一种可单独完成转角处拼接自复位钢板桩的制作方法

本实用新型涉及基坑钢板桩抗倾覆技术领域，具体为一种可单独完成转角处拼接自复位钢板桩。

背景技术：

伴随着我国经济的高速发展，城市建设发展迅速，为解决城镇化带来的住房难、交通难等问题，城市高层建筑不断涌现，四通八达的地下交通网也已出现在各大城市的规划蓝图上。无论是高层建筑还是地下交通系统建设过程中都会涉及到一个重要的问题，那就是基坑。随着地下工程愈来愈多，工程地质条件及周边环境越来越复杂，问题也不断涌现。由于基坑围护结构倾覆失稳所造成的大大小小的事故出现在各大新闻媒体上，尤其是软土地区深基坑围护工程，出现事故影响范围之大，程度之深，让我们不得不对基坑围护结构的稳定性予以高度关注。

目前，在围护结构选用钢板桩时，要完成一个基坑外围结构的搭设，通常需要采用至少两种类型的钢板桩，以完成转角处的拼接。而转角处的钢板桩通常用量较少，这就为施工前后钢板桩的分类堆放和运输造成了一定的影响。如果一种钢板桩既能完成横向和纵向方向的拼接，还能完成转角处的拼接，这无疑对生产和施工都提供了一定的便利。

针对上述不足，需要设计和开发一种新型的钢板桩，使其不仅能减少土压力变化对基坑围护结构产生的影响，并且仅需一种类型的钢板桩即可完成围护结构的搭设。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可单独完成转角处拼接自复位钢板桩，该新型钢板桩利用摩擦系数大的滑动摩擦平面和多个弹性系数大的钢弹簧来减少土压力变化对围护结构钢板桩所产生的影响。土压力的剧增推动滑块在既定轨道上进行滑动，滑动过程中土压力产生的能量一部分被滑块在滑动过程中消耗，还有很大一部分转变为钢弹簧的弹性势能，从而在一定程度上降低基坑中围护结构倾覆失稳的可能性。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种可单独完成转角处拼接自复位钢板桩，包括钢板桩主板、凹形滑块以及钢弹簧，所述钢板桩主板呈方形结构，其前壁上设有凹槽；所述钢板桩主板的一侧壁上设有榫头，另一侧壁上和后壁一侧分别设有第一卡槽和第二卡槽，所述榫头与所述第一、第二卡槽匹配卡合；所述凹形滑块的宽度与所述凹槽的宽度相匹配，所述凹形滑块的后壁呈“凹”形结构，其厚度由两侧向中部逐渐减小；所述钢板桩主板的凹槽底部与所述凹形滑块的后壁中部之间通过若干所述钢弹簧连接，所述凹形滑块能够在所述凹槽内沿着所述钢弹簧的轴心方向滑动。

所述凹形滑块的最大厚度不大于三分之二所述凹槽的深度。

所述凹槽的两侧内壁形成滑动摩擦平面。

所述滑动摩擦平面与所述凹槽底部的连接处设有限位块。

所述钢弹簧包括中部钢弹簧和两侧钢弹簧，所述中部钢弹簧的一端与所述凹形滑块后壁中部相连，另一端与所述凹槽的底部中间相连；所述两侧钢弹簧的一端与所述凹形滑块后壁两侧相连，另一端与所述凹槽的底部两侧相连；所述中部钢弹簧的长度与外径大于所述两侧钢弹簧的长度与外径。

所述钢弹簧的内部套装有限位棒，所述限位棒的一端固定于所述凹槽底部，其长度小于所述钢弹簧的长度。

所述凹槽的上部与下部设有固定于所述凹槽内的上挡块和下挡块。

所述钢板桩主板的底部和所述下挡块的底部呈楔形结构。

所述榫头的截面等腰梯形结构，其宽度由外向内逐渐减小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.此实用新型可有效降低基坑中围护结构倾覆失稳的可能性，减少对钢板桩的损伤；当围护结构外土压力因土壤浸水、顶坡超载等原因剧增时，钢板桩主板中的凹形滑块可在既定凹槽轨道内活动，凹形滑块与钢板桩主板之间的接触面摩擦系数较大，可使剧增的土压力带来的能量一部分转化为摩擦产生的热能。同时凹形滑块滑动过程中钢弹簧会收缩，一部分的能量也会转化为钢弹簧的弹性势能；利用该种钢板桩，剧增土压力带来的能量很大一部分会转化为热能和钢弹簧的弹性势能，从而减少土压力变化对围护结构钢板桩的影响。

2.本实用新型能实现凹形滑块的复位功能，装置使用次数和寿命长；当土压力剧增时，滑块会在既定凹槽产生位移，此时钢弹簧压缩，当土压力减小后，凹形滑块又会因为钢弹簧的复位作用恢复至初始位置，从而实现滑块的复位功能；限位块设置在凹形滑块和钢板桩主板间，其高宽是根据钢弹簧布置位置，疏密情况及压缩极限而进行设定；当滑块在滑动过程中，限位块可限制滑块产生过量位移导致钢弹簧过度压缩，从而保证了钢弹簧的正常回弹功能和使用寿命。

3.此实用新型可实现单独完成围护结构转角处拼接，可满足基坑工程中各种所需的基本形状；常见的围护结构搭建时，通常需选用两种类型的钢板桩以完成转角处的拼接，而本实用新型的钢板桩靠榫头和位于一侧的多个卡槽可完成横向、纵向和转角处的拼接，并且组成的围护结构密封性高，不易发生渗水等情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成立体示意图；

