一种快速部署的基坑围护支撑结构及其施工方法与流程

本发明属于基坑支护，具体涉及一种快速部署的基坑围护支撑结构及其施工方法。

背景技术：

1、城市深基坑施工过程中，内支撑体系的施工速度直接制约基坑开挖施工进度。常规基坑内支撑主要采用混凝土支撑或者装配式钢管支撑形式，施工时需要随基坑开挖分层分段实施，构件吊装就位、节点焊接、螺栓紧固、预应力张拉等现场工序繁多。

2、而混凝土支撑需要完成钢筋绑扎、模板支设以及混凝土养护，等待强度达标后方可承担支护荷载，整体部署周期长；每向下开挖一层，均要重复整套支撑架设流程，施工占用时间较长，且后期拆除作业同样工序繁杂，构件周转效率不高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明公开了一种快速部署的基坑围护支撑结构及其施工方法，其目的在于解决现有的基坑围护支撑结构工序繁杂、部署周期长的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种快速部署的基坑围护支撑结构，包括围护结构、导向结构以及支撑结构，所述导向结构包括若干竖向设置的导向单元，所述导向单元包括若干首尾拼接的导轨，所述围护结构上设置有与导轨可拆卸连接的连接支座；所述支撑结构包括若干水平设置的支撑单元，所述支撑单元两端均固定有第一支撑座，所述第一支撑座底部固定有竖向设置的驱动液压缸，所述驱动液压缸的输出端均固定有第二支撑座，所述第一支撑座、第二支撑座均与对应导轨滑动连接，且第一支撑座、第二支撑座与对应导轨之间可拆卸连接有锁定销；所述支撑单元两端还设置有用于支撑围护结构的伺服液压结构。

4、本方案中，基坑顶部设置第一道混凝土支撑，导轨借助连接支座快速装配，支撑单元可预组装吊装，实现快速部署；此外，采用分步驱动方式使既有支撑单元直接换位下移，无需拆除后重新吊装，缩短支撑架设工期；而支撑单元下移后于导轨上方重新安装支撑单元，使基坑全高始终保持有效支护，控制侧向变形。同时，全部构件可拆卸复用，周转利用率好，适配基坑分层开挖工况。

5、进一步，所述伺服液压结构包括水平固定于支撑单元上的伺服液压缸，所述伺服液压缸输出端上均固定有朝向对应导轨的安装座，所述安装座上关于导轨对称设置有两个连接结构；所述导轨两侧均设置有若干竖向分布的连接钢板，所述连接钢板预埋于围护结构内，所述连接结构与对应连接钢板可拆卸连接。

6、本方案中，安装座采用对称双连接结构与预埋连接钢板对接，避免单点支撑产生偏心荷载，传力更加均匀稳定；而围护结构竖向布置多组连接钢板，适配支撑单元换位后的不同标高装配需求，拆装对接方便；且连接钢板与连接件之间拆装便捷，满足快速部署要求，整体构件可周转复用。

7、进一步，所述安装座上对称开设有两个平行于伺服液压缸的滑槽，所述滑槽中部均同轴开设有调节槽，所述调节槽内同轴设置有沿滑槽径向方向滑动的环形块，且环形块与调节槽之间设置有若干弹性支撑件；所述连接结构包括同轴滑动连接于环形块内的连接杆，所述连接杆的一端与滑槽之间均设置有弹性复位件，所述连接杆的另一端伸出滑槽与连接钢板可拆卸连接，所述连接杆周侧球铰连接有若干定位杆，所述定位杆端部均同轴滑动套设有定位套筒，所述定位套筒端部与安装座球铰连接，所述定位套筒上均可拆卸连接有用于锁定定位杆的紧固销。

8、本方案中，环形块配合弹性支撑件能够实现径向浮动补偿，连接杆配合弹性复位件实现轴向位移补偿，可抵消连接钢板施工带来的位置与安装偏差，提升连接杆与连接钢板对接成功率。

9、进一步，所述连接钢板上均固定有与连接杆外形适配的固定环，所述固定环远离连接钢板的端面上均同轴固定有喇叭状的导向环，所述固定环侧壁上均可拆卸连接有用于锁定连接杆的插销。

10、进一步，所述安装座两侧均铰接有倾斜设置的支撑杆，所述支撑杆端部均同轴滑动套设有支撑套筒，所述支撑套筒端部均与支撑单元铰接，所述支撑套筒上可拆卸连接有用于锁定支撑杆的定位销。

11、进一步，所述第一支撑座与支撑单元之间均设置有加强筋。

12、一种快速部署的基坑围护支撑结构的施工方法，包括如下步骤：

13、s1、施工准备：在围护结构施工阶段同步预埋连接支座以及沿竖向间隔分布的连接钢板；于基坑顶端浇筑第一道混凝土支撑并养护至设计强度，开挖土方至支撑结构安装标高，安装位置避让第一道混凝土支撑；

