基坑围挡八字对撑型钢支撑系统技术领域
本实用新型涉及建筑设备领域，尤其涉及基坑围挡八字对撑型钢
支撑系统。
背景技术
在建筑领域，为了保证基坑围护墙(基坑围挡)的稳固，现有一
种鱼腹式平衡梁支撑系统，即以不同规格型号型钢为材料制作鱼腹
梁、对撑、斜撑以及加压端；通过鱼腹梁上的钢绞线以及对撑、斜撑
上的千斤顶施加预应力，来控制基坑围护墙的位移。
然而，对于跨度较大的基坑，即使对应增加对撑的长度，也难以
保持对撑的足够的强度并提供相应的平衡力，若增设角撑，又难以将
角撑直接安装于对撑和围檩之间，最终导致现有的基坑围挡只能应用
于跨度较小的基坑。
例如，现行的型钢支撑只有三角形件用于连接对撑和角撑，导致
在围檩中连接实施八字撑时只能每个对撑连接一组角撑，其结构虽简
单，但是加固稳定性有限，支护系统实际最大跨度在18m；该有限的
跨度导致了对撑数量的增加，进而导致材料的浪费。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供基坑围挡
八字对撑型钢支撑系统，能使对撑支撑更大的跨度。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
基坑围挡八字对撑型钢支撑系统，包括围檩、对撑、角撑、工字
形件和三角形件，工字形件的外周侧设有用于与对撑、三角形件螺栓
连接的第一螺栓孔，该工字形件其中一对相对的两侧部具有卡插口，
三角形件分别卡插于两卡插口，三角形件的一侧与角撑的一端连接，
角撑的另一端与围檩连接，对撑的两端连接于围檩，工字形件另一对
相对的两侧部串接于对撑中。
优选地，工字形件包括多个横杆和多个竖杆，横杆和竖杆纵横交
错，位于外侧的横杆和竖杆均开有螺栓孔，所述卡插口分设于位于外
侧的两竖杆，对撑上设有缺口并形成两个敞口端，两敞口端通过螺栓
孔连接于横杆，三角形件通过螺栓孔连接于竖杆。
优选地，竖杆的位置与对撑的杆件的位置一一对应。
优选地，所述缺口为多个，工字形件设为与缺口对应数量的多个，
工字形件对应嵌置于每个缺口内，三角形件对应连接于每个工字形件
的一对相对的两侧部，角撑对应连接于三角形件和围檩之间。
优选地，各角撑关于对撑对称，每两个相对的角撑组成八字撑，
各组八字撑由外向内缩小。
优选地，角撑的另一端通过三角形件与围檩连接。
优选地，角撑的一端通过螺栓连接于卡槽在工字形件的三角形
件，角撑的另一端通过螺栓连接于连接在围檩的三角形件。
优选地，三角形件凸出有凸块，该凸块卡插于卡插口内。
优选地，该基坑围挡八字对撑型钢支撑系统还包括位移控制系
统、多个与对撑一一对应的位移监测装置以及多个与对撑一一对应的
位置调节组件，位置调节组件包括固设件、活动件和千斤顶，活动件
固设于对撑的一端，固设件固定安装于围檩的内部，并且活动件位于
固设件的一侧并可相对于固设件活动，该千斤顶用于活动件相对于固
设件沿对撑的长度方向活动，该位移监测装置用于检测活动件相对于
固设件活动的位移，该位移控制系统用于根据位移监测装置的检测结
果控制千斤顶的工作状态。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型工字形件和三角形件的组合，既方便了角撑的连接，
同时也利于对撑强度的提升，能使对撑跨度更大，提高了对撑的使用
率，也增加了低下施工空间，其中，当一副对撑设有多个工字形件和
三角形件的组合时，多个组合可以在对撑中实行多组八字支撑，进一
步增大一副对撑可以支撑的跨度。
附图说明
图1为本实用新型基坑围挡八字对撑型钢支撑系统中工字形件
与三角形件拼接组合的示意图；
图2为本实用新型基坑围挡八字对撑型钢支撑系统的工字形件
的结构示意图；
