一种圆形基坑拼装支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆形基坑拼装支护结构，属于市政施工用设备领域。若干环状连接件、伸缩式连接器和若干支护单元体；其中，所述各支护单元体的外壁表面为粗糙面；所述若干支护单元体通过伸缩式连接器和若干环状连接件连接成经所述伸缩式连接器能调整直径尺寸的圆环形结构体。该支护结构通过若干支护单元体、伸缩式连接器和若干环状连接件形成一种便于拆装且能保证结构稳固的适用于小型基坑支护的装置，具有不影响环境、施工快、成本低的优点。
【专利说明】一种圆形基坑拼装支护结构【技术领域】
[0001]本实用新型涉及市政工程施工用设备，特别是涉及一种圆形基坑拼装支护结构。【背景技术】
[0002]目前在市政工程施工中，地下管线铺设与修复是城市市政工程中的重要部分，但无论使用何种地下管线施工方式，都要修建大量的基坑和竖向工作井。以非开挖施工技术-拉管施工为例，大约50米左右就需要在地下管线的线路上安设一个工作井。这些基坑或者工作井大都属于临时结构物，待管线施工完毕以后要进行回填。该类基坑须遵守建筑基坑的有关规范。传统的施工方法，如钢板桩、地下连续墙、沉井等，施工周期长、造价高，很多材料不能回收再利用，特别是混凝土支护结构，施工完成后大都无法完全将结构移除，一则对周边环境造成一定的影响，同时为今后市政工程施工带来诸多不便。因此，研发一种可拆卸能够重复使用的基坑支护结构，不仅具有重要的工程实用价值，而且对周边环境保护具有积极意义。[0003]现有的基坑支护结构在一定程度加快了施工进度、降低了成本以及具有可重复回收利用等优点。但存在的缺点是:不能与基坑侧壁密贴，但容易造成局部位移过大。需要将钢结构结构吊装，使施工风险因素增加。自身重力大，同时基坑的开挖又无法保证为规则的圆形，所以施工中很难保证按结构原设计的弧度和尺寸拼装，相邻两层支护构件之间的间隙较大。拆卸模板过程中由于土压力作用，结构拆卸困难，基坑容易发生垮塌事故。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种圆形基坑拼装支护结构，可在施工中减小局部变形或者地面沉降，施工后方便的拆卸移除，从而解决目前的基坑支护结构施工后局部位移较大及拆卸移除困难的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种圆形基坑拼装支护结构，包括:
[0006]若干环状连接件、伸缩式连接器和若干支护单元体；其中，
[0007]所述各支护单元体的外壁表面为粗糙面；
[0008]所述若干支护单元体通过伸缩式连接器和若干环状连接件连接成经所述伸缩式连接器能调整直径尺寸的圆环形结构体。
[0009]本实用新型的有益效果为:通过若干支护单元体、伸缩式连接器和若干环状连接件形成一种便于拆装且能保证结构稳固的适用于小型基坑支护的装置，通过伸缩式连接器以及外壁表面的粗糙面能够使支护单元体与基坑内壁密贴，增加侧摩阻力，具有不影响环境、施工快、成本低的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0011]图1为本实用新型实施例提供的支护结构的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型实施例提供的支护结构的支护单元体的示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例提供的支护结构的支护单元体的俯视图；
[0014]图4为本实用新型实施例提供的支护结构的垫块的示意图；
[0015]图5为本实用新型实施例提供的支护结构的伸缩式连接器的示意图；
[0016]图6为图5中的A — A向剖视图；
[0017]图7为图5中的B处局部放大示意图；
[0018]图8为本实用新型实施例提供的支护结构的环状连接件的示意图；
[0019]图9为本实用新型实施例提供的支护结构的环状连接件侧向剖视图；
[0020]图10为本实用新型实施例提供的另一结构的支护结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0022]本实用新型实施例提供一种圆形基坑拼装支护结构，如图1所示，该支护结构包括:若干支护单元体1、伸缩式连接器3和若干环状连接件2 ；
[0023]若干支护单元体I的外壁表面4为粗糙面，可以增加与贴紧后基坑内壁的摩擦力；
[0024]其中，若干支护单元体I由伸缩式连接器3和若干环状连接件2连接成圆环形结构体，伸缩式连接器3能调整所述圆环形结构体的直径尺寸，从而能够使支护结构与基坑内壁密贴，增加侧摩阻力。
[0025]一般采用六个支护单元体I经四个环状连接件2连接成一个具有小开口的圆环形结构的支护结构，开口处由伸缩式连接器3连接，通过调整伸缩式连接器3的长度，可以对形成的圆环形结构的直径进行微调，从而使形成的支护结构可以在基坑内微调，支撑贴紧在基坑内壁上。
[0026]上述支护结构中，各支护单元体I结构均相同，如图2、图3所示，每个支护单元体由长方形弧形板11和固定设置在所述长方形弧形板一侧中间部位的弧形管12构成；
