CN109914472B - 一种软土地区装配式综合管廊及其施工方法 - Google Patents

Abstract

发明提供一种软土地区装配式综合管廊及其施工方法。该综合管廊包括若干个沿廊体走向间隔布置的框架部件，以及若干侧板、底板和顶板。该综合管廊的施工方法包括场地平整、放线、施工立柱、安装侧板、连接段注浆、安装横梁、基底旋喷桩加固、开挖土体、现浇底板、安装顶板和上部回填等步骤。该综合管廊具有一定的整体性、抗震性和抗渗性。简化了安装流程，提高施工效率等均可起到显著的作用，具有广阔的应用前景。

Description

一种软土地区装配式综合管廊及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及一种软土地区装配式综合管廊及其施工方法。

背景技术

近年来，随着国民经济的持续快速发展，我国的城市规模也在快速扩张。快速的城市化导致城市人口的大量增加，对作为城市快速发展承载基础的供电、给排水、供热、供气和通讯等市政管线的需求也随之大量增加。然而，由于过去城市自身条件的限制，市政管线的承载力经受着巨大的考验。城市快速发展对市政管线承载力不断增加的需求和市政管线发展的速度及合理性之间的矛盾日益突出，这个矛盾已经成为国内外城市发展过程中的重要问题，成为城市扩张的瓶颈。综合管廊作为地下空间管线集约化管理的重要措施，可以有效解决上述问题。

地下综合管廊是指在城市地下空间用于集中敷设给水、排水、燃气、热力、电力、通讯、广播电视等市政管线，同步配套消防、照明、通风、监控与报警等附属设施，实施统一规划、建设和管理的公共隧道，具有资源集约化、使用寿命长、安全性能高、环境效益佳等显著优点。现有技术中，综合管廊的施工主要有：钢筋混凝土现浇式管廊和预制钢筋混凝土装配式管廊。现浇管廊施工场地需求较大，成型时间长，工艺步骤繁琐，工程造价高；预制管廊构件结构简单，无需较大场地，安装施工便捷，工程量小，安装效率高，但为了达到强度和刚度要求，钢筋用量多、整体重量大，运输难度大，成本高，且构件容易遭到损伤。通常在综合管廊施工时，都需要使用挖掘机进行基坑开挖至设计标高，并对所开挖基坑进行单独支护，然后进行管廊现浇或安装，最后回填形成地下空间结构。在管廊现浇或安装过程中进行基坑开挖后支护，不仅增加了场地需求，同时对所开挖基坑进行单独支护又增加了材料用量，增加工程量，导致工期增加。对于软土地基，由于承载力不足，需要预先对软土地基进行加固处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种软土地区装配式综合管廊及其施工方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，包括以下步骤：

1)根据施工要求平整场地。

2)按设计要求在地表进行放线，并标示出立柱的位置。

3)在立柱的竖向条槽中填充软木塞。按设计深度将立柱植入地基中。其中，所述立柱包括空间管廊部分和持力层部分。所述空间管廊部分位于持力层部分上方。所述空间管廊部分和持力层部分为一个整体。所述持力层部分***软土地基中。所述空间管廊部分整体为一个矩形柱。这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。所述第一侧壁和第三侧壁所在平面与廊体走向平行，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直。所述第一侧壁去除一个长方体，形成横梁缺口。所述横梁缺口的一个出口在立柱的顶面。所述第三侧壁的上部设置有腋角。所述腋角的上表面高于立柱的顶面。所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板相楔插的竖向条槽。所述竖向条槽的槽壁上竖向设置有注浆孔。所述注浆孔从空间管廊部分的顶面延伸至底面。所述注浆孔内预埋注浆管。所述立柱布置为两排。每排中的立柱均沿廊体走向间隔布置。两排立柱中，相对的两根立柱的第三侧壁背离，第一侧壁相对。

