CN111270681A - 适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法及其结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法。它包括如下步骤，施工基坑四周的围护结构；施工拟改迁地下管线群附近的两根第一道钢筋混凝土支撑和临时立柱；放坡开挖基坑内拟改迁地下管线群附近的土石方；开挖至地下管线群底部标高以下0.5m时，人工清理基底，并采用素混凝土找平；清理临时立柱周边的渣土；在素混凝土垫层上铺设钢筋网片，浇筑混凝土并养护到设计强度；将地下管线群改移到钢筋混凝土结构板上；开挖基坑；地下结构施工；回填地下管线群周边基坑。本发明具有操作简便，结构稳固的优点。本发明还公开了采用适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的用于横跨基坑管线群的支撑结构。
Description
技术领域
本发明涉及基坑工程领域，更具体地说它是一种所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法。本发明还涉及采用所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的适用于横跨基坑管线群的支撑结构。
背景技术
基坑工程在建设过程中，为尽量减小对周边环境和地下管线的干扰，一般采用垂直开挖的方式进行基坑施工。
当基坑周边各类地下管线众多时，基坑施工将不可避免对现有的各类地下管线产生影响；当地下管线进入基坑开挖作业范围时，一般先对管线进行临时改迁至基坑外侧，待基坑工程完工后，将管线进行原址恢复。
现有管线改迁技术方案可能产生多方面不利影响，例如多次改迁管线费用高，对周边居民生活影响大，或者当基坑平面外围无平面空间进行临时改迁管线时，需要缩小基坑平面范围，以便在基坑外侧布置地下管线，这将对地下工程的方案布置产生影响。
现有的专利文献CN208949892U公开了一种可横跨基坑管线的围护结构，即利用管线主体自身刚度横跨基坑，在不改迁管线的情况下进行基坑开挖；专利文献CN105972313A公开了一种横跨基坑的管线悬吊方法及悬吊结构，即利用基坑自身的第一道混凝土支撑，在两道支撑中间设置连系梁、U型钢架，从而实现了管线横跨基坑；专利文献CN109914480A公开了在围护桩上原位设置悬吊或托架，从而实现管线横跨基坑。
以上各种方法均未能解决管线群横跨基坑时的难题，如各种地下管线，结构材质不一、材料刚度不一、变形控制标准不一，当基坑范围内存在多种地下管线时，需要采取一种经济、安全的改迁方式，以便确保基坑工程和周边管线的安全。
发明内容
发明的第一目的是为了提供所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，操作简便，结构稳固。
本发明的第二目的是为了提供采用所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，避免地下管线二次改迁，并减小了地下管线对基坑平面方案的影响。
为了实现上述本发明的第一目的，本发明的技术方案为：所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：首先施工基坑四周的围护结构；
步骤二：施工拟改迁地下管线群附近的两根第一道钢筋混凝土支撑和临时立柱；
步骤三：放坡开挖基坑内拟改迁地下管线群附近的土石方；
步骤四：开挖至地下管线群底部标高以下0.5m时，人工清理基底，并采用素混凝土找平；
步骤五：清理临时立柱周边的渣土，确保后期钢筋能顺利穿过格构柱；
步骤六：在素混凝土垫层上铺设钢筋网片，浇筑混凝土并养护到设计强度；
步骤七：将地下管线群改移到钢筋混凝土结构板上；
步骤八：开挖基坑、依次架设支撑；
步骤九：地下结构施工，依次从下往上浇筑地下结构的底板、侧墙、顶板；
步骤十：回填地下管线群周边基坑，钢筋混凝土结构板下方回填采用水泥砂浆。
