一种基坑防坍塌支护结构及其支护方法与流程

本发明涉及基坑支护结构，特别涉及一种基坑防坍塌支护结构及其支护方法。

背景技术：

1、基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑，基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。岩土工程是指在土壤和岩石中进行建筑和工程结构施工时的相关技术，在岩土工程中，基坑监测技术起着至关重要的作用，基坑监测技术旨在评估和监测基坑施工过程中的变形情况，以确保建筑物的安全性和稳定性。

2、在公开号为cn219386332u的中国实用新型专利中公开了一种基坑防坍塌支护结构，包括基板、斜向支撑板、竖向插设在基板一侧的第一护板以及转动设置在第一护板上方的第二护板，基板下方设置有多个带凹槽的定位柱，第二护板的上部通过调节装置与基板连接，斜向支撑板一端顶至第一护板一侧，另一端穿过基板向下倾斜延伸，调节装置包括弧形杆、连接座，弧形杆上端转动设置在第二护板上部，弧形杆下端与斜向支撑板一侧设置的定位杆滑接，连接座转动设置在弧形杆下端，连接座通过紧固螺栓连接在基板上。

3、针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：基板底部设置多个竖直设置的定位柱，定位柱插入地下后，定位柱其他方向并未设置相应的支撑结构，第一护板和第二护板远离基板一侧的基坑受到压力后，会将压力传递给第一护板和第二护板，压力最终通过基板传递给定位柱，容易使得定位柱朝向远离基坑内壁的一侧运动，长时间使用后，基坑防坍塌支护结构的稳定性难以保证，降低了对基坑进行防坍塌的效果，因此，需要对相关技术进行改进设计。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种基坑防坍塌支护结构及其支护方法。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基坑防坍塌支护结构，包括基板、设置于基板一侧的支护板以及多个固定于基板底部的支撑柱，每个所述支撑柱内均设置有朝向远离支护板一侧倾斜设置的支撑斜杆，所述支撑斜杆与支护板之间的距离自上而下递减，所述基板底面固定有多个支撑板，所述基板设置有用于驱使多个支撑斜杆同时从各自的支撑柱内伸出的驱动机构。

3、通过采用上述技术方案，支撑斜杆位于支撑柱远离支护板一侧，且支撑斜杆与支护板之间的距离自上而下递减，驱动机构驱使多个支撑斜杆同时从各自的支撑柱内伸出后，支撑斜杆对支撑柱具有较强的反向支撑力，多个支撑斜杆对各自的支撑柱起到了良好的支撑作用，增强了基坑防坍塌支护结构对基坑内壁进行支护的效果，提高了基坑内部作业的安全性。

4、进一步的，所述支撑柱下端呈圆锥状，所述支撑柱上端设置有延伸至支撑柱圆锥段的安装槽，所述驱动机构包括顶出组件和动力组件，所述顶出组件包括转动安装于安装槽内底壁上的转动轴、套设于转动轴上并与转动轴螺纹连接的顶出块以及固定套设于转动轴上的传动链轮，所述支撑斜杆位于支撑柱轴线远离转动轴的一侧，所述顶出块靠近支撑斜杆的一侧与安装槽内壁滑动配合，所述顶出块底部设置有朝向远离支护板一侧倾斜设置的倾斜面，所述支撑斜杆靠近转动轴轴线的一端与顶出块底部滑动连接，所述支撑斜杆远离转动轴轴线的一端贯穿支撑柱侧壁并与支撑柱配合，所述动力组件用于驱使多个支撑柱内的传动链轮同步转动。

5、通过采用上述技术方案，动力组件驱使多个支撑柱内的传动链轮同步转动后，转动轴随传动链轮同步转动，由于顶出块与转动轴螺纹连接，顶出块靠近支撑斜杆的一侧与安装槽内壁滑动配合，以此使得顶出块沿竖直方向运动，由于顶出块底部设置有朝向远离支护板一侧倾斜的倾斜面，且支撑斜杆靠近转动轴轴线的一端与顶出块底部滑动连接，以此使得支撑斜杆逐渐从支撑柱内伸出，从而对支撑柱远离支护板的一侧进行斜向支撑，增强了基坑防坍塌支护结构的稳定性。

6、进一步的，所述动力组件包括固定于基板底部的u形板、转动安装于u形板中段板体上的下管体、固定套设于下管体上的主动链轮、固定于安装于u形板中段板体底部的电机、与电机的输出端键连接的花键以及与主动链轮啮合的闭合传动链条，所述下管体上贯穿设置有与下管体内壁连通并与花键配合的下键槽，所述闭合传动链条与多个传动链轮均啮合，所述支撑柱侧壁与闭合传动链条对应的位置上贯穿设置有供闭合传动链条穿过的通槽，所述通槽与安装槽连通，所述电机底部高于支撑板下端。