4)在同一排立柱中相邻的两个立柱之间嵌入侧板。其中，所述侧板将竖向条槽中填充的软木塞挤出。

5)在注浆孔预埋的注浆管中注入膨胀水泥砂浆。所述立柱与对应侧板固定连接为一个整体。

6)在横梁缺口中涂抹膨胀水泥砂浆。将横梁的两端分别嵌放在两排立柱中相对的两根立柱的横梁缺口中。横梁缺口中的膨胀水泥砂浆将横梁与对应的两根立柱固定连接为一个整体。

7)对设计管廊基坑中的土体进行开挖。

8)在管廊底板设计标高位置浇筑底板。所述底板与立柱及侧板浇筑为一个整体。所述底板与立柱的持力层部分共同构成桩板结构。

9)在横梁上方搭设顶板。

10)将步骤7)中的开挖土体回填至顶板上方，形成地下管廊空间。

进一步，当地基为软弱地基时，步骤6)之后，还具有采用旋喷桩加固基底的相关步骤。

进一步，步骤3)中，采用锤击法或静力压桩法将立柱植入地基中。

进一步，步骤9)之后，还具有在顶板与立柱、横梁及侧板的连接缝中注入环氧乙烷树脂的相关步骤。

本发明还公开一种采用上述施工方法制得的软土地区装配式综合管廊，包括若干个沿廊体走向间隔布置的框架部件，以及若干侧板、底板和顶板。

所述框架部件包括两根立柱和横梁。所述横梁连接在两根立柱之间。

所述立柱包括空间管廊部分和持力层部分。所述持力层部分***软土地基中。所述空间管廊部分位于持力层部分上方。所述空间管廊部分整体为一个矩形柱。这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。所述第一侧壁面向管廊内部，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直。所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板相楔插的竖向条槽。所述竖向条槽的槽壁上设置有竖向的注浆孔。所述注浆孔从空间管廊部分的顶面延伸至底面。所述注浆孔内预埋注浆管。

相邻两个框架部件之间布置有两块侧板。所述侧板的两端分别嵌入对应两根立柱的第二侧壁上的竖向条槽和第四侧壁上的竖向条槽中。

所述底板为钢筋混凝土板。所述底板布置在侧板下方。所述底板与立柱及侧板浇筑为一个整体。所述底板与持力层部分共同构成桩板结构。

所述顶板搭设在框架部件上方。

进一步，所述持力层部分的下部具有尖端。

进一步，所述顶板包括沿廊体走向布设的若干块预制顶板。相邻两块预制顶板之间通过在接缝中注浆连接为整体。

进一步，在底板下方基底中，具有若干根旋喷桩。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：

A.一部分立柱***地基中，起到了桩基础的作用，与底板结合后形成桩板结构，支撑上部荷载，控制了沉降，无需再对软土地基进行另外的加固处理；

B.预制件体型较小、重量较轻，安装方便，能极大提高施工效率，实现地下管廊的快速安装；

C.各预制构件连接缝中通过注浆相互连接，形成管廊整体，既可以防止地下水渗漏，同时又具有很好的抗震效果

D.立柱、侧板和横梁的就位先于基坑土体开挖，起到基坑支护作用，无需进行额外基坑支护，极大节省土木建筑材料，同时提高施工效率，缩短工期；

E.旋喷桩对管廊下部土质起到硬化加固作用，同时现浇底板满堂加固使地下管廊更牢固，结构强度更高，并能起到防止地下管廊沉降的作用。

附图说明

图1为综合管廊结构示意图；

图2为部件位置关系图；

图3为立柱结构示意图；

图4为立柱俯视图。

图中：立柱1、空间管廊部分101、横梁缺口1011、腋角1012、竖向条槽1013、注浆孔1014、持力层部分102、尖端1021、横梁2、侧板3、底板4、顶板5、预制顶板501、旋喷桩9。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，包括以下步骤：

1)根据施工要求平整场地。

2)按设计要求在地表进行放线，并标示出立柱1的位置。

3)在立柱1的竖向条槽1013中填充软木塞。按设计深度将立柱1植入地基中。其中，所述立柱1包括空间管廊部分101和持力层部分102。所述空间管廊部分101位于持力层部分102上方。所述空间管廊部分101和持力层部分102为一个整体。所述持力层部分102***软土地基中，提供承载力。空间管廊部分提供管廊结构支撑。所述空间管廊部分101整体为一个矩形柱。这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。所述第一侧壁和第三侧壁所在平面与廊体走向平行，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直。所述第一侧壁去除一个长方体，形成横梁缺口1011。所述横梁缺口1011的一个出口在立柱1的顶面。所述第三侧壁的上部设置有腋角1012。所述腋角1012的上表面高于立柱1的顶面。所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板3相楔插的竖向条槽1013。所述竖向条槽1013的槽壁上竖向设置有注浆孔1014。所述注浆孔1014从空间管廊部分101的顶面延伸至底面。所述注浆孔1014内预埋注浆管。所述立柱1布置为两排。每排中的立柱1均沿廊体走向间隔布置。两排立柱1中，相对的两根立柱1的第三侧壁背离，第一侧壁相对。

