深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的制作方法

本实用新型涉及基坑支护系统中连接节点的结构，特指一种深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系。

背景技术：

在基坑工程中，基坑通过设置的围护体系和水平支撑体系来确保基坑施工过程中的稳定性。其中的围护体系包括设于基坑周缘土体内的围护桩和设于围护桩上的围檩，起到了加固土体确保基坑稳定的作用，围檩设置于围护桩的内侧位于基坑的侧壁面上，还设置于围护桩的顶部，水平支撑体系支设于围檩上，通过水平支撑体系横向支设于基坑的内部，起到了支护作用。

基坑的围檩包括有混凝土围檩和钢围檩，基坑的水平支撑体系包括有混凝土支撑和水平钢支撑。钢围檩和水平钢支撑具有施工方便，不需要养护，施工工期短，支护成本低以及材料可复用的优点，使得钢围檩和水平钢支撑也较为普遍的应用于基坑工程中。传统的水平钢支撑抵靠并支撑连接在钢围檩上，如图1所示，水平钢支撑12的端部抵靠在钢围檩11的内翼缘板111上，水平钢支撑12和钢围檩11均采用工字钢，水平钢支撑12包括上翼缘板121、下翼缘板122以及支撑连接上翼缘板121和下翼缘板122的竖向腹板123，钢围檩11包括内翼缘板111、外翼缘板112以及支撑连接内翼缘板111和外翼缘板112腹板113。水平钢支撑12端部的上翼缘板121、下翼缘板122以及竖向腹板123抵靠并贴合于钢围檩11的外翼缘板111，水平钢支撑12将所受到的基坑土压力直接传递给钢围檩11的内翼缘板111上，由于传递的土压力集中作用在连接节点处，使得节点处的应力集中，从而造成了内翼缘板111的屈曲变形，导致水平钢支撑提前失效和钢围檩承载力下降。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系，解决的传统的水平钢支撑抵靠并支撑连接在钢围檩上使得节点处应力集中造成钢围檩的翼缘板屈曲变形进而导致水平钢支撑提前失效和钢围檩承载力下降的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供了一种深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系，包括：

水平钢支撑，所述水平钢支撑的端部抵靠于所述钢围檩的内翼缘板处并与所述内翼缘板固定连接；

置于所述钢围檩的腹板之上的第一传力构件，所述第一传力构件的第一端与所述内翼缘板固定连接并与所述水平钢支撑的连接处相对应设置，所述第一传力构件的与所述第一端对应的第二端与所述钢围檩上的外翼缘板固定连接；以及

置于所述钢围檩的腹板之下的第二传力构件，所述第二传力构件的第一端与所述内翼缘板固定连接并与所述水平钢支撑的连接处相对应设置，所述第二传力构件的与所述第一端对应的第二端与所述钢围檩上的外翼缘板固定连接，从而通过所述第一传力构件和所述第二传力构件将所述水平钢支撑端部处的压力从所述内翼缘板传递至所述外翼缘板。

通过第一传力构件和第二传力构件将水平钢支撑端部处的压力从钢围檩的内翼缘板传递至外翼缘板，提高水平钢支撑端部和内翼缘板连接处的连接节点的承载力，避免内翼缘板的屈曲变形，整个传力路径明确，由于外翼缘板与基坑的围护结构及土体相贴合，外翼缘板将传递过来的压力传递给围护结构及土体，形成了稳定的受力体系，整个连接节点的应力水平较低，能够保证结构连接的牢固及稳定，从而确保基坑支护的安全。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的进一步改进在于，所述水平钢支撑的端部固设有连接端板，所述连接端板与所述内翼缘板贴合固定从而实现所述水平钢支撑的端部与所述内翼缘板的固定连接。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的进一步改进在于，还包括位于所述钢围檩与围护桩连接处的第二连接节点，所述第二连接节点包括部分锚固于所述围护桩内的锚固板、固定于相邻的两个围护桩上的锚固板底部的托板以及固定连接于相邻的两个围护桩上的锚固板端部的安装板；

所述安装板、所述托板、相邻的两个围护桩以及相邻的两个围护桩上的锚固板围合形成有浇筑空间，所述第二连接节点还包括浇筑形成于所述浇筑空间内的混凝土传力构件；

所述安装板与所述钢围檩的外翼缘板固定连接，从而通过所述安装板及所述混凝土传力构件将所述外翼缘板处的压力传递至所述围护桩及所述围护桩处的土体。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的进一步改进在于，所述第一传力构件的截面形状与对应位于所述钢围檩的腹板上方处的水平钢支撑的截面形状相适配，且所述第一传力构件的截面尺寸大于等于所述水平钢支撑对应位于所述钢围檩腹板上方处的截面尺寸；

所述第二传力构件的截面形状与对应位于所述钢围檩腹板下方处的水平钢支撑的截面形状相适配，且所述第二传力构件的截面尺寸大于等于所述水平钢支撑对应位于所述钢围檩腹板下方处的截面尺寸。

