專利名稱：雙拱自穩(wěn)支撐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及基坑施工中使用的 一種支撐，尤其是能利用坑壁的 變形趨勢(shì)來(lái)達(dá)到穩(wěn)定坑壁、且可對(duì)支撐能力復(fù)加的基坑雙拱自穩(wěn)支撐,屬 于基坑施工中使用的支撐的改造技術(shù)。
技術(shù)背景
基坑工程中使用的現(xiàn)有支撐，無(wú)論是水平支撐還是斜撐、角撐等，其 軸線多是直線形式。即釆用直線型的桿或者柱支撐住開(kāi)挖卸荷后坑壁的 土體，阻止坑壁可能發(fā)生的過(guò)大變形和位移。由于施工的時(shí)間性，在基 坑開(kāi)始開(kāi)挖到支撐施加時(shí)間內(nèi)，坑壁必然已經(jīng)向坑內(nèi)發(fā)生了一定的初始 位移。在土壓力作用下，非絕對(duì)剛性材料的支撐也會(huì)產(chǎn)生一定的壓縮量。 現(xiàn)有的直線型支撐對(duì)上述坑壁的初始位移和因支撐壓縮引起的坑壁位移 不具有恢復(fù)能力，即對(duì)于直線型支撐來(lái)說(shuō)，坑壁的初始位移和因支撐壓 縮引起的坑壁位移是永久性變形。隨著施工的繼續(xù)以及其他一些不確定 因素的影響，以上的坑壁變形可能繼續(xù)增加，也可能無(wú)規(guī)律地增大和減 小變化。現(xiàn)有支撐的變形調(diào)控能力難于滿足因坑壁累積性變形以及坑壁 變形的波動(dòng)變化
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于考慮上述問(wèn)題，提出 一種支撐能力可以滿足因坑壁累積性變形以及坑壁變形的波動(dòng)變化的雙拱自穩(wěn)支撐。本實(shí)用新 型設(shè)計(jì)合理，操作方便，使用效果好。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是包括有千斤頂、軸線為拱形的上拱及下
拱、兩個(gè)支柱，其中上拱與下拱的拱背相對(duì)，上拱與下拱的四個(gè)拱腳均
與坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連接，千斤頂固定在上拱與下拱的拱背中間，兩個(gè)支
柱分別布置在千斤頂?shù)膬蓚?cè)，且兩個(gè)支柱的上下兩端分別與上拱及下拱固定。
上述支柱包括有內(nèi)支柱、外套簡(jiǎn)、連接件，內(nèi)支柱插裝在外套簡(jiǎn)的
中空通孔內(nèi)，且內(nèi)支柱與外套筒通過(guò)連接件連接。上述連接件為插銷。
上述兩個(gè)支柱還分別支撐有楔形承臺(tái)，楔形承臺(tái)的一端支撐在支柱
上，另一端支撐在下拱上。
本實(shí)用新型在使用時(shí)，隨坑壁變形而形成的土壓力會(huì)水平推壓四個(gè)
拱腳，由于拱結(jié)構(gòu)自身的變形，使得上下拱拱高均有增加的趨勢(shì)，導(dǎo)致
拱背相互推擠千斤頂和支柱，從而形成對(duì)拱的豎向荷載。在豎向荷載作
用下，拱可以產(chǎn)生橫向張力，形成橫向支撐作用，使得坑壁的側(cè)向變形
受到抑制，從而達(dá)到穩(wěn)定坑壁的目的?？颖谧冃乌厔?shì)越大，形成的支撐
能力越大。另外，在開(kāi)挖卸荷或其他原因引起坑周土壓力變化較大時(shí)，
通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂，升高支柱并用插銷固定，從而增加拱背的豎向荷載，
達(dá)到復(fù)加支撐能力的目的，避免因土壓力的增大而引起坑壁坑周的過(guò)大
變形。另外，實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)基坑空間變形的差異，還可以對(duì)上下拱
取不同的拱高，使得在相同豎向荷載作用下，上下拱拱腳形成的橫向張
力不同，從而可調(diào)整基坑不同空間位置的支撐力，使得基坑變形穩(wěn)定協(xié)
