一种综合管廊基坑支护结构及其实现方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，具体的说，是涉及一种综合管廊基坑支护结构及其实现方法。

背景技术

在一些河流的三角洲地带，由于水流冲刷形成平原地貌，场地地势较为平坦，局部略有起伏。在这种地势环境中，存在较多的不良地质环境，包括了软弱土层、砂土液化现象，并且这种环境下的地表水、地下水、潜水等水文条件复杂，其地下施工较为困难。

综合管廊全部位于现有道路绿化带地下，采用明挖不放坡施工，由此管廊施工基坑支护措施的重要性、关键性也就不言而喻。基坑支护不仅仅要承载土体压力，还要承载土方开挖时的临时土方荷载、施工机械的静荷载与动力荷载等。

如何在河流三角洲地带进行综合管廊的施工，其支护结构成为其中关键的一环，如何能在保证整个支护结构易于控制、质量得到保证的基础上，减少施工的成本和施工工期成为一大考验。

技术实现要素：

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种综合管廊基坑支护结构及其实现方法。

本发明技术方案如下所述：

一方面，一种综合管廊基坑支护结构，其特征在于，在基坑的底部设有水泥土搅拌桩，所述水泥土搅拌桩的上表面铺设有混凝土垫层，管廊设于所述混凝土垫层的上方，

所述管廊的左右两侧均设有一排钢板桩，所述钢板桩的下端固定在所述水泥土搅拌桩的下端，其上端露出于整平地面上方，所述管廊的上端与所述钢板桩之间设有素砼支撑，其下端与所述钢板桩之间设有素砼传力带；

在所述管廊未施工的区域中，两侧的所述钢板桩之间设有两道钢支撑，其中第一钢支撑位于第二钢支撑的上方，所述第一钢支撑和所述第二钢支撑的两端均通过钢围檩与所述钢板桩连接。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述整平地面上设有截水沟。

进一步的，所述截水沟位于所述基坑的左右两侧。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢板桩的上端高于所述整平地面400mm。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述第一钢支撑位于所述管廊顶端所在水平线的上方，所述第二钢支撑位于所述管廊顶端所在水平线的下方。

进一步的，所述第一钢支撑中央距离所述整平地面的高度为400mm。

进一步的，所述第二钢支撑中央距离所述整平地面的高度为2450mm。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述混凝土垫层的厚度为200mm。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述素砼支撑、所述素砼传力带与所述钢板桩之间均设有油毛毡。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢围檩包括钢肋板和双拼的h型钢，所述钢肋板设于所述h型钢的侧面，所述h型钢与所述钢板桩之间设有围护钢板，其与所述钢支撑之间设有钢缀板。

进一步的，所述钢缀板通过吊筋与所述钢板桩固定连接。

更进一步的，所述吊筋的上端与所述钢板桩之间双面焊接，且所述吊筋与所述钢板桩之间的倾斜角度为45度。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢围檩的下端设有支撑横钢，所述支撑横钢的中部位置固定有支撑斜钢，所述支撑斜钢的另一端及所述支撑横钢均固定在所述钢板桩上。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢支撑包括钢管和千斤顶，所述千斤顶通过托架进行支撑，所述千斤顶端头的支撑活络头与所述钢围檩连接。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢板桩包括桩架，所述桩架呈底边开口的梯形，所述桩架的两端设有向内回扣的锁口，相邻两个所述钢板桩之间通过锁口连接。

另一方面，一种综合管廊基坑支护结构的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、整平场地标高，并进行坑底搅拌桩加固；

步骤2、制作钢板桩成品，并对钢板桩的位置进行定位放线；

步骤3、施打钢板桩；

步骤4、开挖至第一钢支撑的位置，施做上层的钢围檩和第一钢支撑；

步骤5、继续开挖至第二钢支撑的位置，施做下层的钢围檩和第二钢支撑；

步骤6、基坑开挖至设计标高后，于12小时内浇筑混凝土垫层；

步骤7、混凝土垫层施工完成后，完成素砼传力带的施工；

步骤8、完成管廊主体结构的施工，并拆除钢支撑；

步骤9、拔除钢板桩。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述步骤4中，开挖至所述第一道钢支撑下放0.5m后，施做上层的钢围檩和第一钢支撑。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述步骤5中，开挖至所述第二道钢支撑下方0.5m后，施做下层的钢围檩和第二钢支撑。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在所述步骤8中，先施工部分管廊主体结构，待达到设计强度后，拆除所述第二钢支撑；浇筑剩余的主体结构，待该部分达到设计强度后，回填至所述第一道钢支撑底，拆除所述第一道钢支撑。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于：本发明对河流三角洲地带的综合管廊进行支护，可以充分保证管廊外围的结构强度，整体的施工过程易于控制，且安全隐患少、施工质量较好，整体的地面沉降、水平位移、倾斜角度等均在规定范围内；本发明的百米造价约为1.2万元，相对于其他的施工方法，具有成本低的优势；本发明施工过程中钢板桩可以周转使用，施工速度快，占用人工少。

附图说明

图1为本发明的围护横断面示意图。、

图2为本发明的围护桩平面布置示意图。

图3为本发明钢围檩与钢板桩连接处的示意图。

图4为本发明中钢围檩与钢管支撑连接处的示意图。

图5为本发明中钢板桩连接处的示意图。

在图中，10、基坑；11、坑底；12、整平地面；13、截水沟；20、水泥土搅拌桩；30、钢板桩；31、桩架；32、锁口；41、第一钢支撑；42、第二钢支撑；43、钢管；44、千斤顶；45、托架；46、支撑活络头；50、钢围檩；51、h型钢；52、钢肋板；53、钢缀板；54、围护钢板；55、吊筋；56、支撑横钢；57、支撑斜钢；60、管廊；71、素砼支撑；72、素砼传力带；73、油毛毡；80、混凝土垫层；90、单体围护。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