[0027]所述管体12与所述长方形弧形板11之间设有若干垫块13(垫块结构如图3所示)，使所述管体12的两端处和中间至少一处与所述长方形弧形板之间分离具有空隙，弧形管12的两端处设有螺栓孔14 ;通过该空隙可方便环状连接件2套装在该弧形管12的端部，进而通过螺栓孔14与螺栓配合固定连接。
[0028]上述支护结构中，所述长方形弧形板11和弧形管12的弯曲度为13.4%、曲率半径为2500mm，所对应的圆心角为60° —般长方形弧形板和弧形管的长度均为2500mm，可根据所支护基坑直径尺寸的需要，选择不同长度。[0029]上述支护结构中，所述伸缩式连接器3如图4、图5、图6所示，包括:连接管33和两个连接头31、32 ;其中，连接管33两端均设有内螺纹，两个连接头31、32的一端分别通过螺纹活动连接在连接管33两端，这样可以向连接管33调节两个连接头31、32，缩短整个伸缩式连接器3的长度，反向调节两个连接头31、32则加长伸缩式连接器的长度；
[0030]在连接管33中间部位设有卡紧部34，该卡紧部34可在调节连接头时方便用卡装工具卡住连接管；各连接头远离连接连接管处的自由端(即未与连接管连接的自由端)设有连接支护单元体的通孔311，通过该通孔311可以方便的与支护单元体连接。
[0031 ] 上述支护结构中，环状连接件2如图7、图8所示，由两端设有连接孔的连接管件和能设置在连接孔内的连接螺栓(图中未示出)构成。其中，连接管件端部的内径大于与支护单元体的连接处的管体12、13的外径，方便套装在支护单元体I的管体12、13端部，以方便环状连接件2与支护单元体I连接。
[0032]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0033]实施例一
[0034]本实施例提供的圆形基坑拼装支护结构可解决市政工程中基坑支护工程成本高、位移变形大的等难题。该圆形基坑拼装支护结构适用于直径5米或5米以下的小直径圆形基坑支护，可拆卸重复使用。
[0035]该圆形基坑拼装支护结构由六个钢结构的支护单元体和四个环向连接管(即环状连接件)、一个伸缩式连接器拼装构成，六个支护单元体经四个环向连接管连接完成后，最后连接伸缩式连接器，并调整伸缩式连接器的尺寸，使形成的圆形结构的支护结构和基坑内壁密贴，同时施加一个可抵消自身重力的环向应力。
[0036]该支护结构各部件的结构如下:
[0037](I)支护单元体:
[0038]钢结构的支护单元体采用I根钢管和长方形钢片焊接而成，见图2、图3，其中，钢片可采用Q235碳素结构钢板，其弧长为2500mm，厚度为4mm，高为200mm ;钢管可采用Q235钢管，弧长为2500mm，其外径为50mm，壁厚为5mm ;钢管、钢片的弯曲度为13.4%，其曲率半径为2500_，所对应的圆心角为60°。可以知道，该支护单元体也可根据实际所支护基坑的需要选择合适的尺寸，
[0039]支护单元体的外壁表面为粗糙面，这样形成的圆形支护结构外表面粗糙，可以增加与基坑内壁的摩擦力。
[0040](2)伸缩式连接器:
[0041]如图4、图5、图6所示，六个钢结构的支护单元体经环状连接件连接后，还剩有208mm的开口间隙，为了让形成的圆环形结构能够成为一个完整的、且能够独立承受外荷载的圆形结构，需要在钢结构间隙处安装一个能伸缩的伸缩式连接器，该伸缩式连接器由中间的连接管和设置在两端的连接头构成，连接管与连接头经螺纹连接，连接头可在连接管上伸缩，从而调整整个伸缩式连接器的长度。通过伸缩式连接器也使形成的整个圆环形结构支护结构连接成一个完整、闭合的独立承载结构。
[0042]该伸缩式连接器螺纹的尺寸按照《中华人民共和国国家标准一梯形螺纹第I部分》进行设计的。螺纹类型选择为公称直径为50mm的梯形螺纹，螺距为8mm，螺纹牙高为4mm，螺纹牙顶和牙底宽为2.928mm，螺纹牙侧角为30°，螺纹标记为Tr50 X 8 (梯形螺纹、直径50、螺距8)。经过验算，螺纹在静荷载作用下能够保持自锁(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2005)。
[0043](3)环状连接件(即环向连接管):
[0044]如图7、图8所示，该支护结构的环向连接管与支护单元体的连接方式是通过对接外套管连接，螺栓固定的方式，可以约束标准钢结构单元连接点的位移、平面内转动及扭转。环向连接管(可采用钢管)之间通过一根长500_对接外套管和螺栓连接。环向连接管的外径为70mm，壁厚为5mm，其曲率半径为2500mm，所对应的圆心角为10° ;螺栓孔的尺寸为20mmX14mm。环向连接管的结构如图4。
[0045]经过强度验算，确定螺栓规格为d = M10、公称长度为100mm、产品性能等级为8.8、产品等级为A级的六角头螺栓，即GB/T5782，MlOX 100 (国家质量技术监督局，2000)。