图3为本实用新型基坑围挡八字对撑型钢支撑系统的结构示意
图；
图4为本实用新型工字形件、对撑、三角形件、角撑的连接示意
图；
图5为本实用新型基坑围挡八字对撑型钢支撑系统增设位移控
制系统、位移监测装置、位置调节组件的示意图；
图6为本实用新型基坑围挡八字对撑型钢支撑系统受力分析布
置图；
图7为本实用新型围檩单元段L5力学分析示意图；
图8为本实用新型对撑间距的示意图；
图9为本实用新型多组八字撑的示意图；
图10为本实用新型围檩的结构示意图。
图中：1、围檩；101、型钢围檩；102、钢板围檩；2、对撑；3、
角撑；4、工字形件；41、卡插口；42、横杆；43、竖杆；44、螺栓
孔；5、三角形件；51、凸块；6、八字撑；100、位移控制系统；110、
位移监测装置；120、位置调节组件；121、固设件；122、活动件；
123、千斤顶。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1-4所示的基坑围挡八字对撑型钢支撑系统，包括围檩1、
对撑2、角撑3、工字形件4和三角形件5，工字形件4的外周侧设
有用于与对撑2、三角形件5螺栓连接的第一螺栓孔44，该工字形件
4其中一对相对的两侧部具有卡插口41，三角形件5分别卡插于两卡
插口41，三角形件5的一侧与角撑3的一端连接，角撑3的另一端
与围檩1连接，对撑2的两端连接于围檩1，工字形件4另一对相对
的两侧部串接于对撑2中。
通过三角形件5与工字形件4的卡插组合，首先使该组合稳定性
足够，强度好，再结合与对撑2、角撑3的连接，既方便了角撑3的
安装连接，以利于增强围檩1对土体的抵抗力，又能增加对撑2的跨
度，避免对撑2强度过弱，十分适用于跨度较大的基坑情形。
示例性地，本例的工字形件4包括多个横杆42和多个竖杆43，
横杆42和竖杆43纵横交错，位于外侧的横杆42和竖杆43均开有螺
栓孔44，所述卡插口41分设于位于外侧的两竖杆43，对撑2上设有
缺口并形成两个敞口端，两敞口端通过螺栓孔44连接于横杆42，三
角形件5通过螺栓孔44连接于竖杆43。横杆42和竖杆43的设置，
给工字形件4提供了足够强度，而且，卡插口41开设于竖杆43，竖
杆43的位置与对撑2的杆件的位置一一对应，则对撑2的受力将更
为均衡。
示例性地，所述缺口为多个，工字形件4设为与缺口对应数量的
多个，工字形件4对应嵌置于每个缺口内，三角形件5对应连接于每
个工字形件4的一对相对的两侧部，角撑3对应连接于三角形件5和
围檩1之间。因此，对一个对撑2起支撑作用的角撑3能够方便地设
置为多个，以使对撑2具备足够的支撑能力，进一步延长对撑2能够
支撑的跨度。为使对撑2的受力更为均衡，各角撑3关于对撑2对称，
每两个相对的角撑3组成八字撑6，各组八字撑6由外向内缩小，形
成逐级支撑结构，作为优选的方式，位于三角形件5同一侧的角撑3
相互平行，以组成均衡的支撑力。
另外，为使结构强度更为稳定，三角形件5凸出有凸块51，该
凸块51卡插于卡插口41内，使工字形件4和两个三角形件5更易于
拼接成为整体组件，用于嵌置在所述缺口内。
为进一步形成更稳定的支撑，角撑3的另一端通过三角形件5与
围檩连接。其中，角撑3的一端通过螺栓连接于卡槽在工字形件5的
三角形件5，角撑3的另一端通过螺栓连接于连接在围檩1的三角形
件5，以方便连接安装。
如图5所示，本例的基坑围挡八字对撑型钢支撑系统还包括位移
控制系统100、多个与对撑2一一对应的位移监测装置110以及多个与
对撑2一一对应的位置调节组件120，位置调节组件120包括固设件
121、活动件122和千斤顶123，活动件122固设于对撑2的一端，固设
