孔单元横向相邻的两个连接孔之间；所述的加筋H型钢两端焊接有盖板，加筋H型钢的翼缘两侧对称开设有5或7组两排两列的连接孔，每组连接孔中纵向、横向相邻的连接孔之间的距离均为2a，加筋H型钢的腹板和翼缘之间焊接有加固筋板，加固筋板位于每组连接孔的中间及每组连接孔的横向的外侧；两侧八字撑的三角支撑座之间通过四根撑杆连接；四根撑杆下方支撑有与撑杆垂直的横梁，横梁两端分别连接在两个水泥搅拌桩上部，两个水泥搅拌桩之间连接有剪刀撑；所述的四根撑杆由多根标准长度的撑杆首尾连接构成，在撑杆连接处下方支撑有加固型横梁装置，加固型横梁装置包括有两个与撑杆垂直的横梁a，横梁a两端下方垂直连接有两个横梁b，两个横梁b中部分别连接在两个水泥搅拌桩上部的托座件上方，横梁b两端与托座件下部还连接有两根斜加固杆；在基坑的一个顶点位置处设置有一个直角梯形形状的内凹部，所述的内凹部包括有一个与基坑长边平行的直边和一个与基坑长边成125度的斜边，该顶点位置设置有3组角撑，包括有1组单股角撑和1组二股角撑和1组四股角撑；所述的单股角撑包括有两个第一角撑座和一个撑杆，第一角撑座通过螺栓连接在围檩型钢上，撑杆与基坑顶点两侧围檩型钢构成一个等腰直角三角形，撑杆的一端与一个第一角撑座通过螺栓连接，撑杆的另一端与另一个第一角撑座之间连接连接有一个千斤顶；所述的二股角撑包括有两个第四角撑座和连接在两个第四角撑座之间的两个撑杆，所述的第四角撑座通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且第四角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；两个撑杆之间连接有两个槽钢，且槽钢与撑杆之间形成30度夹角；所述的四股角撑包括有一个第二角撑座、一个第三角撑座和四根撑杆，所述的第二角撑座和第三角撑座分别通过螺栓连接在两个相邻围檩型钢之间，且第二角撑座和第三角撑座通过钢筋连接件与压顶梁连接；第二角撑座和第三角撑座下方分别支撑有横梁，所述横梁连接在两个水泥搅拌桩之间，且横梁与围檩型钢平行布置；所述的四个撑杆之间均匀连接有8‑10个连接盖板，连接盖板与撑杆相互垂直；所述的四个撑杆之间还连接有槽钢，每个槽钢处于两个相邻的连接盖板之间；在四股角撑和二股角撑下方还支撑有一个公用的横梁，该横梁与四股角撑、二股角撑的撑杆相垂直；所述的第四角撑座由三段H型钢依次焊接构成，三段H型钢的腹板位于同一平面上，三段H型钢围成一个等腰直角三角形；位于斜边的H型钢o一端向外延伸，且H型钢o两端固定焊接有连接板，靠近H型钢o延伸端一侧的H型钢p朝外的翼缘上开设有三个连接孔单元，每个连接孔单元有四个连接孔，横向、纵向两个连接孔之间的距离均为2a；H型钢o位于延伸端部分朝外的翼缘上开设有一组两排六列的连接孔，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢o异于延伸端另一侧朝外的翼缘上开设有一组两排两列的连接孔和一组两排九列的连接孔，每组连接孔中，横向两相邻连接孔的距离为a，纵向两相邻连接孔的距离为2a；H型钢o与另外两H型钢连接处的翼缘内侧对应焊接有加固筋板，H型钢p翼缘内侧对应每组连接孔的中部位置也焊接有加固筋板；所述的内凹部的斜边部分不设围檩型钢，位于斜边位置的水泥搅拌桩墙面与基坑外侧的土层之间均匀连接有多个旋喷搅拌加劲桩，旋喷搅拌加劲桩内置有预应力钢绞线；每个位置的旋喷搅拌加劲桩以上下两根为一组，在上的旋喷搅拌加劲桩端部连接在压顶梁上，在下的旋喷搅拌加劲桩端部连接在水泥搅拌桩中部位置的腰梁上；所述腰梁水平设置且与水泥搅拌桩固定连接，各个在下的旋喷搅拌加劲桩与同一个腰梁连接；在上的旋喷搅拌加劲桩与水平面的夹角为25度，在下的旋喷搅拌加劲桩与水平面的夹角为20度。