7、通过采用上述技术方案，电机工作后通过花键带动下管体转动，以此使得主动链轮转动，主动链轮通过闭合传动链条带动传动链轮以及与传动链轮固定的转动轴均转动，从而使得顶出块向下运动，逐渐将支撑斜杆逐渐从支撑柱内顶出，以对支撑柱施加朝向靠近支护板一侧的支撑力，提高了对支撑柱、基板以及支护板的支撑效果，增强了基坑防坍塌支护结构的稳定性。

8、进一步的，所述基板顶部设置有相互平行的第一滑槽和第二滑槽，所述基板顶部还设置有与第一滑槽远离支护板的一侧连通的容纳槽，所述基板上设置有用于驱使支护板朝向靠近或远离基板的一侧运动的传动组件，所述传动组件包括与第一滑槽和第二滑槽均滑动配合的活动板、与活动板和支护板相互靠近的侧壁均固定的连接板、转动安装于第一滑槽内并与活动板螺纹连接的螺纹杆、固定于第二滑槽内并与活动板滑动配合的导向杆、固定于螺纹杆一端并位于容纳槽内的从动锥齿轮、贯穿设置于容纳槽的内底壁上并与基板转动连接的上管体以及固定套设于上管体上端并与从动锥齿轮啮合的主动锥齿轮，所述上管体底部设置有与花键卡接配合的上键槽，所述u形板与花键上共同设置有用于驱使花键升降的调节组件。

9、进一步的，所述u形板一侧的竖直板上贯穿设置有竖向一字槽，所述调节组件包括固定套设于花键上的横板、套设于花键外侧并位于横板底部与主动链轮顶部之间的托板、与托板一侧固定的第一连杆以及与托板另一侧固定的第二连杆，所述第一连杆贯穿竖向一字槽并与竖向一字槽滑动配合，所述第二连杆远离第一连杆的一端的横截面呈t形，所述u形板远离竖向一字槽一侧的板体上设置有与第二连杆的t形部滑动配合的第二t形槽，所述调节组件还包括套设于第一连杆上并与第一连杆螺纹连接的螺母，所述螺母位于u形板远离托板的一侧。

10、通过采用上述技术方案，支撑斜杆完全插入地下后，拧松螺母，通过第一连杆调节托板的高度，使得托板上的滚珠顶部与横板底部贴合，直至花键顶部与上键槽卡接配合，随后拧紧螺母对托板的位置进行固定，启动电机后，电机工作后通过卡合键带动花键转动，以此使得上管体以及与上管体固定的主动锥齿轮转动，而此时，花键与下键槽分离，下管体和主动链轮均保持固定不动，保证了支撑柱以及支撑斜杆在使用过程中的稳定性，主动锥齿轮带动从动锥齿轮和螺纹杆均转动，由于螺纹杆与活动板螺纹连接，导向杆与活动板滑动配合，从而使得活动板朝向靠近基坑内壁的一侧运动，直至支护板侧壁与基坑内壁抵紧时关闭电机，支撑斜杆给支撑柱远离支护板的一侧施加支撑力，充分提高了支撑柱、基板以及支护板使用过程中的稳定性，进而提高了对基坑内壁支护的效果。

11、进一步的，所述第一连杆上套设有位于螺母与u形板之间的橡胶垫片，所述电机的输出轴上设置有卡合键，所述花键上贯穿设置有与电机的输出轴和卡合键均卡接配合的卡合槽。

12、通过采用上述技术方案，橡胶垫片采用橡胶材料制成，橡胶垫片具有良好的弹性性能，橡胶垫片的设置，减小了螺母与u形板之间的磨损。电机的输出轴上的卡合键与花键上的卡合槽配合，使得花键既能随电机的输出轴做同步运动，又能使得花键能够沿电机的输出轴的轴向滑动，以便工作人员通过调节组件调节花键的高度，从而使得在对支撑斜杆进行驱动时，支护板的保持不动，在对支护板的位置进行调节时，支撑斜杆的位置保持不动，两个运动过程共用一套驱动设备，减小了电能损耗，节约了能源和设备成本。

13、进一步的，所述托板上嵌设有贯穿托板的滚珠，所述滚珠设有多个并关于电机输出轴的轴线均匀分布。

14、通过采用上述技术方案，滚珠的设置，使得托板与横板底部之间活动连接，减小了横板随花键转动的过程中，横板与托板之间的摩擦力。

15、进一步的，所述支撑斜杆靠近转动轴的一端一体成型有横截面呈t形的连接杆，所述顶出块底部设置有与连接杆滑动配合的第一t形滑槽，所述第一t形滑槽位于转动轴远离支护板的一侧。

16、通过采用上述技术方案，连接杆与第一t形滑槽滑动配合，使得顶出块在转动轴转动并下降的过程中，支撑斜杆通过连接杆沿第一t形滑槽滑动至远离支护板的一侧，支撑斜杆逐渐从支撑柱中伸出并进行支撑。而在电机反向工作并使得顶出块向上运动的过程中，支撑斜杆通过连接杆沿第一t形滑槽滑动至靠近支护板的一侧，支撑斜杆逐渐从支撑柱中收回支撑柱中，以便将基坑防坍塌支护结构移动至下一基坑内进行支护。

