CN104674863A - 一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，尤其适用于在厚冲积地层中存在市政管廊时开挖大型基坑的情况。其步骤如下：施做一般预制桩和管廊加固预制桩，管廊加固预制桩上设有预留连接装置；由上到下开挖基坑土体，开挖至裸露出所述桩身预留连接装置；以管廊加固预制桩的预留连接装置为支撑点，同时浇筑管廊下方以土模为模板的管廊支撑结构及管廊两侧的横梁；施工锚索，其一端锚固于横梁上，另一端与管廊加固预制桩上的冠梁连接；继续开挖剩余基坑土体至基坑底线，施做风道结构，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板，完成施工。保证风道开挖时周围土体的稳定性，减少了下部土体开挖对管廊的影响，实现了对管廊的提前支护。

Description

一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法

技术领域

本发明涉及一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，尤其适用于在厚冲积地层中存在市政管廊时开挖大型基坑的情况。

背景技术

城市中明挖地铁风道下穿大型市政管廊时，由于市政管廊结构对变形要求严格，基坑开挖导致管廊底部悬空，如采取措施不当，严重影响管廊健康服役年限，对市政管线的安全造成威胁；如在管廊下方支设立柱将影响隧道顶板施工及防水材料的铺设，也很难根据管廊检测位移调整管廊变形；传统的加固措施为管廊上方架设贝雷梁，将悬空的管廊拉住，但贝雷梁占用空间面积较大，不利于土方回填。

发明内容

本发明的目的是提供一种在厚冲积地层中，开挖基坑下穿既有市政管廊的支护加固方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，包括如下步骤：

步骤1：施做预制桩，所述预制桩包括一般预制桩和管廊加固预制桩，所述管廊加固预制桩的桩身上设有预留连接装置；

步骤2：由上到下开挖基坑土体至一指定深度时，施做冠梁，所述冠梁上设有锚索连接装置，所述锚索连接装置位于管廊加固桩的正上方；继续开挖土体，至管廊底面位置处时，开挖管廊加固预制桩和一般预制桩之间的土体，直至裸露出所述预留连接装置时停止开挖；

步骤3：施做横梁和管廊支撑结构；

步骤4：施工锚索，所述锚索的一端锚固于所述横梁上，另一端与所述锚索连接装置连接，根据计算得到的管廊重量，确定每根锚索预应力值，施加预应力；

步骤5：继续开挖剩余基坑土体至基坑底线，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板，施做风道剩余结构，铺设防水材料，回填土体，完成施工。

其中，步骤1中，所述预制桩的施做过程如下：

1-1：在基坑设计边界确定预制桩打设位置；

1-2：在施工场地外工厂化制作所述一般预制桩与所述管廊加固预制桩；

1-3：压入预制桩。

步骤1中，所述预制桩沿基坑设计边界呈矩形布置，所述管廊加固预制桩位于管廊两侧最近位置对称布置。

步骤1中，所述管廊加固预制桩的桩尺寸大于所述一般预制桩的桩尺寸

步骤1中，所述管廊加固预制桩施做完成后，其桩身上的所述预留连接装置的位置低于管廊底面。

步骤2中，由上到下开挖基坑土体至一米半时，施做冠梁。

步骤3中，在管廊下方垂直于管廊方向等间距掏挖土槽并穿过管廊；在土体和预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，所述土槽与所述横梁模板连通；浇筑横梁和管廊下方以土槽作为模板的管廊支撑结构，所述横梁与管廊支撑结构形成整体；所述横梁通过预留连接装置与管廊加固桩形成整体。

步骤3中，在预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，与所述管廊加固预制桩形成整体，是用于支撑管廊支撑结构的混凝土梁；向管廊下方垂直于管廊方向等间距***钢板，构成所述管廊支撑结构；所述钢板两端搭在所述横梁上。

