[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

本發明涉及一種基坑工程下方構筑物變形的管廊保護方案，特別是一種軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置及其控制方法，其要點在于，采用抗拔樁以提供抗拔控制方式，采用以反力架橫梁、縱向穩定鋼梁和超前支撐鋼管為反壓系統結合配重裝置提供壓頂配重控制方式，實現抗拔和配重壓頂的“雙保險”控制方式，并在施工過程中，采用實時監控，實時調整、逐步分層的方法，有效實現對管廊變形的實時控制，避免了工程事故，并確保了下層管廊結構和其他地下結構安全性，且所述控制方法中的抗拔樁和反壓系統均可回收，降低了施工成本，實現了綠色環保施工。

技術領域

本發明涉及一種基坑工程下方構筑物變形的管廊保護方案，特別是一種軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置及其控制方法，特別適用于已有管廊結構距離基坑底部小于1倍的管道外徑、對開挖敏感的管廊工程的保護。

背景技術

在基坑工程施工中，經常會在垂直面上有多個構筑物或者管廊的設置，在進行實際施工時，可能是淺層（上層）的構筑物先行完工，再對深層（下層）的構筑物進行施工，而這種先上后下的施工方式需先對上層構筑物進行保護，如管線原位保護等措施；除此之外，還有先下后上的施工方式，此時需要先開挖下層構筑物上方的土體以形成上層管廊或構筑物的基坑。根據基坑工程的原理，在基坑開挖卸荷的過程中，基坑底部的地基土會因為上部土體的開挖卸荷而出現回彈，造成基坑底部產生隆起變形，而當坑底存在管廊或者其他構筑物時，會出現管廊或其他地下構筑物跟著土層一起向上隆起變形的問題，當變形量超過該構筑物的變形允許值時，則會出現較大的工程事故，影響基坑下方管廊結構或其他地下結構的安全。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術的不足之處而提供一種能夠有效控制下層管廊或構筑物變形、避免工程事故、確保下層管廊結構和其他地下結構安全性的軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置及其控制方法。

本發明所述軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置是通過以下途徑來實現的：

軟土基坑開挖過程管廊變形控制裝置，其結構要點在于，包括有由豎向抗拔樁、反力架橫梁和縱向穩定鋼梁構成的控制框架、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。

所述控制框架具有抗拔和支撐的作用，其中縱向穩定鋼梁除了連接反力架橫梁，穩定橫梁并與之共同受力，而超前支撐鋼管和配重裝置則提供壓頂配重作用，由此本發明采用了抗拔樁基和壓頂配重“雙保險”的方法來控制管廊變形，從而有效避免基坑底部管廊的隆起變形，避免了工程事故，確保下層管廊結構和其他地下結構安全性。

本發明所述軟土基坑開挖過程管廊變形控制方法是通過以下途徑來實現的：

軟土基坑開挖過程管廊變形控制方法，其要點在于，包括如下步驟：

1）開挖前準備：提供如上所述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；