一种可调式抛撑支护装置的制作方法

本发明涉及土木建筑工程施工技术领域，具体是一种基坑、边坡支护装置。

背景技术：

随着基坑支护技术的成熟，各种支护装置越来越广泛的应用于各种大型基坑中。但对于某些特殊地形的支护，采用已有的技术思路，往往需要花费较高的成本。而且已有基坑支护采用的技术手段，往往是采用固定的支护结构，灵活性较差，造价较高，除了钢板桩，其他支护装置往往不能重复利用。

随着城市建设的不断发展，特殊的支护地形不断呈现，对于形成阳角的道路临空边界，无法利用对称进行支护，而道路对于地面表层的位移要求往往更为严格，又因为车辆荷载的特殊性，监测过程中，若出现水平位移过大问题的，需要及时进行补救，这就使得对于类似的特殊地形进行支护需要花费更大的成本。传统的思路，一般是增加支护结构的插入深度和支护结构的刚度等，往往是事倍功半，在这种情况下，找到一种经济有效，可及时调节的支护方法，是一个很现实的技术问题。

技术实现要素：

为了克服传统支护技术的不足，本实用新型提供一种可调式抛撑支护装置。该抛撑装置直接对支护结构顶部施加水平支撑力，并可通过增减悬挂砝码来调节水平支撑力大小，随时应对监测的基坑变形，采取应对措施，简便易行。具体而言，本实用新型提供一种可调式抛撑支护装置，其特征在于：包括第一撑杆，其与围护结构可转动连接；第二撑杆，其与地基结构可转动连接；第一撑杆与第二撑杆之间通过销钉铰接，其中在销钉上还悬挂有砝码。

进一步地，其中，还包括耳板，其为双耳结构，上有圆孔，所述耳板嵌入围护结构及地基中，通过所述第一撑杆、第二撑杆通过销钉与所述双耳结构铰接，进而实现所述可转动连接。

进一步地，其中，所述耳板上还包括柱形结构，其用于嵌入围护结构或地基中。

根据权利要求1所述的可调式抛撑支护装置，其特征在于：所述第一撑杆与第二撑杆构成上凸的钝角结构，两者的连接处为角点。

进一步地，其中，所述销钉上悬挂有砝码的方式为，将砝码设置在砝码托盘内。

进一步地，其中，所述砝码包括U型槽和通过钢丝或钢杆挂在U型槽下端的托盘，所述U型槽的双侧臂铰接在第一撑杆与第二撑杆连接销钉上。

进一步地，其中，所述砝码为通过圆心和边界预留贯通槽的圆饼。

进一步地，其中，所述砝码的重量为G＝F/tanβ-Ftanα，其中α为第一撑杆与水平方向的夹角，β为第二撑杆与竖直方向的夹角。

进一步地，其中，所述第一撑杆、第二撑杆与耳板铰接一端的端面为圆形；第一撑杆和第二撑杆连接端均为靠一侧保留一半的厚度。

进一步地，其中，上述各部件可以采用钢筋混凝土、钢材或高强度树脂预制。

本实用新型的有益效果是：利用抛撑对支护结构直接施加水平支撑力，有效的降低无对称阳角临空边界的支护成本；采用铰接悬挂砝码的撑杆装置，能够随时调节水平支撑力的大小，简便易行，实用性强，且该装置可重复利用，绿色环保，经济有效，具有很好的推广应用价值。

附图说明

下面结合附图和实施方法对本实用新型作进一步说明。

图1本发明的原理示意图。

图2带孔耳板结构示意图。

图3阳角边界支护示意图。

图中：1.围檩，2.带孔耳板，3.上撑杆，4.砝码托盘，5.下撑杆，6.砝码，7.阳角边界。

具体实施方式

参见图1-3，本实用新型的可调式抛撑支护装置，包括，带孔耳板2，撑杆3,5，销钉，砝码托盘4和砝码6，其中，带孔耳板2一端为柱形，优选为圆柱形，另一端为带圆孔的两耳。

第一带孔耳板2嵌入围护结构中，第二带孔耳板2嵌入锚碇中，第一撑杆3一端通过销钉与第一带孔耳板2的双耳连接，第二撑杆5一端通过销钉与第二带孔耳板2的双耳连接，第一撑杆3和第二撑杆5的另一端通过销钉铰接。