步骤4中，在所述横梁两端的1/3处，预留锚索孔，所述锚索下部穿过横梁预留锚索孔通过锁头与横梁连接，所述锚索上部与同侧的管廊加固预制桩正上方的锚索连接装置相连；所述锚索对称分布于所述横梁两侧。

步骤4中，所述锚索可以通过锚索锁头调节锚索长短，达到对横梁的变形控制。

本发明的有益效果为：

预制桩在基坑开挖时作为围挡结构，通过施做预制桩，保证了风道开挖时周围土体的稳定性，可以实现基坑大面积开挖；在加固市政管廊时，预制桩作为管廊荷载传递结构，将荷载稳定传递至下部土层；在基坑施工完成时，预制桩作为风道主体结构的一部分，提高了风道抗变形能力。

管廊加固桩的预留连接装置将横梁和管廊支撑结构与桩浇筑为整体，形成了平面框架结构，提高了围护桩的稳定性；所述管廊支撑结构与横梁浇筑为整体，起到了对管廊的支撑作用，提前隔断了管廊与下部土体的联系，有效避免了因基坑开挖引起的管廊形变，实现了对管廊的提前支护。

在管廊两侧的管廊加固预制桩，增加了相应的桩尺寸，在基坑开挖后，可起到加固周围土体的作用，保护风道安全。

横梁两端1/3处设置锚索，等效减少了横梁跨度，增加了横梁的竖向稳定性，提高了横梁的荷载承受能力；通过对锚索施加拉应力来调节锚索长短，达到对横梁的变形控制，减少横梁挠度，进而调节管廊位移；整个加固结构和调节结构均在风道顶板上方实现，对风道防水材料的铺设不产生影响。

通过在管廊下方***钢板提前隔断了管廊与下部土体的联系，减少了下部土体开挖对管廊的影响，实现了对管廊的提前支护。

附图说明

图1为基坑、预制桩、冠梁、钢筋混凝土横梁、管廊支撑混凝土板、管廊平面位置图；

图2为图1中的A-A剖面图；

图3为图1中的B-B剖面图；

图4为图1中的C-C剖面图；

图5为钢筋混凝土横梁与锚索连接示意图；

图中，1是预制桩，2是市政管廊，3是混凝土横梁，4是管廊支撑结构，5是横梁预留锚索孔，6是预留连接装置，7是横梁锚索，8是锚索锁头，9是风道顶板及腰梁，10是冠梁，11是一般预制桩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施方法做详细阐述：

实施例之一：

一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，包括在基坑设计边界处打设一般预制桩11与管廊加固预制桩1，开挖基坑土层至管廊2底面位置，以管廊加固预制桩的预留连接装置6为支撑点，同时浇筑管廊下方以土模为模板的管廊支撑结构4及管廊两侧的横梁3，横梁通过锚索7与预制桩顶部冠梁10相连。

一般预制桩11和管廊加固预制桩1是在基坑开挖设计两侧边界按一定间距提前打入的桩结构。

桩身预留连接装置6是在管廊两侧打设的管廊加固预制桩上，预先制作的预留连接结构。

所述横梁3通过所述预留连接装置6与所述管廊加固桩浇筑成整体，横梁两端1/3处均有竖向锚索7通过锚索连接装置连接于冠梁10上。

所述管廊支撑结构4是在管廊下方按一定间距掏挖土槽，与两侧横梁浇筑为整体的钢筋混凝土结构。

横梁锚索7是在横梁两端1/3处预留锚索孔5，锚索上部通过锚索连接装置与冠梁10相连，锚索下方端部通过锁头8与横梁3相连接。

首先根据基坑设计边界确定预制桩打设位置，在管廊两侧打设带有预留连接装置6的管廊加固预制桩1，预制桩在基坑开挖时作为围挡结构，确保周围土体的稳定。由上到下开挖基坑土体，开挖至管廊底2部位置时，先开挖管廊加固预制桩1和一般预制桩11之间的土体，使桩身的预留连接装置6裸露出来，在管廊下方掏挖土槽，架立横梁模板，通过预留连接装置6整体浇筑横梁3和管廊支撑结构4，且横梁与预制桩形成整体。施做横梁锚索7，使锚索上部与冠梁10相连，下部通过锁头8与横梁3相连。根据管廊重量计算锚索预应力值，张拉锚索，继续向下开挖管廊下方土体及其余土体至基坑底线，施工风道结构，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板9，铺设风道防水材料，回填风道顶部上部土体。