調(diào)。本實(shí)用新型的有益效果是1) 本實(shí)用新型可通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂以增大拱背豎向作用力，使其橫向支
撐力增大，增強(qiáng)支護(hù)能力并可促使坑壁已發(fā)生變形減小甚至恢復(fù)至零。
2) 基坑的開(kāi)挖卸荷，將引起坑壁產(chǎn)生一定的變形和位移趨勢(shì)，本實(shí)用 新型安裝之后，坑壁的這種變形和位移趨勢(shì)將形成推壓拱撐拱腳的作用力， 使拱背有豎向升高的趨勢(shì)，而拱背之間有支柱和千斤頂約束，從而在拱背 形成豎向荷載效應(yīng)，借助于拱可以把豎向荷載轉(zhuǎn)化成水平張力這一特點(diǎn)， 使得支撐的橫向支撐能力得到提高，使得基坑和支護(hù)系統(tǒng)具有自穩(wěn)的能力。
3) 本實(shí)用新型與直線形支撐相比，可以提供更大的內(nèi)部施工作業(yè)空間。 由于下拱向上凸起，相當(dāng)于增加了支撐下面的基坑作業(yè)空間。
4) 本實(shí)用新型可以承受豎向作用力，可在文撐上進(jìn)行開(kāi)挖維護(hù)、運(yùn)輸 材料設(shè)備人員等，即充分利用基坑正上方的空間，這是土釘錨索和橫向作 用下極易撓曲的直線形支撐所不能做到的。
本實(shí)用新型是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用的雙拱自穩(wěn)支撐。


圖l是本實(shí)用新型在基坑中應(yīng)用的示意圖
圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3是本實(shí)用新型支柱的示意圖
圖中，1-千斤頂，2-l-上拱，2-2-下拱，3-支柱，3-1-內(nèi)支柱， 3-3-插銷，3-2-外套簡(jiǎn)，4-楔形承臺(tái)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圓1、 2、 3、 4所示，包括有千斤頂l、 軸線為拱形的上拱2-1及下拱2-2、兩個(gè)支柱3,其中上拱2-1與下拱2-2 的拱背相對(duì)，上拱2-l與下拱2-2的四個(gè)拱腳均與坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連接，千斤頂1固定在上拱2-1與下拱2-2的拱背中間，兩個(gè)支柱3分別布置 在千斤頂1的兩側(cè)，且兩個(gè)支柱3的上下兩端分別與上拱2-l及下拱2-2 固定。
為便于調(diào)節(jié)，上述支柱3包括有內(nèi)支柱3-1、外套簡(jiǎn)3-2、連接件 3-3,內(nèi)支柱3-l插裝在外套簡(jiǎn)3-2的中空通孔內(nèi)，且內(nèi)支柱3-1與外套 簡(jiǎn)3-2通過(guò)連接件3-3連接。本實(shí)施例中，上述連接件3-3為插銷。
此外，為進(jìn)一步提高使用效果，上述兩個(gè)支柱3還分別支撐有楔形 承臺(tái)4，楔形承臺(tái)4的一端支撐在支柱3上，另一端支撐在下拱2-2上。 本實(shí)用新型在安裝時(shí)，可以一直開(kāi)挖到支撐設(shè)計(jì)位置并立即安設(shè)。也
可釆取如下分布安裝方式在開(kāi)挖深度略大于下拱2-2拱高時(shí)安設(shè)下拱 2-2,下拱2-2的拱腳釆取可移動(dòng)形式。繼續(xù)開(kāi)挖，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整下拱2-2 的高度，直到可以安設(shè)上拱2-1時(shí)安設(shè)上拱，并連接千斤頂1和支柱3， 上拱2-1拱腳也釆用可移動(dòng)形式，組合支撐形成。繼續(xù)開(kāi)挖并向下移動(dòng) 組合支撐，當(dāng)上拱2-l拱腳達(dá)到其設(shè)計(jì)位置時(shí)，上下拱不再移動(dòng)。
