一种软土承压水层模块化基坑支护结构及施工方法

本发明涉及基坑支护，特别是一种软土承压水层模块化基坑支护结构及施工方法。

背景技术：

1、软土指强度较低的土体，软土一般分布在河道附近，这意味基坑支护工程会面临软土承压水层这一具有挑战性的基坑支护项目，对于该类基坑支护结构，一般采用水泥土止水帷幕与水泥土封底的方式提高土体强度，防止地下水渗透，部分采用直接抽水的方式截断地下水渗流，配合水泥土封底进行基坑支护设计，上述的两种方法虽然一定程度上解决了软土承压水层基坑支护的问题，但仍存在以下不足：1)施工质量要求高，基坑主要依靠水泥土止水帷幕进行止水，一方面泥土与软土混合后的强度增长较低，另一方面，容易出现搅拌不均匀的情况，容易导致基坑渗水；2)成本高：采用水泥土进行止水，需要消耗大量的水泥，极大的提高了基坑支护的成本；3)环境污染大：水泥土的大量使用，或者截断水源的做法，会对当地的地下环境造成显著影响，严重污染当地的生态环境。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的问题在于如何解决现有施工方式施工质量要求高、成本高以及环境污染大的问题。

2、技术方案：本发明一种软土承压水层模块化基坑支护结构，其包括，支护组件，包括冻结桩、第一冻结管、连接管、连接杆以及支撑钢筋，所述冻结桩位于基坑内底壁，所述第一冻结管固定于所述冻结桩内，所述连接管与所述第一冻结管两端连通，所述冻结桩顶部开设有预埋孔，所述连接杆插接于所述预埋孔内，所述支撑钢筋固定于所述连接杆顶端；以及，连接组件，设置于所述冻结桩上，包括第一连接板、第二连接板、防护件、限位件以及紧固件，所述第一连接板固定于所述第一冻结管端部，所述第二连接板固定于所述连接管端部，所述防护件设置于所述第一连接板上，所述限位件设置于所述冻结桩顶部两侧，所述紧固件设置于所述连接杆两侧。

3、进一步说，所述防护件包括活动门以及斜板，所述冻结桩顶部两侧均开设有放置槽，所述第一冻结管端部以及所述第一连接板均位于所述放置槽内，所述活动门滑动于所述放置槽内壁两侧顶部，所述斜板固定于所述活动门底部两侧。

4、进一步说，所述防护件还包括活动块、安装块、导向杆、滑块以及第一弹簧，所述活动块滑动于所述第一连接板顶部两侧，所述安装块固定于所述第一连接板顶部，且位于两个所述活动块之间，所述导向杆固定于所述安装块两侧，所述滑块固定于所述活动块两侧，且滑动于所述导向杆上，所述第一弹簧两端分别与所述安装块和所述滑块固定。

5、进一步说，所述限位件包括凸块、限位板以及转板，所述凸块固定于所述活动块顶部两侧，所述限位板固定于所述冻结桩顶部两侧，所述转板转动连接于每侧两个所述限位板之间。

6、进一步说，所述限位件还包括挡条以及第二弹簧，所述限位板内侧开设有滑槽，所述挡条滑动于所述滑槽内，所述第二弹簧两端分别与所述挡条和所述滑槽内壁固定。

7、进一步说，所述紧固件包括侧撑杆、压板、插板以及联动杆，所述侧撑杆固定于所述连接杆顶部两侧，所述冻结桩顶部开设有插孔，其与所述侧撑杆配合，所述压板固定于所述侧撑杆内侧，所述插孔内侧开设有活动槽，所述插板滑动于所述活动槽内，所述连接杆两侧均开设有与所述插板配合的插槽，所述联动杆固定于所述插板两侧，其另一端与所述活动门固定。