利用所述的横梁加固市政管廊的施工方法，包括以下步骤：

步骤1.施做预制桩；

预制桩施做过程如下：

a)在风道设开挖设计边界内确定预制桩打设位置；

b)在施工场地外工厂化制作带预留连接装置6的管廊加固预制桩1及一般预制桩11；

c)打设预制桩。

步骤2.由上到下开挖基坑土体一米时，施做冠梁10，继续开挖至管廊2底面位置处停止开挖；

步骤3.裸露出桩身的预留连接装置6，在管廊下方掏土槽，架立横梁3模板，整体浇筑横梁与管廊支撑结构4，横梁通过桩预留连接装置与预制桩1浇筑形成整体；

步骤4.施工横梁锚索7，锚索下部通过锁头8与横梁3相连，上部与冠梁连接；

步骤5.根据计算得到的管廊重量，确定每根锚索预应力值，施加预应力；

步骤6.继续开挖剩余基坑土体至基坑底线；

步骤7.施做风道结构，整体浇筑基坑腰梁和风道顶板，铺设防水材料，回填土体，完成施工。

实施例之二：

一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，包括在基坑设计边界处打设一般预制桩11与管廊加固预制桩1，开挖基坑土层至管廊2底面位置，先开挖市政管廊两侧的管廊加固预制桩与一般预制桩11之间的土体，以管廊加固预制桩的预留连接装置6为支撑点，浇筑管廊两侧的横梁3，在横梁上方朝管廊位置***钢板4，横梁通过锚索7与预制桩顶部冠梁10相连。

一般预制桩11和管廊加固预制桩1是在基坑开挖设计两侧边界按一定间距提前打入的桩结构，与一般预制桩相比，增加管廊加固预制桩的相应桩尺寸，可起到加固基坑开挖后周围土体，保护风道安全。

桩身预留连接装置6是在管廊两侧打设的管廊加固预制桩上，预先制作的预留连接结构。

所述横梁3位于管廊两侧，是用于支撑钢板的混凝土梁，所述横梁3通过所述预留连接装置6与所述管廊加固桩浇筑成整体，横梁两端1/3处均有竖向锚索7通过锚索连接装置连接于冠梁10上。

所述钢板4是在管廊下方按一定间距***的钢结构，所述钢板4的两端搭在所述横梁3上。

横梁锚索7是在横梁两端1/3处预留锚索孔5，锚索上部通过锚索连接装置与冠梁10相连，锚索下方端部通过锁头8与横梁3相连接。

首先根据基坑设计边界确定预制桩打设位置，在管廊两侧打设带有预留连接装置6的管廊加固预制桩1，预制桩在基坑开挖时作为围挡结构，确保周围土体的稳定。由上到下开挖基坑土体，开挖至管廊底2部位置时，先开挖管廊加固预制桩1和一般预制桩11之间的土体，使桩身的预留连接装置6裸露出来，通过预留连接装置6浇筑横梁3与预制桩形成整体，垂直管廊方向在管廊下方***钢板4，使钢板4两端均搭接在两侧横梁3上。继续向下开挖管廊下方土体及其余土体至基坑底线。施做横梁锚索7，使锚索上部与冠梁10相连，下部通过锁头8与横梁3相连。根据管廊重量计算锚索预应力值，张拉锚索，施工风道结构，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板9，铺设风道防水材料，回填风道顶部上部土体。