14、s2、导向结构安装：将第一层导轨安装于对应的连接支座上；

15、s3、支撑整体预组装与吊装：将支撑单元、第一支撑座、驱动液压缸、第二支撑座以及伺服液压结构预组装为支撑整体，将支撑整体吊装至导轨位置，使第一支撑座、第二支撑座均与对应导轨滑动配合；

16、s4、第一层支撑单元就位：先锁定第一支撑座，驱动液压缸带动第二支撑座下移并锁定，再解锁第一支撑座，由驱动液压缸带动第一支撑座及支撑单元下移至工作面标高后重新锁定；

17、s5、伺服支护：取下紧固销与定位销，伺服液压缸带动安装座进给，安装座上对称设置的两个连接杆在导向环的导向下插入对应连接钢板的固定环，再由插销锁定连接杆与固定环，并安装紧固销锁定定位杆来限制连接杆相对安装座的移动；伺服液压缸再次伸长对围护结构施加所需支撑力后，再装入定位销锁定支撑杆，以此来保持对围护结构施加的支撑力大小；

18、s6、下层开挖与支撑换位：向下开挖下一层土方，并安装第二层的导轨；依次拔出支撑套筒上的定位销、固定环上的插销以及定位套筒上的紧固销，伺服液压缸回缩带动安装座回退，弹性复位件推动连接杆复位；拔出第二支撑座的锁定销，利用驱动液压缸驱动第二支撑座沿导轨向下移动到位后重新插设锁定销锁定，再拔出第一支撑座的锁定销，通过驱动液压缸驱动第一支撑座连带支撑单元整体沿导轨下行至下一工作标高，插入锁定销锁定第一支撑座；

19、s7、重新支护与上部补装：在新标高处重复步骤s5，使连接杆与该标高处的连接钢板重新连接锁定，并锁定定位杆与支撑杆，由伺服液压缸重新施加支护预紧力；随后在导轨上部位置再次吊装安装一层全新的支撑单元，完成其就位锁定与伺服支护作业，使上部新支撑单元与已下移的原有支撑单元沿导轨竖向间隔布置，共同维持基坑全高度范围内围护结构的支护约束；

20、s8、循环作业：继续向下开挖下一层土方，重复步骤s6至s7的作业流程，循环往复直至基坑开挖全部完成；

21、s9、拆除回收：基坑施工完毕后，自上而下逐层依次卸载各层伺服液压缸，由驱动液压缸带动各支撑单元沿导轨向上回退，逐步拆除支撑结构与导轨，实现构件回收周转。

22、本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

1.一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：包括围护结构、导向结构以及支撑结构，所述导向结构包括若干竖向设置的导向单元，所述导向单元包括若干首尾拼接的导轨，所述围护结构上设置有与导轨可拆卸连接的连接支座；所述支撑结构包括若干水平设置的支撑单元，所述支撑单元两端均固定有第一支撑座，所述第一支撑座底部固定有竖向设置的驱动液压缸，所述驱动液压缸的输出端均固定有第二支撑座，所述第一支撑座、第二支撑座均与对应导轨滑动连接，且第一支撑座、第二支撑座与对应导轨之间可拆卸连接有锁定销；所述支撑单元两端还设置有用于支撑围护结构的伺服液压结构。

2.根据权利要求1所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：所述伺服液压结构包括水平固定于支撑单元上的伺服液压缸，所述伺服液压缸输出端上均固定有朝向对应导轨的安装座，所述安装座上关于导轨对称设置有两个连接结构；所述导轨两侧均设置有若干竖向分布的连接钢板，所述连接钢板预埋于围护结构内，所述连接结构与对应连接钢板可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：所述安装座上对称开设有两个平行于伺服液压缸的滑槽，所述滑槽中部均同轴开设有调节槽，所述调节槽内同轴设置有沿滑槽径向方向滑动的环形块，且环形块与调节槽之间设置有若干弹性支撑件；所述连接结构包括同轴滑动连接于环形块内的连接杆，所述连接杆的一端与滑槽之间均设置有弹性复位件，所述连接杆的另一端伸出滑槽与连接钢板可拆卸连接，所述连接杆周侧球铰连接有若干定位杆，所述定位杆端部均同轴滑动套设有定位套筒，所述定位套筒端部与安装座球铰连接，所述定位套筒上均可拆卸连接有用于锁定定位杆的紧固销。

4.根据权利要求3所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：所述连接钢板上均固定有与连接杆外形适配的固定环，所述固定环远离连接钢板的端面上均同轴固定有喇叭状的导向环，所述固定环侧壁上均可拆卸连接有用于锁定连接杆的插销。

5.根据权利要求4所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：所述安装座两侧均铰接有倾斜设置的支撑杆，所述支撑杆端部均同轴滑动套设有支撑套筒，所述支撑套筒端部均与支撑单元铰接，所述支撑套筒上可拆卸连接有用于锁定支撑杆的定位销。

6.根据权利要求5所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构，其特征在于：所述第一支撑座与支撑单元之间均设置有加强筋。

7.根据权利要求6所述的一种快速部署的基坑围护支撑结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：