CN108252329B - 围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法，该结构由围护结构与预制综合管廊两部分现浇连接构成，围护结构包括三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩，钻孔灌注桩顶部预留有纵向钢筋，钻孔灌注桩靠近基坑底部位置的内侧预留有预埋筋；预制综合管廊顶部间隔设置一组结构梁，结构梁顶部设有搭接板，搭接板两端预留有向外延伸的搭接板预留筋，预制综合管廊底部两侧预留有向外延伸的底板预留筋，桩顶预留筋与搭接板预留筋连接，预埋筋与底板预留筋连接。本发明的预制综合管廊的节点都与钻孔灌注桩的钢筋现浇连接，能防止因地基下沉引起不均匀沉降的破坏；且预制综合管廊能工业化生产，运输与吊装也十分方便，缩短施工工期的同时，更加经济环保。

Description

围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法

技术领域

本发明属于地下工程施工技术领域，特别涉及一种围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法。

背景技术

地下综合管廊就是“地下城市管道综合走廊”，即在城市地下建造的管线公共隧道，将电力、通信、燃气、给水、热力、排水等两种以上市政管线集中敷设在该隧道内，实施统一规划、设计、施工和维护，形成的一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施。地下综合管廊俗称生命线工程，是维护现代化城市功能正常运转的关键。其优点为：一次性开挖，集中施工，避免了同一路段重复性开挖；市政管线集中敷设可以方便电力、通信、燃气、给水、热力、排水等管线设施的维护与检修，降低路面的翻修费用及各市政管线的维修费用，保护了路面的完整性；减少了道路旁的电线杆及各种管线的检修井、检修室的设置，美化了城市景观。节约了城市用地。2014年国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号），明确提出稳步推进城市地下综合管廊建设，在36个大中城市开展地下综合管廊试点工程。据住房城乡***统计数据，截至2016年12月20日，全国147个城市28个县已累计开工建设城市地下综合管廊2005公里。

装配式综合管廊具有工业化生产，制造简单，质量可控，运输与吊装方便，综合成本低，节约施工工期，经济环保等诸多优势，具有广泛的运用前景。由于预制装配式综合管廊存在整体性、刚度、抗浮抗震性能较差的缺陷，在沿海城市等淤泥质地区应用受到限制。传统的解决方法是：先对软质基础进行处理，如设置水泥搅拌桩、高压旋喷桩等，将淤泥质软土进行硬化，然后进行基坑开挖，再进行综合管廊的浇筑或者拼装施工。这种方法施工时间长、材料耗费多、成本高，而且即使淤泥质地基进行了软基处理，长时间的使用会产生不均匀沉降，也会给装配式综合管廊的运行带来种种隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，由围护结构与预制综合管廊两部分现浇连接构成，其特征在于围护结构包括三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩，钻孔灌注桩顶部预留有纵向钢筋作为桩顶预留筋，钻孔灌注桩靠近基坑底部位置的内侧预留有预埋筋；预制综合管廊包括管廊实体，管廊实体顶部间隔设置一组结构梁，结构梁顶部设有搭接板，搭接板两端预留有向外延伸的搭接板预留筋，预制综合管廊底部两侧预留有向外延伸的底板预留筋，桩顶预留筋与搭接板预留筋搭接连接，预埋筋与底板预留筋搭接连接。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于围护结构中的三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩均为两组排桩，且对称设置在基坑两侧，三轴水泥土搅拌桩设置在基坑最外侧，起到止水帷幕的作用，钻孔灌注桩设置在三轴水泥土搅拌桩内侧，压顶梁浇筑设置在钻孔灌注桩桩顶，两侧的压顶梁之间设有内支撑。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于预埋筋整体为L形，水平端嵌入钻孔灌注桩的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩的外侧，且每根钻孔灌注桩内的预埋筋成上下两层分布，每层分布3根。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于管廊实体在铺设方向的宽度为2-4m，截面为矩形形状，管廊实体底板两端预设边长为200-300mm的矩形凹槽，管廊实体内部设有两个矩形空腔，用于铺设市政管线与预留检修通道。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于搭接板在铺设方向的宽度为1-2m。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于在铺设方向上相邻的预制综合管廊之间通过施加永久预应力张拉连接。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，准备工作：按照城市市政规划确定管廊的布局线路，划定待开挖的基坑范围，并做好施工前的一切准备工作；