4)在同一排立柱中相邻的两个立柱1之间嵌入侧板3。其中，所述侧板3将竖向条槽1013中填充的软木塞挤出。

5)在注浆孔1014预埋的注浆管中注入膨胀水泥砂浆。所述立柱1与对应侧板3固定连接为一个整体。

6)在横梁缺口1011中涂抹膨胀水泥砂浆。将横梁2的两端分别嵌放在两排立柱1中相对的两根立柱1的横梁缺口1011中。横梁缺口1011中的膨胀水泥砂浆将横梁2与对应的两根立柱1固定连接为一个整体。

7)对设计管廊基坑中的土体进行开挖。

8)在管廊底板设计标高位置浇筑底板4。所述底板4与立柱1及侧板3浇筑为一个整体。所述底板4与立柱1的持力层部分102共同构成桩板结构，支撑上部荷载，控制沉降。

9)在横梁2上方搭设顶板5。

10)将步骤7)中的开挖土体回填至顶板5上方，形成地下管廊空间。

实施例2：

本实施例中地基为软弱地基。本实施例在软土地基中打入立柱1定位，并依次安装侧板3、安装横梁2、浇筑底板4形成基底满堂加固及安装顶板5，形成装配式综合管廊。本实施例公开一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，包括以下步骤：

1)场地平整：根据施工场地要求对场地进行清理并平整。

2)放线：按设计要求在地表进行放线。根据管廊设计图纸，在地表面上撒上白灰，并标示出立柱1的位置。

3)施工立柱：在立柱1的竖向条槽1013中填充软木塞。按设计深度，采用锤击法或静力压桩法将立柱1植入地基中。其中，所述立柱1包括空间管廊部分101和持力层部分102。所述空间管廊部分101位于持力层部分102上方。所述空间管廊部分101和持力层部分102为一个整体。所述持力层部分102***软土地基中，提供承载力。空间管廊部分提供管廊结构支撑。所述空间管廊部分101整体为一个矩形柱。这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。所述第一侧壁和第三侧壁所在平面与廊体走向平行，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直。所述第一侧壁去除一个长方体，形成横梁缺口1011。所述横梁缺口1011的一个出口在立柱1的顶面。所述第三侧壁的上部设置有腋角1012。所述腋角1012的上表面高于立柱1的顶面。所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板3相楔插的竖向条槽1013。所述竖向条槽1013的槽壁上竖向设置有注浆孔1014。所述注浆孔1014从空间管廊部分101的顶面延伸至底面。所述注浆孔1014内预埋注浆管。所述注浆管上下端敞口，侧壁上具有小孔。所述立柱1布置为两排。每排中的立柱1均沿廊体走向间隔布置。两排立柱1中，相对的两根立柱1的第三侧壁背离，第一侧壁相对。

4)安装侧板：在同一排立柱中相邻的两个立柱1之间嵌入侧板3。其中，所述侧板3将竖向条槽1013中填充的软木塞挤出。

5)连接段注浆：在注浆孔1014预埋的注浆管中注入膨胀水泥砂浆，膨胀水泥砂浆沿自下而上充满凹槽注浆孔1014和竖向条槽1013。所述立柱1与对应侧板3固定连接为一个整体。

6)安装横梁：在横梁缺口1011中涂抹膨胀水泥砂浆。将横梁2的两端分别嵌放在两排立柱1中相对的两根立柱1的横梁缺口1011中。横梁缺口1011中的膨胀水泥砂浆将横梁2与对应的两根立柱1固定连接为一个整体。

