一种挖方基坑安全支护装置的制作方法

1.本实用新型属于基坑支护技术领域，具体是指一种挖方基坑安全支护装置。

背景技术：

2.在建筑工程施工时，需要开挖基坑用以建设地下结构，从基坑开挖到基坑回填期间，为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，需要对基坑侧壁及周边环境采用支挡与加固措施进行保护，防止基坑产生过大变形或基坑坍塌，现有基坑支护方式主要包括放坡、喷锚支护、排桩支护、地下连续墙支护以及外部横撑支护等方法，排桩和外部横撑类支护施工过程较为繁琐，且支护结构最终将会被闲置浪费，锚索类支护结构无法取出重复使用，材料浪费也比较严重。
3.现有技术中缺少一种施工便捷、可靠性高且在基坑施工结束后能够将支护材料取出从而显著降低基坑支护投入的基坑支护装置。

技术实现要素：

4.本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种挖方基坑安全支护装置，该支护装置通过嵌套钻入的方式对设备进行锚固锁定，利用相互运动和特殊的斜面产生的挤压作用实现自动膨胀锚固，又借助抽离时土体的阻力实现膨胀解除，在保证基坑支护有效性的前提下显著提升了支护施工效率，且实现了材料循环利用，有效解决了现有支护技术难以实现材料周转和高效施工的问题。
5.本实用新型采取的技术方案如下：本方案提供了一种挖方基坑安全支护装置，包括坑壁、支护桩、膨胀锚定器和联系板，所述支护桩沿坑壁阵列分布竖向定设置，所述膨胀锚定器自上而下阵列分布贯穿设于支护桩侧壁，同一个支护桩侧壁的膨胀锚定器长度自上而下依次变短，所述联系板自上而下阵列分布滑动设于支护桩侧壁，所述联系板两侧壁分别与相邻的支护桩侧壁滑动卡接，所述膨胀锚定器包括自膨胀锚管和锁定锚杆，所述自膨胀锚管滑动贯穿设于支护桩侧壁，所述锁定锚杆滑动贯穿设于自膨胀锚管内壁，自膨胀锚管用于钻入坑壁内部并形成锚固拉结杆，锁定锚杆对钻进提供动力，并使自膨胀锚管产生膨胀效果。
6.其中，所述自膨胀锚管靠近坑壁的端部侧壁环状阵列分布转动设有膨胀转杆，所述膨胀转杆远离自膨胀锚管的端部设有被动膨胀斜环面，所述膨胀转杆靠近自膨胀锚管轴线的侧壁分别固定设有永磁条。
7.进一步地，所述自膨胀锚管圆周侧壁阵列贯穿设有辅助锚固孔，所述辅助锚固孔以自膨胀锚管的轴线为基准环向阵列和水平阵列分布设置，所述辅助锚固孔内壁分别滑动设有辅助锚固滑杆。
8.进一步地，所述自膨胀锚管远离坑壁的端部固定设有回收拉板，所述回收拉板侧壁固定设有回收拉钉。
9.进一步地，所述锁定锚杆靠近膨胀转杆的端部固定设有双锥钻头，所述双锥钻头
被膨胀转杆包围设置，所述双锥钻头侧壁设有主动膨胀斜环面。
10.进一步地，所述锁定锚杆圆周侧壁中部沿锁定锚杆轴线方向阵列分布固定设有辅助顶推圆台环，所述辅助顶推圆台环的纵切面直径自靠近双锥钻头到远离双锥钻头的方向逐渐变小，所述辅助顶推圆台环的阵列间距和辅助锚固孔的水平阵列间距相同。
11.进一步地，所述锁定锚杆靠近回收拉板的端部固定设有锚固螺杆，所述锚固螺杆远离锁定锚杆的端部固定设有钻入板，所述锚固螺杆外壁套设有锚固螺帽，所述锚固螺帽内壁和锚固螺杆外壁啮合，所述锚固螺帽设于回收拉板远离自膨胀锚管的一侧。
12.进一步地，所述支护桩侧壁对称分布固定设有竖向卡槽，所述联系板分别滑动卡接设于竖向卡槽内壁，所述锁定锚杆和双锥钻头采用磁吸金属材质。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.（1）膨胀锚定器通过嵌套钻入的方式对设备进行锚固锁定，利用相互运动和特殊的斜面产生的挤压作用实现自动膨胀锚固，又借助抽离时土体的阻力实现膨胀解除，在保证基坑支护有效性的前提下显著提升了支护施工效率，且实现了材料循环利用；
15.（2）自膨胀锚管利用磁力聚拢的方式使设备能够顺利钻入基坑侧壁；