17、进一步的，所述顶出块靠近支撑斜杆的一侧固定有延伸块，所述支撑柱的外壁靠近延伸块的位置上固定有竖直设置的延伸板，所述支撑柱内设置有与安装槽连通并与延伸块滑动配合的第一竖向滑槽，所述延伸板与第一竖向滑槽对应的位置上设置有与延伸块滑动配合的第二竖向滑槽，所述支撑斜杆贯穿延伸板并与延伸板滑动配合，所述支撑斜杆在支撑柱未完全进入地下之前收缩至支撑柱和延伸板内；

18、所述支护板与活动板之间还固定有多个加强筋板。

19、通过采用上述技术方案，延伸板与支撑柱配合作用，增大了对支撑斜杆的存放空间，使得支撑斜杆的长度增大，有利于提高对支撑柱、基板以及支护板的支撑效果。加强筋板的设置，增强了支护板的结构强度和支撑力。

20、本技术还公开了一种基坑防坍塌支护结构的支护方法，包括如下步骤：

21、s1、将基坑防坍塌支护结构移动至基坑内部需要进行支护的位置上，对基板施加自上而下的敲击力并使得多个支撑柱均打入地下，直至支撑板底面与基坑内底壁抵接；

22、s2、拧松螺母，通过第一连杆调节托板的高度，使得托板上的滚珠远离横板，且花键底部与下键槽卡接配合，随后拧紧螺母对托板的位置进行固定；

23、s3、启动电机，电机工作后通过卡合键带动花键转动，以此使得下管体以及与下管体固定的主动链轮转动，在闭合传动链条的作用下使得多个传动链轮均转动，从而使得多个转动轴同步转动，由于转动轴与顶出块螺纹连接，支撑柱上端与基板底部固定，顶出块上的延伸块与第一竖向滑槽和第二竖向滑槽均滑动配合，支撑斜杆上的连接杆与顶出块上的第一t形滑槽滑动配合，最终使得支撑斜杆逐渐从支撑柱和延伸板内插入地下，支撑斜杆给支撑柱远离支护板的一侧施加支撑力，增强了基板在使用过程中的稳定性；

24、s4、支撑斜杆完全插入地下后，拧松螺母，通过第一连杆调节托板的高度，使得托板上的滚珠顶部与横板底部贴合，直至花键顶部与上键槽卡接配合，随后拧紧螺母对托板的位置进行固定，启动电机后，电机工作后通过卡合键带动花键转动，以此使得上管体以及与上管体固定的主动锥齿轮转动，而此时，花键与下键槽分离，下管体和主动链轮均保持固定不动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮和螺纹杆均转动，由于螺纹杆与活动板螺纹连接，导向杆与活动板滑动配合，从而使得活动板朝向靠近基坑内壁的一侧运动，直至支护板侧壁与基坑内壁抵紧时关闭电机，支撑斜杆给支撑柱远离支护板的一侧施加支撑力，充分提高了支撑柱、基板以及支护板使用过程中的稳定性，进而提高了对基坑内壁支护的效果。

25、综上所述，本发明具有以下有益效果：

26、1、本技术中，支撑斜杆位于支撑柱远离支护板一侧，且支撑斜杆与支护板之间的距离自上而下递减，驱动机构驱使多个支撑斜杆同时从各自的支撑柱内伸出后，支撑斜杆对支撑柱具有较强的反向支撑力，多个支撑斜杆对各自的支撑柱起到了良好的支撑作用，增强了基坑防坍塌支护结构对基坑内壁进行支护的效果，提高了基坑内部作业的安全性；

27、2、本技术中，动力组件驱使多个支撑柱内的传动链轮同步转动后，转动轴随传动链轮同步转动，由于顶出块与转动轴螺纹连接，顶出块靠近支撑斜杆的一侧与安装槽内壁滑动配合，以此使得顶出块沿竖直方向运动，由于顶出块底部设置有朝向远离支护板一侧倾斜的倾斜面，且支撑斜杆靠近转动轴轴线的一端与顶出块底部滑动连接，以此使得支撑斜杆逐渐从支撑柱内伸出，从而对支撑柱远离支护板的一侧进行斜向支撑，增强了基坑防坍塌支护结构的稳定性；

28、3、本技术中，电机工作后通过花键带动下管体转动，以此使得主动链轮转动，主动链轮通过闭合传动链条带动传动链轮以及与传动链轮固定的转动轴均转动，从而使得顶出块向下运动，逐渐将支撑斜杆逐渐从支撑柱内顶出，以对支撑柱施加朝向靠近支护板一侧的支撑力，提高了对支撑柱、基板以及支护板的支撑效果，增强了基坑防坍塌支护结构的稳定性。