本發明涉及一種水利工程用基坑支護結構,屬于基坑支護的。
背景技術:
1、基坑支護結構是指在建筑工程中,為保障基坑開挖過程中的土體穩定和周邊環境安全而采取的臨時或永久性支撐體系。其核心作用是防止土體坍塌、控制地面沉降、保護鄰近建筑物及地下管線。常見的基坑支護形式主要有:一、排樁鋼樁支護,樁撐、樁錨、排樁懸臂;二、地下連續墻支護,地連墻+支撐;三、水泥擋土墻;四、土釘墻等。
2、經過檢索,公開號為cn117822600a的中國專利公開的一種防坍塌的基坑支護結構,其技術要點在于:包括基座,基座的四周均設有轉動螺桿,基座靠近轉動螺桿的一端轉動連接有伸縮臂,伸縮臂的一端轉動連接有抵接擋板,且轉動螺桿帶動伸縮臂進行伸縮,抵接擋板的內部設有收回裝置;收回裝置包括:活動擋板,活動擋板設在抵接擋板的內部,且在活動擋板的內部滑動;連接板,連接板的一端固定連接有活動擋板,且活動擋板與抵接擋板之間通過連接板可形成反作用力。
3、上述方案中通過收回裝置,可以將陷入基坑側壁泥土中的抵接擋板取出,方便后續的收回工作,但仍存在明顯局限:支撐體系結構復雜,鉸接點多,支承力方向單一,在土體側壓力持續增大時易產生應力集中,導致支承體系失效或支護板位移。
4、因此需要提出一種新的方案來解決這個問題。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題在于:提供一種水利工程用基坑支護結構,它解決了現有技術中支撐體系結構復雜,支承力方向單一,在土體側壓力持續增大時易產生應力集中,導致支承體系失效或支護板位移的問題。
2、本發明所要解決的技術問題采取以下技術方案來實現:
3、一種水利工程用基坑支護結構,包括基坑本體、設置于所述基坑本體內壁的支護板、設置于所述基坑本體外側的固定件、連接于所述支護板和所述固定件之間的連接錨索;
4、所述固定件呈環形繞所述基坑本體環形設置,所述固定件包括若干外支撐桿、設置于所述外支撐桿內側的若干內支撐桿,其中,若干所述外支撐桿首尾相接呈多邊形環狀排列,若干所述內支撐桿一一對應設置于相鄰兩所述外支撐桿之間并構成三角形區域,所述連接錨索連接于所述內支撐桿。
5、本發明進一步設置為:所述連接錨索外部套接有過濾管道,所述過濾管道一端固定連接于所述內支撐桿,所述過濾管道另一端連接于所述支護板;
6、所述支護板包括內支護板和外支護板,所述內支護板貼附于所述基坑本體側壁,所述內支護板和所述外支護板之間呈間隔設置,所述內支護板和所述外支護板之間填充有過濾砂石;
7、所述過濾管道另一端穿過所述內支護板并固定連接于所述外支護板,所述過濾管道位于所述基坑本體側壁內部的部分開設有第一過濾孔,所述過濾管道位于所述內支護板和所述外支護板之間的部分開設有第二過濾孔,所述第一過濾開設于所述過濾管道頂部,所述第二過濾孔開設于所述過濾管道底部。
8、本發明進一步設置為:所述內支護板底部固定連接有支撐板,所述支撐板朝向遠離所述基坑本體側壁的方向延伸,所述外支護板設置于所述支撐板頂面,所述支撐板上沿所述基坑本體側壁邊長方向設有若干排水區域,所述排水區域開設有若干均布的排水孔,所述基坑本體底部開設有沿其環向延伸的排水暗渠,所述排水暗渠對應于所述支撐板。
9、本發明進一步設置為:所述支撐板底面對應所述排水區域設有彈性片,所述彈性片外緣固定連接于所述支撐板,所述彈性片上開設有若干封閉孔,若干所述封閉孔與若干所述排水孔呈交錯設置,所述彈性片貼合于所述支撐板底面時封閉所述排水孔。