本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的进一步改进在于，所述水平钢支撑为工字钢，包括上翼缘板、下翼缘板和支撑于所述上翼缘板和所述下翼缘板间的竖向腹板；

所述第一传力构件包括第一传力横板和与所述第一传力横板垂直连接的第一传力竖板，所述第一传力横板与所述上翼缘板对齐设置，且所述第一传力横板支撑连接于所述内翼缘板和所述外翼缘板间，所述第一传力竖板与所述竖向腹板对齐设置，且所述第一传力竖板支撑连接于所述内翼缘板和所述外翼缘板间；

所述第二传力构件包括第二传力横板和与所述第二传力横板垂直连接的第二传力竖板，所述第二传力横板与所述下翼缘板对齐设置，且所述第二传力横板支撑连接于所述内翼缘板和所述外翼缘板间，所述第二传力竖板与所述竖向腹板对齐设置，且所述第二传力竖板支撑连接于所述内翼缘板和所述外翼缘板间。

附图说明

图1为现有的基坑支护系统中水平钢支撑与钢围檩的连接处受力屈曲变形的结构示意图。

图2为本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的立体结构示意图。

图3为本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的俯视图。

图4为本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的侧视图。

图5为图4的爆炸分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参阅图2，本实用新型提供了一种深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系，为基坑支护系统中的连接节点提供合理的传力路径，减小连接节点处的应力集中，避免连接节点处的构件屈曲变形，解决现有的水平钢支撑抵靠并支撑连接在钢围檩上使得节点处应力集中造成钢围檩的翼缘板屈曲变形进而导致水平钢支撑提前失效和钢围檩承载力下降的问题。本实用新型的传力结构通过设置第一传力构件和第二传力构件，将水平钢支撑端部传递给内翼缘板的压力传递给外翼缘板，进而通过外翼缘板传递至围护桩及土体，形成了稳定的受力体系，确保支护强度，还避免了内翼缘板的屈曲变形，提高了结构的牢固及稳定性，保证了基坑的支护安全。下面结合附图对本实用新型深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系进行说明。

如图2和图4所示，本实用新型的深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系包括水平钢支撑21、第一传力构件24以及第二传力构件25，结合图3所示，基坑支护系统包括围护体系和水平支撑体系，围护体系包括设于基坑周缘土体30内的围护桩23和设于围护桩23上的钢围檩22，水平支撑体系包括水平钢支撑21支设在钢围檩22上，水平钢支撑21横向支设于基坑的内部，对基坑起到了支护作用。水平钢支撑21的端部抵靠于钢围檩22的内翼缘板221处并与内翼缘板221固定连接，从而于水平钢支撑21的连接处形成了第一连接节点26，该第一连接点26包括位于连接处的内翼缘板221和水平钢支撑21的端部。基坑的土压力传递至水平钢支撑21上，水平钢支撑21将土压力传递给连接于其端部的内翼缘板221，第一连接节点26为传力节点。第一传力构件24置于钢围檩22的腹板223之上，第一传力构件24具有第一端241和第二端242，第一端241和第二端242相对设置，该第一传力构件24嵌设于钢围檩22内，第一传力构件24的第一端241与内翼缘板221固定连接并与水平钢支撑21的连接处相对应设置，第一传力构件24的第二端242与钢围檩22上的外翼缘板222固定连接；结合图4和图5所示，第二传力构件25置于钢围檩22的腹板223之下，第二传力构件25具有第一端251和第二端252，第一端251和第二端252相对设置，该第二传力构件25嵌设于钢围檩22内，第二传力构件25的第一端251与内翼缘板221固定连接并与水平钢支撑21的连接处相对应设置，第二传力构件25的第二端252与钢围檩22单的外翼缘板222固定连接，从而通过第一传力构件24和第二传力构件25将水平钢支撑21端部处的压力传递至外翼缘板222上。

由于设置了第一传力构件24和第二传力构件25，形成了合理的传力结构，明确了传力路径，降低了第一连接节点26处的节点应力集中的情形，将第一连接节点26处的压力直接传递至外翼缘板222上，避免了该压力集中作用于内翼缘板221上而引起内翼缘板221的屈曲变形，保证了钢围檩的承载能力，确保水平钢支撑和钢围檩连接节点的结构强度及结构稳定，从而保证了基坑的支护安全。

作为本实用新型一较佳实施方式，如图3至图5所示，水平钢支撑21的端部固设有连接端板211，该连接端板211与钢围檩22的内翼缘板221贴合固定从而实现水平钢支撑21的端部与内翼缘板221的固定连接。该连接端板211上开设有连接孔，相应地，内翼缘板221上也开设有对应的连接孔，通过穿设连接端板211和内翼缘板221上的连接孔的螺栓紧固连接连接端板211和内翼缘板221。设置连接端板211使得水平钢支撑21和钢围檩22的连接操作简便，节省施工时间。第一连接节点26还包括了该设于水平钢支撑21端部的连接端板211，连接端板211与钢围檩22的内翼缘板221完全贴合，并紧固连接。

