一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置

本技术涉及顶管顶推施工，尤其涉及一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置。

背景技术：

1、顶管技术是借助液压千斤顶等顶推装置将顶管管节不断顶入土层中的非开挖管道埋设施工技术。顶管技术在一定程度上解决了管道埋设施工中对周围原有建筑物的破坏和影响原有道路交通等难题，为城市文明化建设做出了巨大的贡献。

2、在传统的顶管工程施工中，主要通过始发井后方的后背墙来为顶推装置提供顶推力。这使得后背墙在顶管施工中必须能承受顶推装置产生的顶推反力，并且要求控制后背墙变形量和顶管顶进角度。在滨海软土地区，由于土质易于流变，后背墙难以保证有足够的刚度对抗巨大的顶推力，顶管工程中极易产生事故。

3、为解决软土地区顶管工程的顶推力难题，中国发明专利201910510655.6公开了一种软土地基超大断面顶管顶进作业的反力结构，通过钢牛腿、底板、复合地基和预应力锚杆的组合结构来为软土地区提供顶推力。但这种反力结构需要对底板下方土体进行旋喷桩满堂加固，且需在底板与复合地基之间使用预应力锚杆加固，工序繁琐，工期较长，经济效益较低。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，能够简化了顶推结构，简化施工工序，缩短施工时长，可为滨海饱和软土地区大断面矩形顶管工程提供安全稳定的顶推力。

2、本实用新型是这样实现的：

3、第一方面，本实用新型提供了一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，包括有设置在工作井内的桩筏基础，所述桩筏基础包括有筏板及锚固在筏板下方的抗拔桩组合而成，所述筏板顶部设置有钢导轨，所述钢导轨可拆卸连接有顶推组件。

4、进一步的，所述顶推组件包括有钢牛腿、条形钢构件、顶铁、钢架以及千斤顶，所述钢牛腿通过加长高强螺栓固定在钢导轨上，所述千斤顶安置于钢架中，所述钢架与条形钢构件连接，所述条形钢构件与钢牛腿连接，所述顶铁与千斤顶的伸缩端连接。

5、进一步地，所述钢牛腿的底部设置有通孔，所述加长高强螺栓穿过通孔与钢导轨螺旋连接。

6、进一步地，所述钢导轨间隔设置有复数组与加长高强螺栓相匹配的螺纹孔。

7、进一步地，所述抗拔桩为等截面抗拔桩、扩底抗拔桩或微型抗拔桩。

8、进一步地，所述筏板由c40以上的混凝土浇筑而成。

9、第二方面，本实用新型提供了一种软土地基大断面顶管的施工方法，基于上述一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，包括有如下步骤：

10、s1：工作井开挖并加固顶管洞口处的土体后，在顶管顶进相反方向施工抗拔桩，抗拔桩的桩头预留有与筏板锚固的主筋和箍筋；

11、s2：将向上锚固至筏板钢筋的抗拔桩主筋和箍筋与筏板一同浇筑形成桩筏基础，并预留出安装钢导轨的空间，待桩筏基础混凝土达到相应强度后，在预留出的空间内埋入钢导轨，并进行二次浇筑，填充钢导轨与筏板之间的空隙；

12、s3：钢牛腿通过加长高强螺栓与筏板中预埋的钢导轨固定，钢牛腿侧面与条形钢构件进行螺栓连接，共同为千斤顶提供反力支撑；

13、s4：将钢架沿条形钢构件水平方向等间距均匀布置，钢架与条形钢构件之间通过螺栓连接，将复数个千斤顶分别安置于对应的钢架中；

14、s5：将顶铁抵接在管节横断面处，顶管随着复数个千斤顶共同作用产生的顶推力向前方顶进，顶推反力经由条形钢构件和钢牛腿传递至钢导轨、筏板及土层中，随后抗拔桩提供筏板受到的沉降与隆起的竖向承载力，以及滑移和翘曲的水平承载力；

15、s6：每当顶管顶进预设的距离，拆卸下连接钢牛腿与钢导轨的加长高强螺栓，将钢牛腿向顶管前进方向的一侧移动；

16、s7、重复s3-s6步骤，直至顶管施工完成。

17、进一步地，浇筑所述筏板采用c40以上的混凝土。

18、本实用新型的优点在于：将现有技术中的旋喷桩或者搅拌桩替换为预制的抗拔桩，能够简化施工工序，缩短施工时长。同时，本实用新型一方面在筏板中利用加长高强螺栓连接钢导轨，取代以往在底板中将钢牛腿与预埋钢套盒通过螺栓连接的方法，将顶推反力经由钢牛腿传递到钢导轨、筏板及土层中，锚固结构更加稳定；另一方面，利用抗拔桩锚固式桩筏基础提供抵抗底板沉降与隆起的竖向承载力和防止底板滑移和翘曲的水平承载力，解决了滨海软土地区大断面顶管施工过程中因土质低承载力及高压缩性而导致的传统后背墙反力结构刚度不足的问题，降低施工成本和提高经济效益的同时，保障了顶管的施工安全。

技术特征：

1.一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：包括有设置在工作井内的桩筏基础，所述桩筏基础包括有筏板及锚固在筏板下方的抗拔桩组合而成，所述筏板顶部设置有钢导轨，所述钢导轨可拆卸连接有顶推组件。

2.如权利要求1所述的一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：所述顶推组件包括有钢牛腿、条形钢构件、顶铁、钢架以及千斤顶，所述钢牛腿通过加长高强螺栓固定在钢导轨上，所述千斤顶安置于钢架中，所述钢架与条形钢构件连接，所述条形钢构件与钢牛腿连接，所述顶铁与千斤顶的伸缩端连接。

3.如权利要求2所述的一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：所述钢牛腿的底部设置有通孔，所述加长高强螺栓穿过通孔与钢导轨螺旋连接。

4.如权利要求2所述的一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：所述钢导轨间隔设置有复数组与加长高强螺栓相匹配的螺栓孔。

5.如权利要求1所述的一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：所述抗拔桩为等截面抗拔桩、扩底抗拔桩或微型抗拔桩。

6.如权利要求1所述的一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，其特征在于：所述筏板由c40以上的混凝土浇筑而成。

技术总结
本技术提供一种软土地基大断面顶管顶推反力平衡装置，包括有设置在工作井内的桩筏基础，桩筏基础包括有筏板及锚固在筏板下方的抗拔桩组合而成，筏板顶部设置有钢导轨，钢导轨可拆卸连接有顶推组件。钢牛腿通过加长高强螺栓固定在钢导轨上，千斤顶安置于钢架中，钢架与条形钢构件连接，条形钢构件与钢牛腿连接，顶铁与千斤顶连接，顶推反力经由钢牛腿传递到钢导轨、筏板及土层中，并利用抗拔桩锚固式桩筏基础提供抵抗底板沉降与隆起的竖向承载力和防止底板滑移和翘曲的水平承载力，解决了滨海软土地区大断面顶管施工过程中因土质低承载力及高压缩性而导致的传统后背墙反力结构刚度不足的问题，降低施工成本，提高经济效益。

技术研发人员：黄建华,许仁堃,叶剑波,贾敏智,吴保林,黄夏莲
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：20230425
技术公布日：2024/1/15