16.（3）锁定锚杆利用螺纹收紧的方式在自膨胀锚管内壁运动，借助多组环形斜面的逐渐挤压作用实现对自膨胀锚管的膨胀控制；
17.（4）支护桩和联系板能够拼装和拆解，支护施工前能够进行预拼装，提升支护施工效率，支护使用完成后能够快速拆解，实现高效周转；
18.（5）双锥钻头的双向锥形设计方式使膨胀锚定器能够快速打入钻孔，且锁定锚杆向外运动并被锁紧后，双锥钻头能够对膨胀转杆进行挤压和阻挡，使膨胀转杆的膨胀状态无法改变，从而保证了锚固的可靠性，在回收时，双锥钻头又能够顺利向基坑侧壁内部打入一定的距离，从而解除对膨胀转杆的限制。
附图说明
19.图1为本实用新型提出的一种挖方基坑安全支护装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型提出的支护桩、膨胀锚定器和联系板的组合结构示意图；
21.图3为本实用新型提出的膨胀锚定器的结构示意图；
22.图4为本实用新型提出的自膨胀锚管的结构示意图；
23.图5为图4中a部分的局部放大图；
24.图6为本实用新型提出的膨胀转杆的结构示意图；
25.图7为本实用新型提出的膨胀锚定器在初始状态和膨胀状态下的侧视剖视对比图；
26.图8为图7中b部分的局部放大图；
27.图9为本实用新型提出的锁定锚杆的结构示意图。
28.其中，1、坑壁，2、支护桩，21、竖向卡槽，3、膨胀锚定器，31、自膨胀锚管，311、膨胀转杆，3111、被动膨胀斜环面，3112、永磁条，312、辅助锚固孔，3121、辅助锚固滑杆，313、回收拉板，3131、回收拉钉，32、锁定锚杆，321、双锥钻头，3211、主动膨胀斜环面，322、辅助顶推圆台环，323、锚固螺杆，3231、钻入板，3232、锚固螺帽，4、联系板。
29.图7中，（a）部分表示膨胀锚定器在初始状态时的侧视剖视图，（b）部分表示膨胀锚
定器在膨胀状态时的侧视剖视图。
30.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
32.实施例：
33.请参阅图1-图3，本实施例中的一种挖方基坑安全支护装置，包括坑壁1、支护桩2、膨胀锚定器3和联系板4，支护桩2沿坑壁1阵列分布竖向定设置，膨胀锚定器3自上而下阵列分布贯穿设于支护桩2侧壁，同一个支护桩2侧壁的膨胀锚定器3长度自上而下依次变短，联系板4自上而下阵列分布滑动设于支护桩2侧壁，联系板4两侧壁分别与相邻的支护桩2侧壁滑动卡接，膨胀锚定器3包括自膨胀锚管31和锁定锚杆32，自膨胀锚管31滑动贯穿设于支护桩2侧壁，锁定锚杆32滑动贯穿设于自膨胀锚管31内壁，自膨胀锚管31用于钻入坑壁1内部并形成锚固拉结杆，锁定锚杆32对钻进提供动力，并使自膨胀锚管31产生膨胀效果。
34.如图1-图6所示，自膨胀锚管31靠近坑壁1的端部侧壁环状阵列分布转动设有膨胀转杆311，膨胀转杆311远离自膨胀锚管31的端部设有被动膨胀斜环面3111，膨胀转杆311靠近自膨胀锚管31轴线的侧壁分别固定设有永磁条3112。
35.如图3-图8所示，自膨胀锚管31圆周侧壁阵列贯穿设有辅助锚固孔312，辅助锚固孔312以自膨胀锚管31的轴线为基准环向阵列和水平阵列分布设置，辅助锚固孔312内壁分别滑动设有辅助锚固滑杆3121。
36.如图1-图4所示，自膨胀锚管31远离坑壁1的端部固定设有回收拉板313，回收拉板313侧壁固定设有回收拉钉3131。
37.如图3、图5和图9所示，锁定锚杆32靠近膨胀转杆311的端部固定设有双锥钻头321，双锥钻头321被膨胀转杆311包围设置，双锥钻头321侧壁设有主动膨胀斜环面3211。
38.如图3、图5和图9所示，锁定锚杆32圆周侧壁中部沿锁定锚杆32轴线方向阵列分布固定设有辅助顶推圆台环322，辅助顶推圆台环322的纵切面直径自靠近双锥钻头321到远离双锥钻头321的方向逐渐变小，辅助顶推圆台环322的阵列间距和辅助锚固孔312的水平阵列间距相同。