步骤2，围护桩施工：在基坑两侧施打三轴水泥土搅拌桩与钻孔灌注桩，钻孔灌注桩的钢筋笼上预设有预埋筋，三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕，三轴水泥土搅拌桩与钻孔灌注桩的入土深度满足设计要求；

步骤3，基坑开挖并施做内支撑：由上到下开挖基坑土体，开挖土体一米时，对钻孔灌注桩进行截桩头处理，按照设计桩顶标高将外露的多余桩截掉，并预留好钻孔灌注桩钢筋笼顶部的纵向钢筋，即桩顶预留筋；再施做压顶梁15，并同时做好内支撑，然后继续将基坑开挖至设计标高，基坑底部两侧开挖斜坡槽；

步骤4，基坑底部处理：进行混凝土垫层处理，垫层的厚度为100mm，垫层混凝土强度等级为C15；

步骤5，弯折桩侧预埋筋：将基坑底部钻孔灌注桩桩侧上层预埋筋的竖直端钢筋弯折90°，至竖直端与水平端呈直线状，将下层预埋筋的竖直端钢筋弯折45°，至竖直端与水平端呈直线状135°；

步骤6，吊装并连接预制综合管廊：先将预制综合管廊吊装到基坑预留位置，使搭接板两端的搭接板预留筋与钻孔灌注桩顶部的桩顶预留筋绑扎连接，预制综合管廊的底板预留筋与步骤5）中的钻孔灌注桩桩内的上、下两层预埋筋的竖直端连接，相邻预制综合管廊之间通过施加永久预应力张拉连接，再进行预应力孔道灌浆处理；

步骤7，节点浇筑：先将预制综合管廊的底板预留筋与钻孔灌注桩桩内的预埋筋的节点用微膨胀混凝土进行浇筑，再将搭接板预留筋与桩顶预留筋节点用微膨胀混凝土进行浇筑；

步骤8，防水施工：由内而外采用三道防水；

步骤9，基坑回填：采用符合设计要求的土质，两侧对称回填，分层填筑，分层夯实。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤3）中基坑底部两侧斜坡槽的开挖坡度系数i=H/L=1,其中H为斜坡槽深度，L为斜坡槽宽度，深度H为250-350mm的斜坡槽，优选为300mm。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤4）中混凝土垫层的厚度为90-110mm，优选为100mm。

所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤8）中的防水施工具体操作如下：第一道是预制综合管廊通过高强螺栓或者钢绞线张拉将相邻预制综合管廊之间的遇水膨胀橡胶止水条压紧，第二道是在预制综合管廊外侧涂刷聚氨酯类防水涂料和水泥砂浆隔离层，第三道是铺设防水卷材，两侧粘聚氨酯泡沫保护层，顶面铺设钢筋网，浇筑100mm混凝土保护层。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

围护结构1、三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、桩顶预留筋13、预埋筋14、压顶梁15、内支撑16、预制综合管廊2、管廊实体21、结构梁22、搭接板23、搭接板预留筋24、底板预留筋25。

1）本发明通过在围护结构的钻孔灌注桩顶部设置桩顶预留筋，在基坑底部的位置设置预埋筋，在预制综合管廊上相应位置设置搭接板，并在搭接板两端设置搭接板预留筋，充分利用围护结构钻孔灌注桩的受力，将整个预制综合管廊及上部土层的受力通过钻孔灌注桩传递到钻孔灌注桩下端，即地下持力层，大大提高抗浮性能，使其结构更加稳定安全；

2）本发明通过设置钻孔灌注桩进行受力传递，并不需要对基坑软质基础进行特殊加固处理，一定程度上节约了成本，也缩短了工期，提高了经济效益；

3）本发明在施工完毕后不需要将内支撑进行拆除，减少施工工序的同时充分利用内支撑连接的整体稳定性，使整个结构更加稳定安全；

4）本发明的预制综合管廊的四处节点都与维护结构中钻孔灌注桩的钢筋现浇连接，可以防止因地基下沉引起不均匀沉降的破坏；且预制综合管廊可以实现工业化生产，运输与吊装也十分方便，缩短施工工期的同时，更加经济环保。

附图说明

图1为维护结构整体剖面图；

图2为维护结构三维结构示意图；

图3为装配式综合管廊立面图；

图4为装配式综合管廊三维结构示意图；

图5为整体结构剖面图；

图6为A节点结构示意图；

图7为B节点结构示意图；

图8为整体三维结构示意图。

图中：围护结构1、三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、桩顶预留筋13、预埋筋14、压顶梁15、内支撑16、预制综合管廊2、管廊实体21、结构梁22、搭接板23、搭接板预留筋24、底板预留筋25。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

