一种用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构的制作方法

1.本实用新型属于基坑围护结构施工领域，具体涉及一种用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构。


背景技术：

2.为了保证基坑特别是深基坑围护结构稳定，需要在围护桩的桩顶水平面内布置一榀钢筋混凝土水平支撑结构，同时也要根据基坑的深度布置若干道水平钢支撑。其中桩顶的钢筋混凝土水平支撑结构由位于维护桩桩顶的钢筋混凝土冠梁（14）和钢筋混凝土水平支撑梁两个部分组成，由于冠梁的钢筋与围护桩钢筋及水平支撑梁的钢筋绑扎成为一体，所以当混凝土达到设计强度后，基坑围护桩、冠梁和各种水平支撑梁便组成一个空间框架结构，共同承受基坑开挖后产生的侧向土压力，保证基坑围护结构稳定，位于围护桩顶的钢筋混凝土水平支撑结构的构筑过程要占用较长的工期，在地下结构施工过程中需要将各种水平支撑逐步拆除，其中钢筋混凝土水平支撑梁的拆除难度大、周期长，并且拆除后的大部分材料需要经过粉碎分类后才能重复利用，会造成一定的资源浪费，同时也会产生较大环境污染问题；另外，由于钢筋混凝土水平支撑梁不能主动地对围护桩施加反向侧压力，只有当围护桩出现侧向变形时才能被动地承担压力，因此不能够像水平钢支撑那样通过液压千斤顶（12）主动地对维护桩施加侧向压力，能够对侧向变形予以补偿，主动减小围护结构侧向位移，特别是出现超过规定的侧向变形时无法采用有效的方法对侧向变形予以补偿。