10、本發明進一步設置為:所述三角形區域內分別設有位于兩側外支撐桿的回拉組件,所述內支撐桿為伸縮桿結構,所述內支撐桿包括延伸桿、分別滑動套設于所述延伸桿兩端的滑動套筒,所述滑動套筒端部分別滑動連接于所述外支撐桿內側;
11、所述回拉組件包括開設于所述外支撐桿內側且沿其長度方向延伸的滑動槽、固定連接于所述滑動槽內的固定絲桿、滑動連接于所述滑動槽內的滑塊,所述滑塊上開設有沿其長度方向貫穿的穿孔,所述固定絲桿滑動穿設于所述穿孔內,所述滑動套筒內轉動連接有驅動軸,所述驅動軸靠近滑塊的一端固定連接有第一錐齒輪,所述穿孔內開設有環狀的安裝槽,所述安裝槽內轉動連接有第二錐齒輪,所述第二錐齒輪螺紋連接于所述固定絲桿且嚙合于所述第一錐齒輪,所述延伸桿端部開設有連接孔,所述驅動軸一端滑動插接于所述連接孔內且與所述連接孔內壁之間通過花鍵連接;
12、所述過濾管道固定連接于所述滑動套筒外壁,所述連接錨索一端繞卷于所述延伸桿,所述過濾管道頂部位于所述內支護板的部分開始有長槽,所述內支護板上設有滑動連接于所述長槽且伸入所述過濾管道內部的固定塊,所述連接錨索另一端固定連接于固定塊。
13、本發明進一步設置為:所述滑動套筒和所述外支撐桿之間設有加強桿,所述加強桿一端固定連接于所述滑動套筒,所述外支撐桿內側固定連接有滑軌,所述加強桿另一端滑動連接于所述滑軌。
14、本發明進一步設置為:所述支護板沿其中線的兩側分別設有若干過濾管道,若干所述過濾管道一端沿支護板橫向均布,若干所述過濾管道另一端相互連通并共固定連接于所述滑動套筒,每個所述過濾管道內均設有連接錨索。
15、本發明進一步設置為:所述三角形區域外部罩設有防護殼,所述防護殼對應所述連接錨索的位置開設有沿所述內支撐桿移動方向延伸的延伸槽。
16、本發明的有益效果是:
17、1.固定件采用外支撐桿首尾相接形成多邊形環狀框架,相鄰外支撐桿間設置內支撐桿構成三角形剛性單元。當基坑側壁土壓力作用于支護板時,力通過連接錨索傳遞至內支撐桿。三角形區域將斜向拉力分解為沿外支撐桿軸向的拉/壓載荷和橫向剪切載荷,形成空間桁架效應。多邊形環狀框架提供環向約束力,抵抗土體側向擴張;三角形單元增強節點抗彎剛度,避免傳統單桿鉸接結構的應力集中;不占用基坑本體內部空間,便于施工;
18、2.通過設置過濾管道和連接錨索配合,不僅增強對支護板的拉力,且地下水經第一過濾孔進入管道→沿管道流向砂石層→通過第二過濾孔滲入砂石間隙→經支撐板排水孔匯入底部排水暗渠,使得排水路徑與支護結構集成;
19、3.通過設置排水孔和彈性片配合,排水時,當排水暗渠水位低于支撐板時,彈性片因自重下垂,封閉孔與排水孔錯位開啟,水流通過;降水時,排水暗渠水位上升時,水壓推動彈性片緊貼支撐板底面,封閉孔完全覆蓋排水孔,阻斷反流;
20、4.通過設置回拉組件,在基坑本體側壁發生坍塌時,內支護板受力回拉連接錨索,驅動延伸桿旋轉,使內支撐桿朝向遠離基坑本體的方向移動,通過過濾管道將外支護板回拉,從而使整體支護體系穩定;
21、5.通過在每側設置若干過濾管道,連接錨索呈放射狀連接不同內支護板點位,單根錨索失效時,相鄰錨索通過支護板剛性傳力分擔載荷,防護殼底部的延伸槽允許過濾管道偏轉,適應土體不均勻沉降;
22、6.本方案通過固定件的剛性支撐框架、過濾管道的排水降壓、?回拉組件的自適應調節的三重配合,實現了空間桁架分散承載,止水排水主動釋放,機械補償動態平衡,較傳統支護結構,整體安全系數大大提升。