本实例提供的围护结构承力的装配式综合管廊，如图1-8所示，本发明的围护结构承力的装配式综合管廊由围护结构1与预制综合管廊2两部分现浇连接构成，围护结构1包括三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、桩顶预留筋13、预埋筋14、压顶梁15、内支撑16；预制综合管廊2包括管廊实体21、结构梁22、搭接板23、搭接板预留筋24信底板预留筋25。

如图1和图2所示，本发明的围护结构1包括三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、桩顶预留筋13、预埋筋14、压顶梁15、内支撑16，其中三轴水泥土搅拌桩11和钻孔灌注桩12分别为两组排桩，对称设置在基坑两侧，且三轴水泥土搅拌桩11设置在基坑最外侧，起到止水帷幕的作用，钻孔灌注桩12设置在三轴水泥土搅拌桩11内侧，主要起到挡土围护的作用，钻孔灌注桩12的钢筋笼顶部伸出部分作为桩顶预留筋13，桩顶预留筋13与预制综合管廊2中的搭接板预留筋24一起现浇搭接连接，预埋筋14与预制综合管廊2中的底板预留筋25一起现浇连接，压顶梁15浇筑在钻孔灌注桩12桩顶，内支撑16间隔对称设置在两个压顶梁15之间，且与压顶梁15侧面现浇为整体。

如图所示，所述的三轴水泥土搅拌桩11，本发明实施例采用Ф850@600的三轴水泥搅拌桩，并用套接一孔法施工，主要用于围护结构的止水；钻孔灌注桩12分布在三轴水泥土搅拌桩11的内侧，桩径一般为Ф600、Ф700、Ф800，桩端进入持力层深度，主要作用将荷载传递到深处承载力较强的土层上；所述的桩顶预留筋13，满足超灌系数要求后，由人工将多余混凝土去除，桩顶预留筋13的预留高度满足设计要求；所述的预埋筋14整体为“L”形状，水平端嵌入钻孔灌注桩12的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩12的外侧，每根钻孔灌注桩12内的预埋筋14成上下两层分布，每层分布3根预埋筋14，埋设位置满足与预制综合管廊2匹配使用；所述的压顶梁15，截面成矩形形状，尺寸大小满足设计要求，通过内设纵向钢筋将每根钻孔灌注桩12的顶部一起进行现浇连接；所述的内支撑16，截面成矩形形状，尺寸大小满足设计要求，其内部钢筋笼与压顶梁15一起进行绑扎连接，并与压顶梁15一起进行现浇连接。

如图3和图4所示，所述的预制综合管廊2由管廊实体21、结构梁22、搭接板23、搭接板预留筋24与底板预留筋25共同构成；所述的管廊实体21在铺设方向的宽度为2-4m，截面为矩形形状，尺寸大小满足设计要求，在管廊实体21底板两端，预设边长为200-300mm的矩形凹槽，管廊实体21内部设有两个矩形空腔，用于铺设各种市政管线与预留检修通道，整体由钢筋与混凝土在工厂预制而成；所述的结构梁22，共三个，均匀等间距分布在管廊实体的正上方，结构梁22的高度略大于内支撑16的高度，每条结构梁22的宽度与管廊实体21的侧壁同宽，其内纵向钢筋也与管廊实体21的侧壁的纵向钢筋贯通，一起与管廊实体21在工厂预制而成；所述的搭接板23，设置在结构梁22的顶部，板厚满足设计要求，在铺设方向的宽度为1-2m，与结构梁22和管廊实体21一起整体在工厂预制而成；所述的搭接板预留筋24，分布在搭接板23的两端，预留长度满足与钻孔灌注桩12的钢筋搭接连接；所述的底板预留筋25，分布在管廊实体21底板两端，预留长度满足与预埋筋14的钢筋搭接连接。

结合图1~图8所示，本发明的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，具体实施步骤如下：

步骤1，准备工作：按照城市市政规划确定管廊的布局线路，划定待开挖的基坑范围，并做好施工前的一切准备工作；

步骤2，围护桩施工：在基坑两侧施打三轴水泥土搅拌桩11与钻孔灌注桩12（钻孔灌注桩12的钢筋笼上预设有预埋筋14），三轴水泥土搅拌桩11作为止水帷幕，三轴水泥土搅拌桩11与钻孔灌注桩12的入土深度满足设计要求；