8、进一步说，所述如下步骤：

9、(1)定位和设计基坑位置，在基坑四周施工外侧支护桩；

10、(2)立柱结构施工，将支撑钢筋和连接杆安装在冻结桩顶端，并将二者打入基坑底部；

11、(3)在基坑底部且位于每两个相邻冻结桩之间排布局部冻结管，同时在侧支护桩内也设置冻结管；

12、(4)地下水循环换热装置启动，冻结机组启动；

13、(5)基坑开挖，并在开挖的同时进行支护的浇筑；

14、(6)重复开挖和浇筑支护的操作，直至基坑开挖完成。

15、进一步说，所述支撑钢筋表面开设有承接槽，其与所述支护配合。

16、进一步说，所述侧支护桩内侧设有斜拉锚杆。

17、进一步说，所述斜拉锚杆为中空状，分为进水口和出水口。

18、有益效果：采用施工质量容差大，成本较低，污染小的施工方式，同时通过支护组件与连接组件的设置可极大提高支护施工的便利性和稳定性。

技术特征：

1.一种软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：所述防护件(203)包括活动门(203a)以及斜板(203b)，所述冻结桩(101)顶部两侧均开设有放置槽(m)，所述第一冻结管(102)端部以及所述第一连接板(201)均位于所述放置槽(m)内，所述活动门(203a)滑动于所述放置槽(m)内壁两侧顶部，所述斜板(203b)固定于所述活动门(203a)底部两侧。

3.如权利要求2所述的软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：所述防护件(203)还包括活动块(203c)、安装块(203d)、导向杆(203e)、滑块(203f)以及第一弹簧(203g)，所述活动块(203c)滑动于所述第一连接板(201)顶部两侧，所述安装块(203d)固定于所述第一连接板(201)顶部，且位于两个所述活动块(203c)之间，所述导向杆(203e)固定于所述安装块(203d)两侧，所述滑块(203f)固定于所述活动块(203c)两侧，且滑动于所述导向杆(203e)上，所述第一弹簧(203g)两端分别与所述安装块(203d)和所述滑块(203f)固定。

4.如权利要求3所述的软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：所述限位件(204)包括凸块(204a)、限位板(204b)以及转板(204c)，所述凸块(204a)固定于所述活动块(203c)顶部两侧，所述限位板(204b)固定于所述冻结桩(101)顶部两侧，所述转板(204c)转动连接于每侧两个所述限位板(204b)之间。

5.如权利要求4所述的软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：所述限位件(204)还包括挡条(204d)以及第二弹簧(204e)，所述限位板(204b)内侧开设有滑槽(p)，所述挡条(204d)滑动于所述滑槽(p)内，所述第二弹簧(204e)两端分别与所述挡条(204d)和所述滑槽(p)内壁固定。

6.如权利要求2、3、4和5任一项所述的软土承压水层模块化基坑支护结构，其特征在于：所述紧固件(205)包括侧撑杆(205a)、压板(205b)、插板(205c)以及联动杆(205d)，所述侧撑杆(205a)固定于所述连接杆(104)顶部两侧，所述冻结桩(101)顶部开设有插孔(v)，其与所述侧撑杆(205a)配合，所述压板(205b)固定于所述侧撑杆(205a)内侧，所述插孔(v)内侧开设有活动槽(j)，所述插板(205c)滑动于所述活动槽(j)内，所述连接杆(104)两侧均开设有与所述插板(205c)配合的插槽(y)，所述联动杆(205d)固定于所述插板(205c)两侧，其另一端与所述活动门(203a)固定。

7.一种软土承压水层模块化基坑支护结构的施工方法，其特征在于：包含如权利要求1～6所述的基坑支护结构，还包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的软土承压水层模块化基坑支护结构的施工方法，其特征在于：所述支撑钢筋(105)表面开设有承接槽(t)，其与所述支护(303)配合。

9.如权利要求8所述的软土承压水层模块化基坑支护结构的施工方法，其特征在于：所述侧支护桩(301)内侧设有斜拉锚杆(304)。

10.如权利要求9所述的软土承压水层模块化基坑支护结构的施工方法，其特征在于：所述斜拉锚杆(304)为中空状，分为进水口(h1)和出水口(h2)。

技术总结
本发明公开了一种软土承压水层模块化基坑支护结构及施工方法，包括支护组件，包括冻结桩、第一冻结管、连接管、连接杆以及支撑钢筋，所述冻结桩位于基坑内底壁，所述第一冻结管固定于所述冻结桩内，所述连接管与所述第一冻结管两端连通，所述冻结桩顶部开设有预埋孔，所述连接杆插接于所述预埋孔内，所述支撑钢筋固定于所述连接杆顶端；以及，连接组件，设置于所述冻结桩上。本发明采用施工质量容差大，成本较低，污染小的施工方式，同时通过支护组件与连接组件的设置可极大提高支护施工的便利性和稳定性。

技术研发人员：黄献文,梁旭,姜朋明,陈欣,杨云朋,黄世玉,王梓炫,甘雨
受保护的技术使用者：苏州科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15