技术实现要素：

3.针对以上不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构及其施工方法，本预应力支撑结构既能够主动地调节反向侧压力、补偿围护桩侧向位移，又能够重复利用，减少材料浪费和环境问题的拱形预应力支撑体系。
4.为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是，
5.一种用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构，包括混凝土桩基、顶部拱形支撑和腰部拱形支撑，混凝土桩基上固定安装有顶部支座和腰部支座，顶部拱形支撑转动安装在顶部支座上，腰部拱形支撑转动安装在腰部支座上，且顶部拱形支撑、腰部拱形支撑与混凝土桩基可拆式连接，在顶部拱形支撑、腰部拱形支撑内均安装有侧压力调节件。
6.进一步的，顶部拱形支撑的结构、腰部拱形支撑的结构一致，均包括桩基连接梁和侧压力调节件，侧压力调节件的两侧分别连接有桩基连接梁，桩基连接梁与混凝土桩基转动连接。
7.进一步的，桩基连接梁包括构件连接头、构件连接梁和螺栓节点，构件连接头、构件连接梁通过螺栓节点固定连接，构件连接头转动安装在混凝土桩基上，侧压力调节件固定安装在构件连接梁上。
8.进一步的，侧压力调节件包括压力连接板和液压千斤顶，液压千斤顶的两端固定连接有压力连接板，压力连接板分别与桩基连接梁固定连接。
9.进一步的，混凝土桩基包括钢骨混凝土桩和混凝土冠梁，混凝土冠梁浇筑成形于钢骨混凝土桩上，顶部支座分别与钢骨混凝土桩、混凝土冠梁连接。
10.进一步的，顶部支座包括钢筋笼连接座、抗剪钉和顶部支座节点，顶部支座节点固定连接在钢筋笼连接座上，抗剪钉均匀布设在钢筋笼连接座上，且抗剪钉与钢骨混凝土桩、混凝土冠梁连接，顶部支座节点与顶部拱形支撑转动连接。
11.进一步的，相邻的钢骨混凝土桩之间浇筑有混凝土维护桩，混凝土冠梁固定浇筑于混凝土维护桩、钢骨混凝土桩上，将混凝土维护桩、钢骨混凝土桩连接。
12.进一步的，腰部支座包括纵向钢梁、钢梁连接件和腰部支座节点，纵向钢梁通过钢梁连接件固定连接在混凝土桩基的腰部，腰部支座节点固定连接在纵向钢梁上，且腰部支座节点与腰部拱形支撑转动连接。
13.进一步的，钢梁连接件包括钢梁支座和钢梁悬挂，钢梁支座固定连接在混凝土桩基上，纵向钢梁固定安装在钢梁支座上，钢梁悬挂的两端分别与纵向钢梁、混凝土桩基固定连接。
14.上述用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构的施工方法，包括以下步骤，
15.（一）在基坑底层上钻桩孔；
16.（二）将顶部支座固定在混凝土桩基的钢筋笼上，并将钢筋笼放入桩孔中；
17.（三）混凝土桩基进行混凝土浇筑后，再浇筑钢筋混凝土冠梁；
18.（四）用销钉将顶部拱形支撑安装在顶部支座的顶部支座节点上；
19.（五）依次安装钢梁支座、钢梁悬挂以及纵向钢梁；
20.（六）用销钉将腰部拱形支撑固定在腰部支座的腰部支座节点上。
21.本实用新型的有益效果是，（1）顶部支座、腰部支座可拆式安装在混凝土桩基上，便于对顶部支座和腰部支座进行循环使用，减少材料浪费。
22.（2）通过侧压力调节件的设置，使得本预应力支撑结构既能够主动地调节反向侧压力、补偿围护桩侧向位移。
附图说明
23.图1是本实用新型的结构示意图。
24.图2是顶部拱形支撑的结构示意图。
25.图3是混凝土桩基与顶部支座的连接结构示意图。
26.图4是腰部支座的结构示意图。
27.图5是本实用新型的俯视图。
28.附图标记：混凝土桩基1，顶部拱形支撑2，腰部拱形支撑3，顶部支座4，腰部支座5，侧压力调节件6，桩基连接梁7，构件连接头8，构件连接梁9，螺栓节点10，压力连接板11，液压千斤顶12，钢骨混凝土桩13，混凝土冠梁14，钢筋笼连接座15，抗剪钉16，顶部支座节点17，混凝土维护桩18，纵向钢梁19，钢梁连接件20，腰部支座节点21，钢梁支座22，钢梁悬挂23。
具体实施方式
29.下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。
30.一种用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构，包括混凝土桩基1、顶部拱形支撑2和腰部拱形支撑3，混凝土桩基1上固定安装有顶部支座4和腰部支座5，顶部拱形支撑2转动安装在顶部支座4上，腰部拱形支撑3转动安装在腰部支座5上，且顶部拱形支撑2、腰部拱形支撑3与混凝土桩基1可拆式连接，在顶部拱形支撑2、腰部拱形支撑3内均安装有侧压力调节件6，顶部支座4、腰部支座5可拆式安装在混凝土桩基1上，便于对顶部支座4和腰部支座5进行循环使用，减少材料浪费，通过侧压力调节件6的设置，使得本预应力支撑结构既能够主动地调节反向侧压力、补偿围护桩侧向位移。
31.顶部拱形支撑2的结构、腰部拱形支撑3的结构一致，均包括桩基连接梁7和侧压力调节件6，侧压力调节件6的两侧分别连接有桩基连接梁7，桩基连接梁7与混凝土桩基1转动连接，在实际施工过程中，可以根据顶部拱形支撑2、腰部拱形支撑3实际所需的尺寸对桩基连接梁7的相对长度进行调节，便于顶部拱形支撑2、腰部拱形支撑3分别与混凝土桩基1进行连接。
32.在一些优选的方式中，桩基连接梁7呈拱形设置，更便于顶部拱形支撑2、腰部拱形支撑3主动地调节反向侧压力、补偿围护桩侧向位移。
33.桩基连接梁7包括构件连接头8、构件连接梁9和螺栓节点10，构件连接头8、构件连接梁9通过螺栓节点10固定连接，构件连接头8转动安装在混凝土桩基1上，侧压力调节件6固定安装在构件连接梁9上，桩基连接梁7采用拼接式的结构，便于对桩基连接梁7的尺寸进行调节，并且更桩基连接梁7进行循环利用。
34.侧压力调节件6包括压力连接板11和液压千斤顶12，液压千斤顶12的两端固定连接有压力连接板11，压力连接板11分别与桩基连接梁7固定连接，便于对千斤顶12进行固定安装，通过调节液压千斤顶12来主动地调节反向侧压力、补偿围护桩侧向位移。
35.混凝土桩基1包括钢骨混凝土桩13和混凝土冠梁14，混凝土冠梁14浇筑成形于钢骨混凝土桩13上，顶部支座4分别与钢骨混凝土桩13、混凝土冠梁14连接，提高顶部支座4的安装稳定性，防止千斤顶施加反向侧压力时，混凝土桩基1损坏，保证本装置的安全性。
36.顶部支座4包括钢筋笼连接座15、抗剪钉16和顶部支座节点17，顶部支座节点17固定连接在钢筋笼连接座15上，抗剪钉16均匀布设在钢筋笼连接座15上，且抗剪钉16与钢骨混凝土桩13、混凝土冠梁14连接，顶部支座节点17通过销钉与顶部拱形支撑2转动连接，通过抗剪钉16的设置，便于钢筋笼连接座15与混凝土桩基1连接，并为顶部支座4提供一定的抗剪力。
37.相邻的钢骨混凝土桩13之间浇筑有混凝土维护桩18，混凝土冠梁14固定浇筑于混凝土维护桩18、钢骨混凝土桩13上，将混凝土维护桩18、钢骨混凝土桩13连接，混凝土维护桩18、钢骨混凝土桩13形成基坑维护结构，便于对基坑进行开挖。
38.腰部支座5包括纵向钢梁19、钢梁连接件20和腰部支座节点21，纵向钢梁19通过钢梁连接件20固定连接在混凝土桩基1的腰部，腰部支座节点21固定连接在纵向钢梁19上，且腰部支座节点21与腰部拱形支撑3转动连接，纵向钢梁19沿着基坑的长度方向布设。
39.钢梁连接件20包括钢梁支座22和钢梁悬挂23，钢梁支座22固定连接在混凝土桩基1上，纵向钢梁19固定安装在钢梁支座22上，钢梁悬挂23的两端分别与纵向钢梁19、混凝土桩基1固定连接，通过钢梁支座22对纵向钢梁19进行安装，通过钢梁悬挂23对钢梁提供一定的悬挂力，提高纵向钢梁19的安装稳定性。
40.上述用于基坑围护结构的拱形预应力支撑结构的施工方法，包括以下步骤，
41.（一）在基坑底层上钻桩孔；
42.（二）将顶部支座4固定在混凝土桩基1的钢筋笼上，并将钢筋笼放入桩孔中；
43.（三）混凝土桩基1进行混凝土浇筑后，再浇筑钢筋混凝土冠梁14；
44.（四）用销钉将顶部拱形支撑2安装在顶部支座4的顶部支座节点17上；
45.（五）依次安装钢梁支座22、钢梁悬挂23以及纵向钢梁19；
46.（六）用销钉将腰部拱形支撑3固定在腰部支座5的腰部支座节点21上。
47.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
48.尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。