作为本实用新型的另一较佳实施方式，如图3至图5所示，本实用新型的深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系还包括位于钢围檩22和围护桩23连接处的第二连接节点27，该第二连接节点27用于连接钢围檩22和围护桩23，第二连接节点27包括部分锚固于围护桩23内的锚固板271、固定于相邻的两个围护桩23上的锚固板271底板的托板272、固定连接于相邻的两个围护桩23上的锚固板271端部的安装板273以及混凝土传力构件，安装板273、托板272、相邻的两个围护桩23以及相邻的两个围护桩23上的锚固板271围合形成有浇筑空间274，向浇筑空间274内浇筑混凝土形成混凝土传力构件。锚固板271为竖向设置，相邻两个围护桩23内的锚固板271平行设置，托板272的一端与相邻两个围护桩23上的一个锚固板271固定连接，另一端与另一个锚固板271固定连接，该托板272设于锚固板271的底部，从而托板272和两个锚固板271形成U型结构，安装板273封堵于U型结构上远离围护桩23的一侧，从而形成了顶部开口的浇筑空间274。安装板273与钢围檩22的外翼缘板222固定连接，从而通过安装板273及混凝土传力构件将外翼缘板222处的压力传递至围护桩23及围护桩23处的土体30上，形成了稳定的受力体系。混凝土传力构件对应设于第一传力构件24和第二传力构件25的布设位置，通过混凝土传力构件提高围护桩23及围护桩23处土体30的受力能力，为安装板273和外翼缘板222提供支撑，避免外翼缘板222的受力变形，且将外翼缘板222所传递的力传递给围护桩23及围护桩23处的土体，使得基坑的四周形成稳定的受力体系，从而保证了基坑的支护安全。

作为本实用新型的又一较佳实施方式，第一传力构件24的截面形状与对应位于钢围檩22的腹板223上方处的水平钢支撑21的截面形状相适配，且第一传力构件24的截面尺寸大于等于水平钢支撑21对应位于钢围檩22腹板223上方处的截面尺寸。第二传力构件25的截面形状与对应位于钢围檩22腹板223下方处的水平钢支撑21的截面形状相适配，且第二传力构件25的截面尺寸大于等于水平钢支撑21对应位于钢围檩22腹板223下方处的截面尺寸。较佳地，第一传力构件24和第二传力构件25与水平钢支撑21的端部以对齐的方式抵靠于内翼缘板221的两侧，这样该水平钢支撑21所传递的力能够直接地通过第一传力构件24和第二传力构件25进行传递，降低内翼缘板221的集中受力。

作为本实用新型的再一较佳实施方式，水平钢支撑21为工字钢，包括上翼缘板212、下翼缘板213以及支撑于上翼缘板212和下翼缘板213间的竖向腹板214；第一传力构件24包括第一传力横板243和与第一传力横板243垂直连接的第一传力竖板244，第一传力横板243与上翼缘板212对齐设置，且第一传力横板243支撑连接于内翼缘板221和外翼缘板222间，第一传力竖板244与竖向腹板214对齐设置，且第一传力竖板244支撑连接于内翼缘板221和外翼缘板222间，该第一传力竖板244置于腹板223之上，第一传力构件24呈T型结构。第二传力构件25包括第二传力横板253和与第二传力横板253垂直连接的第二传力竖板254，第二传力横板253与下翼缘板213对齐设置，且第二传力横板253支撑连接于内翼缘板221和外翼缘板222间，第二传力竖板254与竖向腹板214对齐设置，且第二传力竖板254支撑连接于内翼缘板221和外翼缘板222间，该第二传力竖板254的端部贴合于腹板223的下表面，第二传力构件25呈T型结构。

本实用新型的深基坑装配式组合钢结构水平内支撑体系的受力路径为：水平钢支撑21支设于基坑内，基坑外侧的土体形成的土压力由水平钢支撑21的一侧传递到另一侧，下面以水平钢支撑21的一侧为例进行说明。结合图3所示，水平钢支撑21的轴向压力(即所承受的土压力)经水平钢支撑21的端部传递给钢围檩22的内翼缘板221，该处形成了第一连接节点，也即受力节点；第一传力构件24和第二传力构件25将该内翼缘板221所受的压力直接传递给钢围22的外翼缘板222，外翼缘板222将压力传递至安装板273、混凝土传力构件、围护桩23以及围护桩23处的土体30，从而基坑一侧的土体压力经由上述传力路径传递到基坑另一侧的土体及围护桩处，形成了稳定的受力体系，确保各个构件、节点的强度，避免屈曲变形而使得构件提早失效，保证了基坑支护的安全及稳定。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。