[發明專利]軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 201910606969.6
• 申請日: 2019-07-06
• 公開（公告）號: CN110241863A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 陳侯;陳宇;何文興;李祖發;謝德瑞;楊艷;辛麗萍;徐辰奎;陳孝湘;曾斌杰;魏培鉥
• 申請（專利權）人: 福建省水利水電勘測設計研究院
• 主分類號: E02D31/00
• 分類號: E02D31/00;E02D31/08;E02D31/10;E02D29/045
• 代理公司: 福州展暉專利事務所(普通合伙) 35201
• 代理人: 陳如濤

1.軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置，其特征在于，包括有由豎向抗拔樁、縱向穩定鋼梁和反力架橫梁構成的控制框架、超前支撐鋼管和配重裝置；抗拔樁垂直插置于基坑及基坑下方的土體中，上端部外露于地面上，多個抗拔樁分兩排并列分布在基坑下管廊的兩側；每根反力架橫梁垂直于基坑下管廊縱軸線分布，且兩端分別連接基坑下管廊兩側的抗拔樁，而縱向穩定鋼梁位于反力架橫梁中部分兩列沿著基坑下管廊縱軸線依序連接各反力架橫梁；超前支撐鋼管的上端部固定連接于反力架橫梁的中部，下端部則通過灌漿與基坑下管廊頂部固定連接；配重裝置壓置在縱向穩定鋼梁和反力架橫梁的交叉端面上。

2.根據權利要求1所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置，其特征在于，所述抗拔樁為H型鋼樁，其插置在預先打好的攪拌樁中。

3.根據權利要求1所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置，其特征在于，所述縱向穩定鋼梁為工字型鋼梁，由多個工字型鋼拼接焊接組成。

4.根據權利要求1所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置，其特征在于，所述配重裝置為一種配重砂袋。

5.軟土基坑開挖過程管廊變形控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）開挖前準備：提供如權利要求1所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置的各個部件；勘測定位現狀的管廊的高程、位置，并在施工現場進行放樣；根據管廊的施工工法和結構形式，結合管廊施工過程中的地基處理方案，制定管廊結構的變形控制值，變形控制值的設定標準不超過管廊結構及其內部設施的允許值；

2）在基坑下管廊的兩側壁之外各1.0m處打入兩排并列分布的攪拌樁，在攪拌樁內插入抗拔樁作為受力構件；

3）定位超前支撐鋼管的位置，并進行鉆孔，然后插入超前支撐鋼管：先輕擊超前支撐鋼管至管廊頂部高程附近，通過管底高壓水沖掉管廊頂部的土層，再慢慢沉入超前支撐鋼管至接近管廊頂，最后進行中低壓灌漿，在管廊頂部形成一個超前灌漿防護層作為保護區，灌漿時將超前支撐鋼管下端部與灌漿防護層澆筑在一起；

4）將反力架橫梁一一垂直于基坑下管廊縱軸線分布，每根反力架橫梁的兩端分別與左右各一抗拔樁上端部焊接連接，然后將超前支撐鋼管的上端部與反力架橫梁焊接連接；在反力架橫梁的中部并排鋪設兩列縱向穩定鋼梁，將縱向穩定鋼梁與反力架橫梁固定連接；在縱向穩定鋼梁和反力架橫梁的交叉端面上鋪設抗隆用配重裝置，由反力架橫梁、縱向穩定鋼梁以及超前支撐鋼管組成反壓系統；

5）基坑開挖：分淺層緩慢開挖至基坑底部，開挖過程中實時監測基坑的隆起或者沉降，并根據反壓系統的隆起或者沉降量值，調整配重裝置的重量，

6）開挖至基坑底部設計高程后，打設墊層并對基坑內構筑物進行建設施工；

7）基坑內構筑物完工后，分層回填基坑，回填過程中實時監測基坑的隆起或者沉降，并根據反壓系統的變形值，逐步移除配重裝置的重量，直至回填完畢；

8）拆除并回收反壓系統，拔除抗拔樁并回收。

6.根據權利要求5所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制方法，其特征在于，當抗拔樁的頂部沒入地面下土層時，先開挖地面淺槽直至抗拔樁頂端部外露。

7.根據權利要求5所述的軟土基坑開挖過程管廊變形控制方法，其特征在于，抗拔樁以及反力系統中各個部件的特征值設計方法如下：

1）將管廊頂部基坑開挖卸荷的荷載大小作為反力加壓的荷載；

2）以上述反力加壓的反力值作為標準值，以縱向穩定鋼梁和反力架橫梁組成的反力架構傳遞至兩排抗拔樁進行分析，設置抗拔樁縱向分布間距為1.2m-1.5m，從而獲得單樁抗拔樁的抗拔承載力，并將該抗拔承載力作為抗拔樁的設計特征值；

3）根據抗拔樁的設計特征值計算獲得抗拔樁的樁長；

4）以反力加壓的荷載和反力值為基礎，計算反力架橫梁的規格和配重裝置的配重荷載的大小。