件121固定安装于围檩1的内部，并且活动件122位于固设件121的一侧
并可相对于固设件121活动，该千斤顶123用于活动件122相对于固设
件121沿对撑2的长度方向活动，该位移监测装置110用于检测活动件
122相对于固设件121活动的位移，该位移控制系统100用于根据位移
监测装置110的检测结果控制千斤顶123的工作状态。
其中，如图10所示，围檩1包括型钢围檩101以及叠设于型钢围檩
上的钢板围檩102。
由于在温度变化时，对撑2会产生的长度变化，这样导致对撑2
两侧的围檩1之间的距离L会发生变化，从而对基坑围挡八字对撑型钢
支撑系统产生了附加力，对其稳定性造成的影响，因此，位移控制系
统100、多个与对撑2一一对应的位移监测装置110以及多个与对撑2
一一对应的位置调节组件120能够解决该附加力的问题。
具体地，千斤顶123的座体固设于固设件121，千斤顶123的活动
杆固设于活动件122上。
如果温度降低则位移监测装置110能够监测到位移减少量信号，
位移控制系统100根据该信号伸长千斤顶123顶杆，补偿对撑2的收缩
长度，实现对撑2两侧的围檩1之间的距离保持不变；当温度升高则位
移监测装置110能够监测到位移增加量信号，自动控制系统根据该信
号缩短千斤顶123顶杆，抵消对撑2的伸长长度，实现对撑2两侧的围
檩组件10之间的距离保持不变；这样，实现控制基坑深层水平位移为
零的目的。
进一步地，该位移控制系统100、位移监测装置110以及位置调节
组件120也可以设置在角撑3的一端，位移调节的原理与设置在对撑2
的端部的情况一致，这样可以克服角撑3在温度变化时产生的长度变
化，造成形成夹角的两个围檩1之间的距离L发生变化，进一步实现控
制基坑深层水平位移为零的目的。
上述的一对八字撑6、一个对撑2和一个围檩1将组成一组八字撑
围檩单元段，该八字撑围檩单元段的能实现的最大跨度的可由以下力
学分析确定：
如图6所示是八字撑支撑的力学分析；图中，q是土压力，L1是基
坑的短边长度，L2是基坑的长边长度，L3是基坑对撑之间的间距，最
大跨度主要是围檩单元段L5决定的，该段的力学分析如图7所示。
围檩单元段L5需要满足：
N A + M x W x + M y W y < [ σ ] - - - ( 1 ) ]]>
其中：
上式中，A是组装型钢围檩的面积；Wx是组装型钢围檩水平方向
的惯性矩；Wy是组装型钢围檩垂直方向的惯性矩；
目前实际工程设计经验是：
L5≤8m(2)
如图8所示，对撑2的间距的确定：
由上述条件式(1)与条件式(2)可以得到在一般情况下基坑对
撑2之间的间距：
L3＝3L5≤24m
对于具备多组八字撑6的跨度的情形，如图9所示。
为了解决目前鱼腹梁支撑系统对撑间距过小的跨度问题，本系统
通过工字形件4和三角形件5的连接实现了多组八字撑6，从而增加
了对撑2之间的间距，实现了对撑2之间的大跨度。节省了材料用量，
为地下结构施工提供了大量的空间。
为实现在围檩1方向上的刚度均匀分布，更好的控制基坑边界位
移，各组八字撑6之间的间距相同，各组八字撑6的刚度应该满足以
下条件：
K1＝K2＝K3＝......＝KN
即
A1＝2A1＝3A1＝......＝NAN
其中Ki是第i组八字撑6在垂直于围檩1方向上的刚度；Ai是第i组
八字撑6的截面面积。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构
思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变
都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。