一种采用可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构技术领域
本发明涉及土木工程技术领域中的地下工程建设，涉及到基坑支撑技术
中的一种采用可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构。
背景技术
软土地区基坑工程一般采用混凝土内支撑、钢支撑的支护型式，但对于
大面积基坑工程，设置庞大的支撑体系，工程费用高、密布的内支撑影响施
工，且内支撑、支撑立柱及立柱桩三者的造价昂贵，且破坏模式属于脆性破
坏，无法确保支护结构的安全，无法控制周边土体的变形，同时基坑周边的
建(构)筑物、市政道路和管线等环境的安全性存在较大问题。因此，需要
设计一种简单、可行，能够实现对基坑围护结构变形的有效监控的支护型式，
满足经济、安全、便捷施工的要求。本发明就针对上述问题提出一种采用可
伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构，该支护结构具有高刚度和高稳定性，能
够有效提高基坑安全度，高精度工艺要求严格控制基坑变形，大幅降低地下
空间开发建设对周边建(构)筑物、市政道路管线等环境的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中基坑支护中存在的问
题，提供一种采用可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构。为了解决上述问题，
本发明的技术方案如下：
一种采用可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构，所述的可伸缩预应力钢
支撑的基坑支护结构是由钢绞线、三角件、装配式钢管支撑、液压油缸、混
凝土圈梁以及轴力保持系统组成。
所述的钢绞线两端固定在对撑或角撑的三角件上。
所述的装配式钢管支撑，由大钢管和小钢管呈扇形或三角形布置组成，
在大钢管的一端设计带有调整机构，调整机构主要由螺栓、法兰、锁紧螺母、
双头螺柱和带有圆形孔洞的锁紧盖组成。
所述的液压油缸固定在大钢管内，工作原理是通过调节小钢管的长度来
实现基坑压力平衡。
所述的混凝土圈梁所受的土体均布荷载力受力原理是荷载力作用在支撑
体系上，传递到装配式钢管支撑上，由液压油缸施加预应力通过调节小钢管
长度撑传递到钢绞线上，再由钢绞线通过调整机构自由移动，自行找到最佳
支点形成反作用力，对撑或角撑的三角件通过固定钢绞线形成约束力，最终
达到基坑支撑的受力平衡。
所述的轴力保持系统由微机控制单元、液压控制单元、阀控单元、油路
管线以及信号线组成。
与现有的采用型钢支撑技术比较，本发明的优势在于:
1.每个杆件采用螺栓或销连接，可以自由组合、自由分解、重复利用，
同时大量减少了钢支撑用量。
2.钢绞线可以随着钢管撑的调整而调整，可以重复使用。
3.液压油缸可放置在钢管撑内也可在支撑结构平衡后拿出，这种自由变
换的工作模式相比于传统的人工固定无法调节的型钢支撑提供了更大程度的
抵抗基坑不稳风险的能力。
综上所述，采用可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构具有可控可调、控
制周边环境变形能力强、抵抗基坑不稳风险的能力强、节省刚才用量、降低
造价等优势。
附图说明
附图1是所述的可活动钢管撑构造图
附图2是所述的基坑支护体系图
附图3是所述基坑支护结构平面图
附图4是所述的支撑体系的剪力图
附图5是所述的支撑体系的弯矩图
附图6是所述的支撑体系的位移图
附图7是所述的支撑体系的土体压力图
附图8是所述的支撑体系的传力图
附图中1大钢管、2液压油缸、3法兰、4锁紧螺母、5小钢管、6钢绞
线、7螺栓、8锁紧盖、9双头螺柱、10钢立柱、11型钢支撑、12混凝土圈
梁、13装配式钢管支撑、14对撑或角撑、15微机控制单元、16液压控
制单元、17阀控单元、18信号线、19油路管线、20三角件
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明
技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本
发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种采用扇形与三角形组合布置的拼装式预应力钢支撑与混凝土圈梁
相结合的可有效控制基坑变形并提供较大基坑内部施工作业面的基坑支护水
平受力体系，该体系主要由钢绞线6、装配式钢支撑13、液压油缸2、混凝土
圈梁12以及由微机控制单元15、液压控制单元16、阀控单元17以及信号线
18组成的轴力保持系统组成；在施工过程中将装配式钢管支撑13一端安装在
混凝土圈梁12上，装配式钢支撑13由大钢管1和小钢管5组合而成，把液
压油缸2放置在大钢管1内，液压油缸2上带有信号线18连接到微机控制单
元15，在装配式钢管支撑13的另一端设置有由螺栓7、法兰3、锁紧螺母4、
双头螺柱9和带有圆形孔洞的锁紧盖8组成的调整机构，钢绞线6穿过带有
圆形空洞两端固定在对撑或角撑14的三角件20上，见附图1、2、3。整个钢
支撑结构由钢立柱10和型钢支撑11托住。
可伸缩预应力钢支撑的基坑支护结构的工作原理是混凝土圈梁12所受的
土体均布荷载力作用在支撑体系上，传递到装配式钢管支撑13上，由液压油
缸2通过调节小钢管的长度施加预应力传递到钢绞线6上，再由钢绞线6穿
过带有圆形孔洞的锁紧盖8自由移动，自行找到最佳支点形成反作用力，对
撑或角撑的三角件20通过固定钢绞线形成约束力，最终达到基坑支撑的受力
平衡。