顶管施工中软土地基的加固方法与流程

本发明属于市政施工领域，具体涉及一种顶管施工中软土地基的加固方法。

背景技术：

顶管施工中难免会穿越淤泥、流砂等软土地层，如果不采取相应的地基处理措施，地下结构会产生一定的不均匀沉降，从而导致结构出现裂缝、渗水等问题，威胁地下结构的安全运营。目前地下结构常用的地基加固方法有地面注浆、水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等，但在顶管穿越现有渠道、道路等不适合在外部施工的区域时，现有的上述方法均无法发挥地基加固作用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种顶管施工中软土地基的加固方法，本方法可以在管节内部进行地基加固施工，克服了顶管穿越现有渠道、道路等区域时的无法加固问题，操作简单，减少了工人负担。

本发明所采用的技术方案是：

一种顶管施工中软土地基的加固方法，顶管施工前，标记穿越软土地带的特殊管节，在特殊管节底板上预留桩孔并临时封堵、预埋锚杆；顶管施工时，将特殊管节和普通管节顶进至预定位置；全部管节到位后，在特殊管节处，通过锚杆安装反力架并在反力架上安装手拉葫芦，运送预制的桩节，利用手拉葫芦起吊桩节并垂直放入清空后的桩孔内，在桩节顶端放置液压千斤并在反力架上固定反撑板，液压千斤顶利用反撑板下压桩节，液压千斤顶行程不够时先下移并固定反撑板再继续下压，桩节长度不够时先固连下一根桩节再继续压入，直至配合送桩器使桩底穿过软土层、桩头锚入底板，然后清理桩头和桩孔并对桩孔进行填充、防水和封堵处理。

进一步地，反撑板插放在反力架沿线的卡槽上，或者两端滑动配合在反力架上并通过限位销与反力架沿线的限位孔连接，或者两端滑动配合在反力架上并通过螺栓与反力架沿线的螺栓孔配合。

进一步地，桩孔孔壁设有钢套筒及止水钢板，对桩孔进行填充、防水和封堵处理时，先浇筑高强度微膨胀混凝土填充桩孔，然后用钢盖板与钢套筒边缘焊接，实现完全封堵桩孔。

进一步地，临时封堵桩孔时在桩孔内填充低强度素混凝土，清空桩孔时凿除低强度素混凝土。

进一步地，桩孔及锚杆附近的配筋加强、底板加厚，必要时采用压重防止底板被反力架拉裂。

进一步地，侧重抗压时桩节之间焊接，侧重抗拔时桩节之间机械连接。

进一步地，第一根桩节底端采用闭口桩尖，其余桩节底端平整。

进一步地，桩孔和锚杆分布在特殊管节底板两侧。

进一步地，通过小型运输车完成包括桩节、液压千斤顶、送桩器在内的材料在管内的运输。

进一步地，加固过程中实时监测管节的变形及应力情况，保证地下结构的安全。

本发明的有益效果是：

本方法可以在管节内部进行地基加固施工，克服了顶管穿越现有渠道、道路等区域时的无法加固问题，操作简单，其中，手拉葫芦不仅可以起吊桩节，还可以起吊较重的液压千斤顶、送桩器、协助移动反撑板，减少了工人负担。

附图说明

图1是本发明实施例中特殊管节底板上预留的桩孔及预埋的锚杆位置示意图。

图2是本发明实施例中压入桩节时的示意图。

图3是本发明实施例中管廊地基加固后的效果示意图。

图中：1-底板；2-侧板；3-桩孔；4-锚杆；5-顶板；6-手拉葫芦；7-反撑板；8-液压千斤顶；9-反力架；10-桩节。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

某软土发育地区利用矩形顶管法新建地下综合管廊，该综合管廊下穿现状渠道，部分管节位于软土层中，需进行地基加固。现采用一种顶管施工中软土地基的加固方法，步骤如下：

s1、顶管施工前，标记穿越软土地带的特殊管节，如图1所示，在特殊管节底板1上预留桩孔3并临时封堵、预埋锚杆4；

s2、顶管施工时，将特殊管节和普通管节顶进至预定位置；

s3、全部管节到位后，在特殊管节处，如图2所示，通过锚杆4安装反力架9并在反力架9上安装手拉葫芦6，运送预制的桩节10，利用手拉葫芦6起吊桩节10并垂直放入清空后的桩孔3内，在桩节10顶端放置液压千斤8并在反力架9上固定反撑板7，液压千斤顶8利用反撑板7下压桩节10，液压千斤顶8行程不够时先下移并固定反撑板7再继续下压，桩节10长度不够时先固连下一根桩节10再继续压入，直至配合送桩器使桩底穿过软土层、桩头锚入底板1，然后清理桩头和桩孔3并对桩孔3进行填充、防水和封堵处理，所有特殊管节内的加固完工后，效果如图3所示。

如图1和图2所示，在本实施例中，桩孔3及锚杆4附近的配筋加强、底板1加厚，必要时采用压重防止底板1被反力架拉裂；在本实施例中，桩孔3及锚杆4附近底板1加厚100mm。