如果需要多道組合支撐，則最下一道組合支撐的四個(gè)拱腳暫不固定， 繼續(xù)隨開(kāi)挖過(guò)程下移支撐，上道組合支撐繼續(xù)按第一道組合支撐的施加 過(guò)程施加，直到各組合支撐達(dá)到設(shè)計(jì)位置后再分別固定各拱腳。
在支撐安裝完成后，如果坑壁位移量較大或者上下部變形差異顯著 時(shí)，可以調(diào)節(jié)千斤頂l,使上下拱2-l、 2-2承受一定的豎向荷載，支撐 能力得到復(fù)加，確保產(chǎn)生足夠的橫向張力，即支撐力。上下拱拱背距離 必然發(fā)生變化，調(diào)節(jié)支柱的內(nèi)支柱3-1和外套簡(jiǎn)3-2,并用插銷3-3固定， 使得坑壁變形得到較好地控制。之后，可以卸除千斤頂。
權(quán)利要求1、一種雙拱自穩(wěn)支撐，其特征在于包括有千斤頂(1)、軸線為拱形的上拱(2-1)及下拱(2-2)、兩個(gè)支柱(3)，其中上拱(2-1)與下拱(2-2)的拱背相對(duì)，上拱(2-1)與下拱(2-2)的四個(gè)拱腳均與坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連接，千斤頂(1)固定在上拱(2-1)與下拱(2-2)的拱背中間，兩個(gè)支柱(3)分別布置在千斤頂(1)的兩側(cè)，且兩個(gè)支柱(3)的上下兩端分別與上拱(2-1)及下拱(2-2)固定。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的雙拱自穩(wěn)支撐，其特征在于上述支柱 (3)包括有內(nèi)支柱(3-1)、外套簡(jiǎn)(3-2)、連接件(3-3),內(nèi)支柱 (3-1)插裝在外套簡(jiǎn)(3-2)的中空通孔內(nèi)，且內(nèi)支柱(3-1)與外套簡(jiǎn)(3-2 )通過(guò)連接件(3-3 )連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙拱自穩(wěn)支撐，其特征在于上述連接 件(3-3)為插銷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的雙拱自穩(wěn)支撐，其特征在 于上述兩個(gè)支柱(3)還分別支撐有楔形承臺(tái)(4),楔形承臺(tái)(4)的 一端支撐在支柱(3)上，另一端支撐在下拱(2-2)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及基坑中的一種支撐。包括有千斤頂(1)、上拱(2-1)、下拱(2-2)、兩個(gè)支柱(3)、楔形承臺(tái)(4)，其中上拱(2-1)與下拱(2-2)的拱背相對(duì)，上拱(2-1)與下拱(2-2)的四個(gè)拱腳均與坑壁圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連接，千斤頂(1)固定在上拱(2-1)與下拱(2-2)的拱背中間，兩個(gè)支柱(3)分別布置在千斤頂(1)的兩側(cè)，且兩個(gè)支柱(3)的上下兩端分別均與上拱(2-1)及下拱(2-2)固定。本實(shí)用新型可以借助于拱豎向荷載下形成的橫向張力作用，把坑壁變形形成的土壓力轉(zhuǎn)化成支撐作用力，從而達(dá)到利用坑壁變形趨勢(shì)來(lái)抑制坑壁進(jìn)一步變形的目的。也可以通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂，對(duì)上下拱施加豎向荷載，進(jìn)而復(fù)加支撐的支撐能力。本實(shí)用新型適用于所有基坑，可重復(fù)使用。
文檔編號(hào)E02D17/02GK201128912SQ20072005953
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月13日
發(fā)明者吳忠誠(chéng), 宋明健, 梁永根, 湯連生 申請(qǐng)人:中山大學(xué);中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司深圳分公司