在上述技术方案中，钢格构材料为Q235A钢。
在上述技术方案中，在步骤十中，钢筋混凝土结构板2下方回填措施如下，
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间狭小时，在钢筋混凝土结构板上提前预留200mm～300mm的孔洞，待地下结构完工后，通过预留孔洞灌注水泥砂浆；
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间宽敞时，先采用土石方回填，再采用预留好的孔洞灌注水泥砂浆。
为了实现上述本发明的第二目的，本发明的技术方案为：采用所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，包括钢筋混凝土支撑，其特征在于：还包括钢筋混凝土结构板和临时立柱；
所述钢筋混凝土支撑位于基坑内；
所述钢筋混凝土结构板通过所述临时立柱架设在基坑内；
地下管线群固定在所述钢筋混凝土结构板上；
所述钢筋混凝土支撑包括第一道钢筋混凝土支撑和第二道钢筋混凝土支撑；
所述第一道钢筋混凝土支撑有多根，多根所述第一道钢筋混凝土支撑在支撑平面方向上呈平行设置；
所述钢筋混凝土结构板平面方向满铺在两根所述钢筋混凝土支撑之间、且高程方向布置在地下管线群以下；所述钢筋混凝土结构板两端均穿过所述临时立柱；
所述临时立柱沿着所述钢筋混凝土支撑的轴线布置。
在上述技术方案中，所述钢筋混凝土结构板的高程方向布置在地下管线群以下0.5m。
在上述技术方案中，所述临时立柱包括位于基坑上部的钢格构和位于基坑下部的钻孔灌注桩；
所述钢格构采用4×160角钢焊接而成；
所述钻孔灌注桩内设有钢筋笼。
在上述技术方案中，所述钢格构有多个；多个所述钢格构沿所述钢筋混凝土支撑的轴线间隔布置；
所述钻孔灌注桩有多个；多个所述钻孔灌注桩沿所述钢筋混凝土支撑的轴线布置；
所述钢筋笼与所述钢格构焊接连接。
在上述技术方案中，所述钢筋混凝土结构板两端均穿过所述格构柱；所述格构柱的缀板与所述钢筋混凝土结构板的受力钢筋呈上下错开布置。
在上述技术方案中，所述地下管线群包括但不限于给排水管、电力电信管和天然气管。
本发明具有如下优点：
(1)本发明适用于各种地下管线侵入基坑开挖作业范围条件下的基坑施工；
(2)本发明在现有支撑体系上增加钢筋混凝土结构板、临时立柱，基坑施工时先将各种地下管线永久改迁至钢筋混凝土结构板上，再进行基坑大面积施工，最后待地下结构完工后，依次回填，从而避免地下管线二次改迁，并减小了地下管线对基坑平面方案的影响。
附图说明
图1为本发明平面图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为图1的B-B向剖视图。
图4为给排水管与混凝土弧形基座的连接结构示意图。
图中1-钢筋混凝土支撑,1.1-第一道钢筋混凝土支撑，1.2-第二道钢筋混凝土支撑，2-钢筋混凝土结构板,3-钢格构,4-钻孔灌注桩，4.1-钢筋笼，5-给排水管,6-电力电信管，7-天然气管，8-混凝土弧形基座，9-临时立柱，10-地下管线群，11-基坑。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，包括如下步骤，
步骤一：首先施工基坑11四周的围护结构；
步骤二：施工拟改迁地下管线群10各种地下管线附近的两根第一道钢筋混凝土支撑1.1和临时立柱9；
步骤三：放坡开挖基坑11内拟改迁地下管线群10附近的土石方；
步骤四：开挖至地下管线群10底部标高以下0.5m左右时，人工清理基底，并采用素混凝土找平；
步骤五：清理临时立柱9周边的渣土，确保后期钢筋能顺利穿过格构柱3；
步骤六：在素混凝土垫层上铺设钢筋网片，浇筑混凝土并养护到设计强度；
步骤七：将地下管线群10(即各种地下管线)改移到钢筋混凝土结构板2上；
步骤八：开挖基坑11、依次架设支撑；
步骤九：地下结构施工，依次从下往上浇筑地下结构的底板、侧墙、顶板；