步骤3，基坑开挖并施做内支撑：由上到下开挖基坑土体，开挖土体一米时，对钻孔灌注桩12进行截桩头处理，按照设计桩顶标高将外露的多余桩截掉，并预留好钻孔灌注桩12钢筋笼顶部的纵向钢筋，即桩顶预留筋13；再施做压顶梁15，并同时做好内支撑16，然后继续开挖至设计标高，本发明中基坑底部两侧斜坡槽的开挖坡度系数i=H/L=1,其中H为斜坡槽深度，L为斜坡槽宽度，深度H为250-350mm的斜坡槽，优选为300mm；

步骤4，基坑底部处理：进行混凝土垫层处理，垫层的厚度为100mm，垫层混凝土强度等级为C15，混凝土垫层的厚度为90-110mm，优选为100mm；

步骤5，弯折桩侧预埋筋：将基坑底部钻孔灌注桩12桩侧上层预埋筋14的竖直端钢筋弯折90°，至竖直端与水平端呈直线状，将下层预埋筋14的竖直端钢筋弯折45°，至竖直端与水平端呈直线状135°；

步骤6，吊装并连接预制综合管廊：先将预制综合管廊2吊装到基坑预留位置，使搭接板23两端的搭接板预留筋24与钻孔灌注桩12顶部的桩顶预留筋13穿插搭接，预制综合管廊2的底板预留筋25与步骤5中的钻孔灌注桩12桩内的上、下两层预埋筋14的竖直端连接，在铺设方向上相邻的预制综合管廊2之间通过施加永久预应力张拉连接，再进行预应力孔道灌浆，预埋筋14与底板预留筋25浇筑得到钻孔灌注桩12的牛腿，为了便于该步的施工，本发明将基坑底部两侧开挖深度为250-350mm的斜坡槽，优选为300mm，方便底部桩的牛腿浇筑；

步骤7，节点浇筑：先将预制综合管廊2的底板预留筋25与钻孔灌注桩12桩内的预埋筋14的节点用微膨胀混凝土进行浇筑，再将搭接板预留筋24与桩顶预留筋13节点用微膨胀混凝土进行浇筑；

步骤8，防水施工：由内而外采用三道防水，防水施工具体操作如下：第一道是预制综合管廊 2 通过高强螺栓或者钢绞线张拉将相邻预制综合管廊 2 之间的遇水膨胀橡胶止水条压紧，第二道是在预制综合管廊 2 外侧涂刷聚氨酯类防水涂料和水泥砂浆隔离层，第三道是铺设防水卷材，两侧粘聚氨酯泡沫保护层，顶面铺设钢筋网，浇筑100mm混凝土保护层；

步骤9，基坑回填：采用符合设计要求的土质，两侧对称回填，分层填筑，分层夯实。

Claims (9)

1.围护结构承力的装配式综合管廊，由围护结构（1）与预制综合管廊（2）两部分现浇连接构成，其特征在于围护结构（1）包括三轴水泥土搅拌桩（11）和钻孔灌注桩（12），钻孔灌注桩（12）顶部预留有纵向钢筋作为桩顶预留筋（13），钻孔灌注桩（12）靠近基坑底部位置的内侧预留有预埋筋（14）；预制综合管廊（2）包括管廊实体（21），管廊实体（21）顶部间隔设置一组结构梁（22），结构梁（22）顶部设有搭接板（23），搭接板（23）两端预留有向外延伸的搭接板预留筋（24），预制综合管廊（2）底部两侧预留有向外延伸的底板预留筋（25），桩顶预留筋（13）与搭接板预留筋（24）搭接连接，预埋筋（14）与底板预留筋（25）搭接连接；

所述围护结构（1）中的三轴水泥土搅拌桩（11）和钻孔灌注桩（12）均为两组排桩，且对称设置在基坑两侧，三轴水泥土搅拌桩（11）设置在基坑最外侧，起到止水帷幕的作用，钻孔灌注桩（ 12 ）设置在三轴水泥土搅拌桩（ 11 ）内侧，压顶梁（15）浇筑设置在钻孔灌注桩（12）桩顶，两侧的压顶梁（15）之间设有内支撑（16）；

所述预埋筋（14）整体为L形，水平端嵌入钻孔灌注桩（12）的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩（12）的外侧，且每根钻孔灌注桩（12）内的预埋筋（14）成上下两层分布，每层分布3根；