图2为本实用新型的俯视剖面示意图；

图3为本实用新型的钢板桩主板底部结构示意图；

图4为本实用新型的纵向拼接示意图；

图5为本实用新型的转角处拼接示意图。

图中：1钢板桩主板，2凹形滑块，3钢弹簧，4限位棒，5限位块，6滑动摩擦平面，7榫头，8第一卡槽，9第二卡槽，10上挡块，11下挡块，12凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术手段和功效更易于明白了解，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。应当理解，此次所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型。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。

如图1-图5所示，本实用新型一种可单独完成转角处拼接自复位钢板桩，包括钢板桩主板1、凹形滑块2以及钢弹簧3，所述钢板桩主板1呈方形结构，其前壁上设有凹槽12；所述钢板桩主板1的一侧壁上设有榫头7，另一侧壁上和后壁一侧分别设有第一卡槽8和第二卡槽9，所述榫头7与所述第一、第二卡槽匹配卡合；所述凹形滑块2的宽度与所述凹槽12的宽度相匹配，所述凹形滑块2的后壁呈“凹”形结构，其厚度由两侧向中部逐渐减小；所述钢板桩主板1的凹槽12底部与所述凹形滑块2的后壁中部之间通过若干所述钢弹簧3连接，所述凹形滑块2能够在所述凹槽12内沿着所述钢弹簧3的轴心方向滑动，本案通过榫头7和位于一侧的第一、第二卡槽可完成横向、纵向和转角处的拼接，并且组成的围护结构密封性高，不易发生渗水等情况；通过凹形滑块2能够在凹槽12内滑动，凹形滑块2与钢板桩主板1之间的接触面摩擦系数较大，可使剧增的土压力带来的能量一部分转化为摩擦产生的热能；同时凹形滑块2滑动过程中钢弹簧3会收缩，一部分的能量也会转化为钢弹簧3的弹性势能；利用该种钢板桩，剧增土压力带来的能量很大一部分会转化为热能和钢弹簧的弹性势能，从而减少土压力变化对围护结构钢板桩的影响；当土压力剧增时，凹形滑块2会在既定凹槽12产生位移，钢弹簧3压缩；当土压力减小后，凹形滑块2又会由于钢弹簧3的复位作用恢复至初始位置，从而实现凹形滑块的复位功能。

所述凹形滑块2的最大厚度不大于三分之二所述凹槽12的深度，以便使凹形滑块2在钢板桩主板1的凹槽12中有足够空间滑动，同时让钢弹簧3有足够的布置和压缩空间。

所述凹槽12的两侧内壁形成滑动摩擦平面6，滑动摩擦平面6的摩擦系数较大，以便让凹形滑块2滑动过程中耗散更多的能量，且滑动摩擦平,6最好设置为憎水性材料，防止因长期渗水导致钢弹簧3锈蚀而失效。

所述滑动摩擦平面6与所述凹槽12底部的连接处设有限位块5，限位块5的高宽应根据钢弹簧3放置位置，布置疏密情况及其压缩极限进行设定，防止钢弹簧3在凹形滑块2滑动过程中受力超过承载力极限值而降低使用寿命，甚至无法正常回弹而导致装置失效。

所述钢弹簧3包括中部钢弹簧和两侧钢弹簧，所述中部钢弹簧的一端与所述凹形滑块2后壁中部相连，另一端与所述凹槽12的底部中间相连；所述两侧钢弹簧的一端与所述凹形滑块2后壁两侧相连，另一端与所述凹槽12的底部两侧相连；所述中部钢弹簧的长度与外径大于所述两侧钢弹簧的长度与外径，中部钢弹簧比两侧钢弹簧设置地更长更粗更密集，可提高能量转换效率，且为保证装置的长期正常使用，钢弹簧3均采用抗腐蚀性能良好的压缩弹簧。

所述钢弹簧3的内部套装有限位棒4，所述限位棒4的一端固定于所述凹槽12底部，其长度小于所述钢弹簧3的长度。

所述凹槽12的上部与下部设有固定于所述凹槽12内的上挡块10和下挡块11，通过上、下挡块限制凹槽12的长度，确保凹形滑块2只能沿着钢弹簧3轴心方向滑动，不能沿着竖直方向发生移动。

所述钢板桩主板1的底部和所述下挡块11的底部呈楔形结构，以提高钢板桩施工时的贯入性和钢板桩之间拼接的可操作性。

所述榫头7的截面等腰梯形结构，其宽度由外向内逐渐减小，确保榫头7与第一、第二凹槽卡接后不会脱离。

工作原理：围护结构倾覆失稳主要发生在重力式结构或悬臂式围护结构，重力式结构在坑外主动土压力的作用下，围护结构绕其下部的某点转动，围护结构的顶部向坑内倾倒。在围护结构钢板桩外土压力处于安全范围时，凹形滑块在轨道内位移范围较小，但是较小的位移也可为钢板桩分担部分土压力产生的能量，对延长钢板桩的使用寿命有一定帮助。此实用新型可有效降低基坑中围护结构倾覆失稳的可能性，减少对钢板桩的损伤。当围护结构外土压力因土壤浸水、顶坡超载等原因剧增时，钢板桩中滑块可在既定凹槽轨道内移动，滑块与钢板桩主板之间的接触面摩擦系数较大，可使剧增的土压力带来的能量一部分转化为摩擦产生的热能。同时凹形滑块滑动过程中钢弹簧会收缩，一部分的能量会转化为钢弹簧的弹性势能。使用该种钢板桩，剧增土压力带来的能量很大一部分会转化为热能和钢弹簧的弹性势能，从而减少土压力变化对围护结构钢板桩的影响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，基于本实施例，应当指出的是，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和改进等，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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