如图1所示，在本实施例中，桩孔3和锚杆4分布在特殊管节底板1两侧。

如图2所示，在本实施例中，第一根桩节10底端采用闭口桩尖，其余桩节10底端平整。

反撑板7与反力架9的安装可以采用多种形式，如，反撑板7插放在反力架9沿线的卡槽上，再如，两端滑动配合在反力架9上并通过限位销与反力架9沿线的限位孔连接，再如，两端滑动配合在反力架9上并通过螺栓与反力架9沿线的螺栓孔配合。

在本实施例中，桩孔3孔壁设有钢套筒及止水钢板，对桩孔3进行填充、防水和封堵处理时，先浇筑高强度微膨胀混凝土填充桩孔3，然后用钢盖板与钢套筒边缘焊接，实现完全封堵桩孔3。

在本实施例中，临时封堵桩孔3时在桩孔3内填充低强度素混凝土，清空桩孔3时凿除低强度素混凝土。

在本实施例中，侧重抗压时桩节10之间焊接，侧重抗拔时桩节10之间机械连接。

在本实施例中，通过小型运输车完成包括桩节10、液压千斤顶8、送桩器在内的材料在管内的运输，小型运输车可以采用两轮手推车。

在本实施例中，加固过程中实时监测管节的变形及应力情况，保证地下结构的安全。

送桩器一般为钢制的圆柱体，直径同桩径，长度一般为1～2米，在本实施例中，送桩器直径300mm、长度为1米；桩孔3采用圆形和方形均可，在本实施例中，桩孔3方形，尺寸为500mm×500mm，四个m50锚杆4分布在其四周；桩节10的规格、长度、数量应根据地基加固设计结果确定，可以定制，应考虑桩孔3尺寸、反力架9高度、管廊净空等因素，在本实施例中，桩节10为phc-a300-70预制桩，单节长度定制为2米。

本方法可以在管节内部进行地基加固施工，克服了顶管穿越现有渠道、道路等区域时的无法加固问题，操作简单，其中，手拉葫芦6不仅可以起吊桩节，还可以起吊较重的液压千斤顶8、送桩器、协助移动反撑板7，减少了工人负担。

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。

技术特征：

1.一种顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：顶管施工前，标记穿越软土地带的特殊管节，在特殊管节底板上预留桩孔并临时封堵、预埋锚杆；顶管施工时，将特殊管节和普通管节顶进至预定位置；全部管节到位后，在特殊管节处，通过锚杆安装反力架并在反力架上安装手拉葫芦，运送预制的桩节，利用手拉葫芦起吊桩节并垂直放入清空后的桩孔内，在桩节顶端放置液压千斤并在反力架上固定反撑板，液压千斤顶利用反撑板下压桩节，液压千斤顶行程不够时先下移并固定反撑板再继续下压，桩节长度不够时先固连下一根桩节再继续压入，直至配合送桩器使桩底穿过软土层、桩头锚入底板，然后清理桩头和桩孔并对桩孔进行填充、防水和封堵处理。

2.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：反撑板插放在反力架沿线的卡槽上，或者两端滑动配合在反力架上并通过限位销与反力架沿线的限位孔连接，或者两端滑动配合在反力架上并通过螺栓与反力架沿线的螺栓孔配合。

3.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：桩孔孔壁设有钢套筒及止水钢板，对桩孔进行填充、防水和封堵处理时，先浇筑高强度微膨胀混凝土填充桩孔，然后用钢盖板与钢套筒边缘焊接，实现完全封堵桩孔。

4.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：临时封堵桩孔时在桩孔内填充低强度素混凝土，清空桩孔时凿除低强度素混凝土。

5.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：桩孔及锚杆附近的配筋加强、底板加厚，必要时采用压重防止底板被反力架拉裂。

6.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：侧重抗压时桩节之间焊接，侧重抗拔时桩节之间机械连接。

7.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：第一根桩节底端采用闭口桩尖，其余桩节底端平整。

8.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：桩孔和锚杆分布在特殊管节底板两侧。

9.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：通过小型运输车完成包括桩节、液压千斤顶、送桩器在内的材料在管内的运输。

10.如权利要求1所述的顶管施工中软土地基的加固方法，其特征在于：加固过程中实时监测管节的变形及应力情况，保证地下结构的安全。

技术总结
本发明公开了一种顶管施工中软土地基的加固方法，标记穿越软土地带的特殊管节，在特殊管节底板上预留桩孔并临时封堵、预埋锚杆，将特殊管节和普通管节顶进至预定位置，在特殊管节处，通过锚杆安装反力架并在反力架上安装手拉葫芦，运送预制的桩节，利用手拉葫芦起吊桩节并垂直放入清空后的桩孔内，在桩节顶端放置液压千斤并在反力架上固定反撑板，液压千斤顶利用反撑板下压桩节，液压千斤顶行程不够时先下移并固定反撑板再继续下压，桩节长度不够时先固连下一根桩节再继续压入，直至配合送桩器使桩底穿过软土层、桩头锚入底板，然后清理桩头和桩孔并对桩孔进行填充、防水和封堵处理。本方法可以在管节内部进行地基加固施工。

技术研发人员：朱方兵;熊玮;高坛;舒海堂;代恒军;李海峰
受保护的技术使用者：中冶南方城市建设工程技术有限公司;中冶南方工程技术有限公司
技术研发日：2021.04.20
技术公布日：2021.08.03