在第一撑杆3和第二撑杆5的铰接销钉上还悬挂砝码托盘4，砝码托盘4上可以根据情况添加一定量的砝码6。

优选地，为了更好地实现支撑，第一撑杆3和第二撑杆5构成上凸的钝角结构，即两个撑杆的连接处构成角点。

优选地，两耳间距与撑杆截面尺寸一致，撑杆为截面为正方形、长方形、圆形或工字型的长杆，杆端为圆弧形，用于转动时不耳板发生干涉。

优选地，所述第一、第二撑杆3,5与耳板2端的贯穿孔孔径与耳板的圆孔孔径一致，另一端为只靠一侧保留部分的厚度，优选为保留一般厚度，并在其上形成供销钉穿过的的贯穿孔。

优选方案中，砝码托盘4为U型槽构件，槽宽能够容纳第一、第二撑杆连接处的厚度，优选为与其厚度一致。U型槽的两侧槽壁设置贯穿圆孔供销钉穿过，槽底通过钢丝绳或钢杆等悬挂一托盘；砝码6为通过圆心和边界预留贯通槽的圆饼；优选地，悬挂砝码的重量为G＝F/tanβ-Ftanα。其中α为第一撑杆3与水平方向的夹角，β为第二撑杆5与竖直方向的夹角。

上述装置在满足刚度和强度的情况下，可采用钢筋混凝土或钢材或刚树脂预制。

下面说明本实用新型抛撑支护装置设计及组装过程：

阳角边界需要开挖的深度为D，边界长度W。为采用“朗肯土压力理论”计算阳角边界欲采用的支护结构外侧的“主动土压力Ea1”和开挖侧的“被动土压力Ep1”分布；利用“弯矩平衡”来确定支护结构的长度L；确定支护结构的长度后，对水平方向进行力的平衡计算，得出每延米支护结构需要施加的水平支撑力F。

在距离阳角边界一定距离处，预先施工一排短桩或锚碇为所需要施加的水平支撑反力F提供反力。在基坑围护结构的围檩外侧水平方向，预留与耳板2底座相对应的圆柱形安装孔，或者在围檩施工完成后，用钻具开凿；在短桩或锚碇表面竖直方向预留与耳板底座相对应的圆形安装孔，或者在短桩或锚碇结构施工完成后，用钻具开凿。

将耳板2嵌入到围檩1安装孔中，利用销钉、耳板2上的圆孔，和撑杆3一端上的贯穿孔，将撑杆3和围檩1上的耳板2铰接；将两根撑杆3,5的只有一半厚度的一段，反向扣合后，用销钉铰接；第二撑杆5与耳板2铰接后，将耳板2嵌入短桩或锚碇结构的安装孔中。后期监测过程中，若支护结构水平位移过大，可随时增加砝码进行调节。

下面结合具体实施方式说明本实用新型装置的设计安装：

在某隧道建设工程中，临江因固有道路，出现阳角临空边界7需要支护，根据现场实测及工程的相关资料查得该边界临空面高3.6m，阳角为100度左右。

在开挖前，先沿着阳角边界7，施工一排支护结构，在支护结构顶部，浇筑围檩1，浇筑围檩1时，在围檩1外侧，间隔3m预留直径20cm，深30cm的水平孔洞。同时预制带孔耳板2，带孔耳板2的底座为直径20cm，长30cm的圆柱，预制截面为30cm*30cm，长3m的撑杆3、5，其一端预留与耳板孔径一致的孔，另一端预只保留其一侧一半的厚度，并在其上开孔。预制圆盘型砝码6，半径为0.5m，厚30cm，通过圆心到边界，设置一道宽5cm的槽口。

待支护结构及其围檩1凝固达到设计强度后，控制道路车辆荷载，开挖土方后，距支护结构3.6m，与围檩1预留水平孔洞相对应的位置，施工一长2m，宽1m，深2m锚碇。在锚碇中心位置预留直径20cm，深30cm的孔洞，孔洞垂直锚碇表面。

开挖后，将带孔耳板2分别嵌入到，围护结构的围檩1预留水平孔洞和锚碇的预留孔洞中，并通过销钉分别连接第一撑杆3，第二撑杆5，第一撑杆3和第二撑杆5之间通过只保留了一侧一半厚度的孔洞铰接，并通过销钉连接，同时在销钉上挂砝码托盘。预先安放5块砝码，后期根据实际监测情况，添加砝码。

在本抛撑装置的保护下，临江道路段，在沉管隧道施工过程中，一直安全稳定运营。相较于传统支护设计思路，增大支护结构的插入比和支护结构的刚度，本实用新型经济安全有效，简便易行，实用性强，且该装置可重复利用，绿色环保。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语仅仅是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。