7)基底旋喷桩加固：利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于立柱1设计高程，将预先配制好的浆液通过高压发生装置使液流从注浆管喷嘴中高速喷射出来，直接破坏土体，同时钻杆边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形成一定直径的柱状固结体—旋喷桩9，使地基得到加固。

8)开挖土体：使用挖掘机械进行基坑开挖，开挖至管廊设计标高。

9)现浇底板：在管廊底板设计标高位置浇筑底板4。所述底板4与立柱1及侧板3浇筑为一个整体，形成满堂基础。所述底板4与立柱1的持力层部分102共同构成桩板结构，支撑上部荷载，控制沉降。

10)安装顶板：在横梁2上方搭设顶板5。在顶板5与立柱1、横梁2及侧板3的连接缝中注入环氧乙烷树脂，防止地下水渗透。

11)上部回填：将步骤8)中的开挖土体回填至顶板5上方，形成地下管廊空间。

值得说明的是，在本实施例中，装配式综合管廊形成过程中，所述立柱1和侧板3可作为管廊基坑开挖的支护结构。所述侧板3安装完成后即可进行基坑开挖。除底板4外所有构件均工厂预制。构件间可现场进行组装，施工效率高。管廊整体具有一定的整体性、抗震性和抗渗性。本发明还公开了该管廊的施工方法。本实施例对降低建设成本，简化安装流程，提高施工效率等均可起到显著的作用，具有广阔的应用前景。

实施例3：

参见图1，本实施例公开一种采用实施例2所述施工方法制得的软土地区装配式综合管廊，包括沿廊体走向间隔布置的框架部件，以及侧板3、底板4和顶板5。

所述框架部件包括两根立柱1和横梁2。所述横梁2连接在两根立柱1之间。

参见图3和图4，所述立柱1包括空间管廊部分101和持力层部分102。所述持力层部分102的下部具有尖端1021，利于立柱施工。所述持力层部分102***软土地基中。所述空间管廊部分101位于持力层部分102上方。所述空间管廊部分101整体为一个矩形柱。这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。所述第一侧壁面向管廊内部，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直。所述第一侧壁去除一个长方体，形成横梁缺口1011。所述横梁缺口1011的一个出口在立柱1的顶面。所述第三侧壁的上部设置有腋角1012。所述腋角1012的上表面高于立柱1的顶面。横梁2的两端分别嵌放在两根立柱1的横梁缺口1011中。所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板3相楔插的竖向条槽1013。所述竖向条槽1013的槽壁上设置有竖向的注浆孔1014。所述注浆孔1014从空间管廊部分101的顶面延伸至底面。所述注浆孔1014内预埋注浆管。

相邻两个框架部件之间布置有两块侧板3。所述侧板3的两端分别嵌入对应两根立柱1的第二侧壁上的竖向条槽1013和第四侧壁上的竖向条槽1013中。

参见图2，所述底板4为钢筋混凝土板。所述底板4布置在侧板3下方。所述底板4与立柱1及侧板3浇筑为一个整体。所述底板4与持力层部分102共同构成桩板结构。在底板4下方基底中，具有旋喷桩9。

所述顶板5搭设在框架部件上方。所述顶板5包括沿廊体走向布设的多块预制顶板501。相邻两块预制顶板501之间通过在接缝中注浆连接为整体。

Claims (8)

1.一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据施工要求平整场地；

2)按设计要求在地表进行放线，并标示出立柱（1）的位置；

3)在立柱（1）的竖向条槽（1013）中填充软木塞；按设计深度将立柱（1）植入地基中；其中，所述立柱（1）包括空间管廊部分（101）和持力层部分（102）；所述空间管廊部分（101）位于持力层部分（102）上方；所述空间管廊部分（101）和持力层部分（102）为一个整体；所述持力层部分（102）***软土地基中；所述空间管廊部分（101）整体为一个矩形柱；这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；所述第一侧壁和第三侧壁所在平面与廊体走向平行，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直；所述第一侧壁去除一个长方体，形成横梁缺口（1011）；所述横梁缺口（1011）的一个出口在立柱（1）的顶面；所述第三侧壁的上部设置有腋角（1012）；所述腋角（1012）的上表面高于立柱（1）的顶面；所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板（3）相楔插的竖向条槽（1013）；所述竖向条槽（1013）的槽壁上竖向设置有注浆孔（1014）；所述注浆孔（1014）从空间管廊部分（101）的顶面延伸至底面；所述注浆孔（1014）内预埋注浆管；所述立柱（1）布置为两排；每排中的立柱（1）均沿廊体走向间隔布置；两排立柱（1）中，相对的两根立柱（1）的第三侧壁背离，第一侧壁相对；