39.如图3、图4和图9所示，锁定锚杆32靠近回收拉板313的端部固定设有锚固螺杆323，锚固螺杆323远离锁定锚杆32的端部固定设有钻入板3231，锚固螺杆323外壁套设有锚固螺帽3232，锚固螺帽3232内壁和锚固螺杆323外壁啮合，锚固螺帽3232设于回收拉板313远离自膨胀锚管31的一侧。
40.如图2所示，支护桩2侧壁对称分布固定设有竖向卡槽21，联系板4分别滑动卡接设于竖向卡槽21内壁。
41.进一步地，锁定锚杆32和双锥钻头321采用磁吸金属材质。
42.本实施例的具体实施方式为：
43.在基坑开挖过程中，将本方案提出的一种挖方基坑安全支护装置布设于基坑侧壁，布设方式包括两种，第一种布设方式为开挖前预先打入支护桩2，随着开挖深度逐渐增大，不断通过竖向卡槽21置入联系板4，当支护桩2侧壁的预留孔洞出现后，采用钻机进行钻孔，将膨胀锚定器3置入并锁紧，第二种布设方式为预先将支护桩2和联系板4拼装成为整体，然后开挖基坑，开挖后立即将支护桩2和联系板4紧贴基坑坑壁1，然后进行钻孔和膨胀锚定器3安装，现以第二种布设方式为例，介绍具体实施过程。
44.初始状态时，自膨胀锚管31更靠近锁定锚杆32的钻入板3231一端，此时，双锥钻头321未被膨胀转杆311包围，双锥钻头321处于外漏状态，膨胀转杆311因永磁条3112和锁定锚杆32之间的磁吸作用而分别紧贴锁定锚杆32外壁，膨胀转杆311此时未出现膨胀效果，支护桩2和联系板4的拼装体紧贴坑壁1后，操作者采用钻机穿过支护桩2侧壁的预留孔洞进行钻孔，直至满足膨胀锚定器3的置入要求，成孔后，将膨胀锚定器3打入钻孔，直至回收拉板313触碰到支护桩2侧壁，然后利用扳手夹紧锚固螺帽3232并旋钮，锚固螺帽3232紧贴回收拉板313后，在锚固螺帽3232和锚固螺杆323的啮合作用下，锚固螺杆323逐渐开始相对于自膨胀锚管31向外滑动，锚固螺杆323滑动过程中，双锥钻头321开始进入膨胀转杆311之间的空间，膨胀转杆311在主动膨胀斜环面3211和被动膨胀斜环面3111的摩擦挤压作用下逐渐转动，并分别向双锥钻头321周围打开，整体呈现出膨胀的效果，从而在基坑坑壁1内部形成锚固体，在此过程中，辅助顶推圆台环322的倾斜面逐渐将辅助锚固滑杆3121挤出，使辅助锚固滑杆3121端部突出自膨胀锚管31外壁，从而在自膨胀锚管31中部形成更多突出点，增强了锚固效果，锚固螺帽3232旋紧后，锚固完成，以此类推实现各个膨胀锚定器3的安装以及支护桩2和联系板4的安装，从而形成整体围护。
45.基坑回填前，操作者通过锤击和拉拔的方式能够将设备整体取出回收，操作者首先使用扳手将锚固螺帽3232松动，直至锚固螺帽3232靠近钻入板3231，然后利用锤击工具锤击钻入板3231，使锁定锚杆32向基坑坑壁1内部刺入一定距离，此时，锁定锚杆32相对于自膨胀锚管31将产生一定距离的运动，锁定锚杆32和自膨胀锚管31的相对位置恢复至初始状态，此时，主动膨胀斜环面3211和被动膨胀斜环面3111不再接触，膨胀转杆311和锁定锚杆32之间仅有少量岩土体阻挡，操作者通过拉拔设备锁定回收拉钉3131并向外牵拉，膨胀转杆311由于牵拉作用而被运动前方的土体阻挡，从而向锁定锚杆32聚拢，最终在牵拉过程中收缩至初始状态，在此过程中，辅助锚固滑杆3121逐渐离开各自对应的辅助顶推圆台环322，辅助锚固滑杆3121在钻孔周围土体的阻挡作用下分别滑入自膨胀锚管31内部，从而能够顺利将膨胀锚定器3拔出。
46.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