如图1-2所示，一种综合管廊基坑支护结构，在整平地面12上设有内陷的基坑10。整平地面12上设有截水沟13，截水沟13位于基坑10的左右两侧，便于施工过程中多余泥水的排出。在基坑10的坑底11设有水泥土搅拌桩20，水泥土搅拌桩20的上表面铺设有混凝土垫层80，管廊60设于混凝土垫层80的上方。优选的，混凝土垫层80的厚度为200mm。

管廊60的左右两侧均设有一排钢板桩30(优选为拉森ⅳ型钢板桩)，钢板桩30的下端固定在水泥土搅拌桩20的下侧地面下，其上端露出于整平地面12上方。优选的，钢板桩30的上端高于整平地面12有400mm，既可以节省钢板桩30的应用和施工空间，同时还可以保证钢板桩30对施工面的支撑强度。

管廊60的上端与钢板桩30之间设有素砼支撑71，其下端与钢板桩30之间设有素砼传力带72，素砼支撑71、素砼传力带72与钢板桩30之间均设有油毛毡73，利于钢板桩30的拔出。

在管廊60未施工的区域中，两侧的钢板桩30之间设有两道钢支撑，其中第一钢支撑41位于第二钢支撑42的上方，第一钢支撑41和第二钢支撑42的两端均通过钢围檩50与钢板桩30连接。第一钢支撑41位于管廊60顶端所在水平线的上方，第二钢支撑42位于管廊60顶端所在水平线的下方。具体的：第一钢支撑41中央距离整平地面12的高度为400mm，第二钢支撑42中央距离整平地面12的高度为2450mm。

如下表所示，本实施例中两道钢支撑的轴力值：

通过预加的轴力值，保证了钢支撑对两侧钢板桩的支撑力度，同时避免钢支撑的轴向损伤。

整个支护结构的前后两端与单体围护90连接，保证结构的连贯性。

如图3所示，钢围檩50包括钢肋板52和双拼的h型钢51(优选为500x300x11x18型钢)，钢肋板52设于h型钢51的侧面，h型钢51与钢板桩30之间设有围护钢板54(厚度为14mm)，其与钢支撑之间设有钢缀板53(厚度为20mm)，钢围檩50高度范围内的钢板桩30空隙采用c30快硬细石混凝土填实。

优选的，钢围檩50的下端设有支撑横钢56，支撑横钢56的中部位置固定有支撑斜钢57，支撑斜钢57的另一端及支撑横钢56均固定在钢板桩30上。钢缀板53通过吊筋55与钢板桩30固定连接，吊筋55的上端与钢板桩30之间双面焊接，且吊筋55与钢板桩30之间的倾斜角度为45度。

如图4所示，钢支撑包括钢管43和千斤顶44，千斤顶44通过托架45进行支撑，千斤顶44端头的支撑活络头46与钢围檩连接。

如图5所示，钢板桩30包括桩架31，桩架31呈底边开口的梯形，桩架31的底边宽度b为400mm，梯形高度为170mm，整个桩架的厚度为15.5mm。

桩架31的两端设有向内回扣的锁口32，相邻两个钢板桩30之间通过锁口32连接。锁口32打入以起到咬合防水；锁口32涂抹黄油以利于咬合、防渗，必要时可在压桩完成后坑外锁口处注浆防渗。

上述综合管廊基坑支护结构的实现方法，包括以下步骤：

1、整平场地标高，并进行坑底水泥土搅拌桩20加固。

具体的，坑底以上水泥掺量不小于10％、坑底以下4.0m水泥掺入量不小于20％，可以保证水泥土搅拌桩20。

2、制作钢板桩30成品，并对钢板桩30的位置进行定位放线。

3、施打钢板桩30。

4、开挖至第一钢支撑41的位置(第一道钢支撑41下放0.5m)，施做上层的钢围檩50和第一钢支撑41。

5、继续开挖至第二钢支撑42的位置(第二道钢支撑42下方0.5m)，施做下层的钢围檩50和第二钢支撑42。

6、基坑开挖至设计标高后，于12小时内浇筑混凝土垫层80。

7、混凝土垫层80施工完成后，完成素砼传力带72的施工。

8、完成管廊主体结构的施工，并拆除钢支撑。

先施工部分管廊60主体结构，待达到设计强度后，拆除第二钢支撑42；浇筑剩余的主体结构素砼支撑71，待该部分达到设计强度后，回填至第一道钢支撑41底，拆除第一道钢支撑41。

9、拔除钢板桩30。

本发明具有以下优势：

1)使用拉森钢板桩不会产生泥浆，现场文明施工容易保证；同时拉森钢板桩可以重复使用，可以节约钢材等自然资源，产生较好的环境效益。

2)拉森钢板桩通过每根之间的锁口相连，具有良好的止水性能，可以为承台施工创造良好的施工条件。

3)经成本测算，smw工法桩插h型钢加钢筋混凝土内支撑体系每百米造价约1.9万元，而本实施例中采用18m拉森钢板桩、坑底搅拌桩加固支撑体系后，每百米造价约1.3万元，可节约成本，经济效益显著。

4)钢板桩30的插拔速度快：打入钢板桩时，一天施工量为80根；拔除时，一天施工量为150根。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。