[0046]进一步，上述的支护结构中，圆环形结构体101为多个，分层叠装设置并通过若干竖向连接件102连接形成整体的圆环形结构体；具体的:各圆环形结构体101竖向分层叠装设置形成圆环形结构体，所述竖向连接件102竖向连接(可通过抱箍连接)在各层圆环形结构体(如可连接在各层的支护单元体间)之间。
[0047]这种结构的支护结构中的竖向连接件采用竖向连接钢管，采用竖向连接钢管将每层结构连接起来，可使支护结构具有较好的整体稳定性，如若设置多层圆形基坑拼装支护结构，则每相邻三层结构由竖向连接钢管通过抱箍(可采用脚手架扣件)相连接；根据实际安装情况，每层支护结构均匀安装6根竖向连接钢管，各结构层之间要互相错开安装。竖向连接钢管可米用长600mm,外径50mm,内径40mm的钢管。
[0048]上述连接竖向连接钢管的抱箍可采用脚手架对接扣件，该脚手架对接扣件可选用能用于外径为50mm钢管的对接扣件，扣件力学性能应满足《钢管脚手架扣件》(GB15831-2006)的相关要求(中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会，2006)。
[0049]上述支护结构的支护单元体中，在管体下设置的钢垫块使管体与长方形弧形板之间的空隙，可以便于安装竖向连接钢管，使脚手架扣件能很好的抓住环向支撑钢管，通过设置钢垫块，增加了竖向连接钢管的安装灵活性，还增强了整体结构的刚度。
[0050]该支护结构的整体结构为:每层的圆形基坑拼装支护结构是由标准钢结构的支护单元体通过环状连接件和伸缩式连接器拼装而成。首先通过环状连接件将同一层的标准钢结构单元连接成一个能独立承受外荷载的单层结构，然后通过竖向连接钢管将各单层承载结构连接成整体结构，使其具有较大的刚度、较好的稳定性，能够很好的抵抗外荷载。在安装每层的支护结构时，首先通过环向连接钢管将6块标准钢结构的支护单元体安装好；然后再剩余的21cm空隙间安装伸缩式连接器，使整层结构连接成一个完整、闭合的独立承载结构。各层结构间通过竖向连接钢管将其连接成一整体，每相邻三层结构由竖向连接钢管通过脚手架扣件相连接；根据实际安装情况，每层结构均匀安装6根竖向连接钢管，各结构层之间要互相错开安装，形成的整体支护结构见图10。
[0051]本实用新型的有益效果如下:
[0052](I)通过设置伸缩式连接器，支护结构与基坑坑壁完全密贴，从而使结构形成一个封闭的圆形，结构的受力变的更加合理，并能够向坑壁提供一个预压作用，并配合支护单元体的粗糙外表面，很大程度的抑制坑壁位移。同时，由于主动预压应力的存在，支护结构与侧壁之间摩擦力增大，能够平衡结构的自身重力，因而安装时不必再使用吊杆。
[0053](2)每层支护构件构成一个独立的支护体系，可现场根据工程地质条件调节相邻两层的间隔距离，结构之间的间隙具有可调节性。
[0054]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种圆形基坑拼装支护结构，其特征在于，包括: 若干环状连接件、伸缩式连接器和若干支护单元体；其中， 所述各支护单元体的外壁表面为粗糙面； 所述若干支护单元体通过伸缩式连接器和若干环状连接件连接成经所述伸缩式连接器能调整直径尺寸的圆环形结构体。
2.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述伸缩式连接器包括: 两个连接头和连接管；其中， 所述两个连接头的一端分别通过螺纹活动连接在所述连接管两端的内螺纹上； 所述各连接头的自由端设有连接支护单元体的通孔，所述连接管中间部位设有卡紧部。
3.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述各支护单元体由长方形弧形板和固定设置在所述长方形弧形板一侧中间部位的弧形管构成； 所述管体与所述长方形弧形板之间设有若干垫块，使所述管体的两端处和中间至少一处与所述长方形弧形板之间分离具有空隙。
4.如权利要求3所述的支护结构，其特征在于，所述长方形弧形板和弧形管所对应的圆心角为60°，弯曲度为13.4%、曲率半径为2500_。
5.如权利要求3所述的支护结构，其特征在于，所述长方形弧形板和弧形管的长度为2500mmo
6.如权利要求3、4或5所述的支护结构，其特征在于，所述弧形管的两端处设有螺栓孔。
7.如权利要求1至5任一项所述的支护结构，其特征在于，所述环状连接件由两端设有连接孔的连接管件和能设置在所述连接孔内的连接螺栓构成。
8.如权利要求7所述的支护结构，其特征在于，所述连接管件端部的内径大于与所述支护单元体的连接处的管体的外径。
9.如权利要求1至5任一项所述的支护结构,其特征在于,还包括:若干竖向连接件； 所述形成的圆环形结构体为多个分层叠装设置，所述竖向连接件竖向连接在各层圆环形结构体之间形成整体的圆环形结构体。
10.如权利要求9所述的支护结构,其特征在于,所述竖向连接件通过抱箍竖向连接在各层圆环形结构体之间。
【文档编号】E02D17/04GK203755314SQ201320735504
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】杨宇友, 阎锡东, 贾大鹏, 赵国庆, 贺会策 申请人:中国地质大学（北京）