47.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种挖方基坑安全支护装置，包括坑壁（1）、支护桩（2）和联系板（4），其特征在于：所述支护桩（2）沿坑壁（1）阵列分布竖向定设置，所述联系板（4）自上而下阵列分布滑动设于支护桩（2）侧壁，所述联系板（4）两侧壁分别与相邻的支护桩（2）侧壁滑动卡接，所述支护桩（2）侧壁自上而下阵列分布滑动贯穿设有膨胀锚定器（3），同一个支护桩（2）侧壁的膨胀锚定器（3）的长度自上而下依次变短，所述膨胀锚定器（3）包括自膨胀锚管（31）和锁定锚杆（32），所述自膨胀锚管（31）滑动贯穿设于支护桩（2）侧壁，所述锁定锚杆（32）滑动贯穿设于自膨胀锚管（31）内壁。2.根据权利要求1所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述自膨胀锚管（31）靠近坑壁（1）的端部侧壁环状阵列分布转动设有膨胀转杆（311），所述膨胀转杆（311）远离自膨胀锚管（31）的端部设有被动膨胀斜环面（3111），所述膨胀转杆（311）靠近自膨胀锚管（31）轴线的侧壁分别固定设有永磁条（3112）。3.根据权利要求2所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述自膨胀锚管（31）圆周侧壁阵列贯穿设有辅助锚固孔（312），所述辅助锚固孔（312）以自膨胀锚管（31）的轴线为基准环向阵列和水平阵列分布设置，所述辅助锚固孔（312）内壁分别滑动设有辅助锚固滑杆（3121）。4.根据权利要求3所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述自膨胀锚管（31）远离坑壁（1）的端部固定设有回收拉板（313），所述回收拉板（313）侧壁固定设有回收拉钉（3131）。5.根据权利要求4所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述锁定锚杆（32）靠近膨胀转杆（311）的端部固定设有双锥钻头（321），所述双锥钻头（321）被膨胀转杆（311）包围设置，所述双锥钻头（321）侧壁设有主动膨胀斜环面（3211）。6.根据权利要求5所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述锁定锚杆（32）圆周侧壁中部沿锁定锚杆（32）轴线方向阵列分布固定设有辅助顶推圆台环（322），所述辅助顶推圆台环（322）的纵切面直径自靠近双锥钻头（321）到远离双锥钻头（321）的方向逐渐变小，所述辅助顶推圆台环（322）的阵列间距和辅助锚固孔（312）的水平阵列间距相同。7.根据权利要求6所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述锁定锚杆（32）靠近回收拉板（313）的端部固定设有锚固螺杆（323），所述锚固螺杆（323）远离锁定锚杆（32）的端部固定设有钻入板（3231），所述锚固螺杆（323）外壁套设有锚固螺帽（3232），所述锚固螺帽（3232）内壁和锚固螺杆（323）外壁啮合，所述锚固螺帽（3232）设于回收拉板（313）远离自膨胀锚管（31）的一侧。8.根据权利要求7所述的一种挖方基坑安全支护装置，其特征在于：所述支护桩（2）侧壁对称分布固定设有竖向卡槽（21），所述联系板（4）分别滑动卡接设于竖向卡槽（21）内壁，所述锁定锚杆（32）和双锥钻头（321）采用磁吸金属材质。

技术总结

本实用新型属于基坑支护技术领域，具体是提供了一种挖方基坑安全支护装置，包括坑壁、支护桩、膨胀锚定器和联系板，所述支护桩沿坑壁阵列分布竖向定设置，所述膨胀锚定器自上而下阵列分布贯穿设于支护桩侧壁，所述联系板自上而下阵列分布滑动设于支护桩侧壁，所述联系板两侧壁分别与相邻的支护桩侧壁滑动卡接。本实用新型通过嵌套钻入的方式对设备进行锚固锁定，利用相互运动和特殊的斜面产生的挤压作用实现自动膨胀锚固，又借助抽离时土体的阻力实现膨胀解除，在保证基坑支护有效性的前提下显著提升了支护施工效率，且实现了材料循环利用，有效解决了现有支护技术难以实现材料周转和高效施工的问题。和高效施工的问题。和高效施工的问题。