利用所述的横梁加固市政管廊的施工方法，包括以下步骤：

步骤1.施做预制桩；

预制桩施做过程如下：

a)在风道设开挖设计边界内确定预制桩打设位置；

b)在施工场地外工厂化制作带预留连接装置6的管廊加固预制桩1及一般预制桩11；

c)打设预制桩。

步骤2.由上到下开挖基坑土体一米时，施做冠梁10，继续开挖至管廊2底面位置处停止开挖；

步骤3.裸露出桩身的预留连接装置6，通过预留连接装置浇筑横梁3与预制桩1形成整体；

步骤4.向下开挖管廊加固预制桩与一般预制桩之间的土体至一定深度；

步骤5.向管廊下方按一定间距***钢板4，钢板两端搭在横梁3上；

步骤6.施工横梁锚索7，锚索下部通过锁头8与横梁3相连，上部与冠梁连接；

步骤7.根据计算得到的管廊重量，确定每根锚索预应力值，施加预应力；

步骤8.继续开挖剩余基坑土体至基坑底线；

步骤9.施做风道结构，整体浇筑基坑腰梁和风道顶板，铺设防水材料，回填土体，完成施工。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：施做预制桩，所述预制桩包括一般预制桩和管廊加固预制桩，所述管廊加固预制桩的桩身上设有预留连接装置；

步骤2：由上到下开挖基坑土体至一指定深度时，施做冠梁，所述冠梁上设有锚索连接装置，所述锚索连接装置位于管廊加固桩的正上方；继续开挖土体，至管廊底面位置处时，开挖管廊加固预制桩和一般预制桩之间的土体，直至裸露出所述预留连接装置时停止开挖；

步骤3：施做横梁和管廊支撑结构；

步骤4：施工锚索，所述锚索的一端锚固于所述横梁上，另一端与所述锚索连接装置连接，根据计算得到的管廊重量，确定每根锚索预应力值，施加预应力；

步骤5：继续开挖剩余基坑土体至基坑底线，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板，施做风道剩余结构，铺设防水材料，回填土体，完成施工。

2.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：

步骤1中，所述预制桩的施做过程如下：

1-1：在基坑设计边界确定预制桩打设位置；

1-2：在施工场地外工厂化制作所述一般预制桩与所述管廊加固预制桩；

1-3：压入预制桩。

3.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤1中，所述预制桩沿基坑设计边界呈矩形布置，所述管廊加固预制桩位于管廊两侧最近位置对称布置。

4.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤1中，所述管廊加固预制桩的桩尺寸大于所述一般预制桩的桩尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤1中，所述管廊加固预制桩施做完成后，其桩身上的所述预留连接装置的位置低于管廊底面。

6.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤2中，由上到下开挖基坑土体至一米半时，施做冠梁。

7.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤3中，在管廊下方垂直于管廊方向等间距掏挖土槽并穿过管廊；在土体和预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，所述土槽与所述横梁模板连通；浇筑横梁和管廊下方以土槽作为模板的管廊支撑结构，所述横梁与管廊支撑结构形成整体；所述横梁通过预留连接装置与管廊加固桩形成整体。

8.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤3中，在预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，与所述管廊加固预制桩形成整体，是用于支撑管廊支撑结构的混凝土梁；向管廊下方垂直于管廊方向等间距***钢板，构成所述管廊支撑结构；所述钢板两端搭在所述横梁上。

9.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤4中，在所述横梁两端的1/3处，预留锚索孔，所述锚索下部穿过横梁预留锚索孔通过锁头与横梁连接，所述锚索上部与同侧的管廊加固预制桩正上方的锚索连接装置相连；所述锚索对称分布于所述横梁两侧。

10.根据权利要求1所述的一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，其特征在于：步骤4中，所述锚索可以通过锚索锁头调节锚索长短，达到对横梁的变形控制。