在铺设方向上相邻的预制综合管廊（2）之间通过施加永久预应力张拉连接；

管廊实体（21）底板两端预设边长为200-300mm的矩形凹槽；

管廊底板预留筋（ 25 ）与钻孔灌注桩桩侧向预埋筋（ 14 ）的绑扎位置处于底板两端预设矩形凹槽内。

2.根据权利要求1所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于管廊实体（ 21 ）在铺设方向的宽度为 2-4m ，截面为矩形形状，管廊实体（21）内部设有两个矩形空腔，用于铺设市政管线与预留检修通道。

3. 根据权利要求1所述的围护结构承力的装配式综合管廊，其特征在于搭接板（ 23 ）在铺设方向的宽度为 1-2m 。

4.一种根据权利要求1所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，准备工作：按照城市市政规划确定管廊的布局线路，划定待开挖的基坑范围，并做好施工前的一切准备工作；

步骤2，围护桩施工：在基坑两侧施打三轴水泥土搅拌桩（11）与钻孔灌注桩（12），钻孔灌注桩（12）的钢筋笼上预设有预埋筋（14），三轴水泥土搅拌桩（ 11 ）作为止水帷幕，三轴水泥土搅拌桩（11）与钻孔灌注桩（12）的入土深度满足设计要求；

步骤3，基坑开挖并施做内支撑：由上到下开挖基坑土体，开挖土体一米时，对钻孔灌注桩（12）进行截桩头处理，按照设计桩顶标高将外露的多余桩截掉，并预留好钻孔灌注桩（12）钢筋笼顶部的纵向钢筋，即桩顶预留筋（13）；再施做压顶梁（ 15 ），并同时做好内支撑（ 16 ），然后继续将基坑开挖至设计标高，基坑底部两侧开挖斜坡槽；

步骤4，基坑底部处理：进行混凝土垫层处理，垫层的厚度为100mm，垫层混凝土强度等级为C15；

步骤5，弯折桩侧预埋筋：将基坑底部钻孔灌注桩（12）桩侧上层预埋筋（14）的竖直端钢筋弯折90°，至竖直端与水平端呈直线状，将下层预埋筋（14）的竖直端钢筋弯折45°，至竖直端与水平端呈135°；

步骤6，吊装并连接预制综合管廊：先将预制综合管廊（2）吊装到基坑预留位置，使搭接板（ 23 ）两端的搭接板预留筋（ 24 ）与钻孔灌注桩（ 12 ）顶部的桩顶预留筋（ 13 ）绑扎连接，预制综合管廊（2）的底板预留筋（25）与步骤5）中的钻孔灌注桩（12）桩内的上、下两层预埋筋（14）的竖直端连接，相邻预制综合管廊（2）之间通过施加永久预应力张拉连接，再进行预应力孔道灌浆处理；

步骤7，节点浇筑：先将预制综合管廊（2）的底板预留筋（25）与钻孔灌注桩（12）桩内的预埋筋（14）的节点用微膨胀混凝土进行浇筑，再将搭接板预留筋（ 24 ）与桩顶预留筋（ 13 ）节点用微膨胀混凝土进行浇筑；

步骤8，防水施工：由内而外采用三道防水；

步骤9，基坑回填：采用符合设计要求的土质，两侧对称回填，分层填筑，分层夯实。

5.根据权利要求4所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤3）中基坑底部两侧斜坡槽的开挖坡度系数i=H/L=1,其中H为斜坡槽深度，L为斜坡槽宽度，深度H为250-350mm的斜坡槽。

6.根据权利要求4所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤4）中混凝土垫层的厚度为90-110mm。

7.根据权利要求4所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤3）中基坑底部两侧斜坡槽的开挖坡度系数i=H/L=1,其中H为斜坡槽深度，L为斜坡槽宽度，深度H为300mm的斜坡槽。

8.根据权利要求4所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤4）中混凝土垫层的厚度为100mm。

9. 根据权利要求4所述的围护结构承力的装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤8）中的防水施工具体操作如下：第一道是预制综合管廊（ 2 ）通过高强螺栓或者钢绞线张拉将相邻预制综合管廊（ 2 ）之间的遇水膨胀橡胶止水条压紧，第二道是在预制综合管廊（ 2 ）外侧涂刷聚氨酯类防水涂料和水泥砂浆隔离层，第三道是铺设防水卷材，两侧粘聚氨酯泡沫保护层，顶面铺设钢筋网，浇筑100mm混凝土保护层。

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