4)在同一排立柱中相邻的两个立柱（1）之间嵌入侧板（3）；其中，所述侧板（3）将竖向条槽（1013）中填充的软木塞挤出；

5)在注浆孔（1014）预埋的注浆管中注入膨胀水泥砂浆；所述立柱（1）与对应侧板（3）固定连接为一个整体；

6)在横梁缺口（1011）中涂抹膨胀水泥砂浆；将横梁（2）的两端分别嵌放在两排立柱（1）中相对的两根立柱（1）的横梁缺口（1011）中；横梁缺口（1011）中的膨胀水泥砂浆将横梁（2）与对应的两根立柱（1）固定连接为一个整体；

7)对设计管廊基坑中的土体进行开挖；

8)在管廊底板设计标高位置浇筑底板（4）；所述底板（4）与立柱（1）及侧板（3）浇筑为一个整体；所述底板（4）与立柱（1）的持力层部分（102）共同构成桩板结构；

9)在横梁（2）上方搭设顶板（5）；

10)将步骤7）中的开挖土体回填至顶板（5）上方，形成地下管廊空间。

2.根据权利要求1所述的一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，其特征在于：当地基为软弱地基时，步骤6)之后，还具有采用旋喷桩（9）加固基底的相关步骤。

3.根据权利要求1所述的一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，其特征在于：步骤3)中，采用锤击法或静力压桩法将立柱（1）植入地基中。

4.根据权利要求1所述的一种软土地区装配式综合管廊的施工方法，其特征在于：步骤9)之后，还具有在顶板（5）与立柱（1）、横梁（2）及侧板（3）的连接缝中注入环氧乙烷树脂的相关步骤。

5.一种采用权利要求1所述施工方法制得的软土地区装配式综合管廊，其特征在于：包括若干个沿廊体走向间隔布置的框架部件，以及若干侧板（3）、底板（4）和顶板（5）；

所述框架部件包括两根立柱（1）和横梁（2）；所述横梁（2）连接在两根立柱（1）之间；

所述立柱（1）包括空间管廊部分（101）和持力层部分（102）；所述持力层部分（102）***软土地基中；所述空间管廊部分（101）位于持力层部分（102）上方；所述空间管廊部分（101）整体为一个矩形柱；这个矩形柱体的四个侧壁依次标记为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；所述第一侧壁面向管廊内部，第二侧壁和第四侧壁所在平面与廊体走向垂直；所述第二侧壁和第四侧壁上设置有与侧板（3）相楔插的竖向条槽（1013）；所述竖向条槽（1013）的槽壁上设置有竖向的注浆孔（1014）；所述注浆孔（1014）从空间管廊部分（101）的顶面延伸至底面；所述注浆孔（1014）内预埋注浆管；

相邻两个框架部件之间布置有两块侧板（3）；所述侧板（3）的两端分别嵌入对应两根立柱（1）的第二侧壁上的竖向条槽（1013）和第四侧壁上的竖向条槽（1013）中；

所述底板（4）为钢筋混凝土板；所述底板（4）布置在侧板（3）下方；所述底板（4）与立柱（1）及侧板（3）浇筑为一个整体；所述底板（4）与持力层部分（102）共同构成桩板结构；

所述顶板（5）搭设在框架部件上方。

6.根据权利要求5所述的一种软土地区装配式综合管廊，其特征在于：所述持力层部分（102）的下部具有尖端（1021）。

7.根据权利要求5所述的一种软土地区装配式综合管廊，其特征在于：所述顶板（5）包括沿廊体走向布设的若干块预制顶板（501）；相邻两块预制顶板（501）之间通过在接缝中注浆连接为整体。

8.根据权利要求5所述的一种软土地区装配式综合管廊，其特征在于：在底板（4）下方基底中，具有若干根旋喷桩（9）。

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