步骤十：回填地下管线群10周边基坑11，钢筋混凝土结构板2下方回填采用水泥砂浆(如图1、图2、图3所示)。
本发明仅提供横跨基坑管线附近的支护结构，管线周边外侧基坑支撑体系与周边区域一致。
进一步地，钢格构材料为Q235A钢，焊条为E4300～E4313，所有钢构件连接为满焊，焊缝高度为8mm。钻孔灌注桩混凝土设计强度等级为C35。
进一步地，在步骤二中，临时立柱施工允许误差：a)主筋间距偏差不宜大于10mm，箍筋间距偏差不大于20mm；
b)钢筋笼直径偏差不宜大于10mm，钢筋笼长度偏差不大于50mm；c)钻孔灌注桩和钢格构的垂直度偏差不大于1/300，平面位置偏差不大于50mm。
进一步地，在步骤其中，地下管线群10的变形控制标准如下，
为防止各类管线变形过大，电力电信管在改迁到基坑上方时，在既有线路长度基础上增加0.5m～1.0m，以便防止因支撑变形过大导致管线拉断；给排水管、天然气管等管道变形控制值可参考下列值进行：累积位移值达10～30mm，变化频率达12mm/d，差异沉降0.1％～0.3％L/g(L/g为管节长度)。为了让各类地下管线布置在钢筋混凝土结构板上安全运营，变形从严控制。
管线固定措施如下：
当管线为圆形截面时，需在管线改迁前浇筑混凝土弧形基座，以便管线受力均匀，且不易产生晃动，增加基坑施工过程中管线运营安全度。
更进一步地，在步骤十中，钢筋混凝土结构板2下方回填措施如下，
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间狭小时，为便于充填二者之间的空隙，在钢筋混凝土结构板上提前预留200mm～300mm的孔洞，待地下结构完工后，通过预留孔洞灌注水泥砂浆；
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间宽敞时，先采用土石方回填，为减小钢筋混凝土板下方的空隙，再采用预留好的孔洞灌注水泥砂浆。
当钢筋混凝土结构板下方及管线两侧均回填完成时，管线回填按照有关规范要求执行。
参阅附图可知：采用所述适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，包括钢筋混凝土支撑1，其特征在于：还包括钢筋混凝土结构板2和临时立柱9；
所述钢筋混凝土支撑1位于基坑11内；
所述钢筋混凝土结构板2通过所述临时立柱9架设在基坑11内；
地下管线群10固定在所述钢筋混凝土结构板2上；
所述钢筋混凝土支撑1包括第一道钢筋混凝土支撑1.1和第二道钢筋混凝土支撑1.2；
所述第一道钢筋混凝土支撑1.1有多根，多根所述第一道钢筋混凝土支撑1.1在支撑平面方向上呈平行设置；平面间距可为4m～6m，断面可为800mm×800mm、800mm×1000mm等，具体可结合基坑跨径确定，需要具有一定的刚度和强度，并满足基坑支撑构造要求。支撑高程方向标高一致，需布置在管线外径顶部以上0.5m，以便后期安装管线。
所述钢筋混凝土结构板2平面方向满铺在两根所述钢筋混凝土支撑1之间、且高程方向布置在地下管线群10最低处以下；所述钢筋混凝土结构板2两端均穿过所述临时立柱9；
所述临时立柱9沿着所述钢筋混凝土支撑1的轴线布置；所述临时立柱9分别布置在多根所述第一道钢筋混凝土支撑1.1的中心(如图1、图2、图3所示)。
进一步地，所述钢筋混凝土结构板2的高程方向布置在地下管线群10最低处以下0.5m。
进一步地，所述临时立柱9包括位于基坑11上部的钢格构3和位于基坑11下部的钻孔灌注桩4；
所述钢格构3采用4×160角钢焊接而成；
所述钻孔灌注桩4内设有钢筋笼4.1。
进一步地，所述钢格构3有多个；多个所述钢格构3沿所述钢筋混凝土支撑1的轴线间隔布置；
所述钻孔灌注桩4有多个；多个所述钻孔灌注桩4沿所述钢筋混凝土支撑1的轴线布置；
所述钢筋笼4.1与所述钢格构3焊接连接(如图1、图2、图3所示)。
进一步地，所述钢筋混凝土结构板2两端均穿过所述格构柱3；在所述钢筋混凝土结构板2与所述格构柱3交接处，要求结构板横向、纵向受力钢筋不能断开，所述格构柱3的缀板与所述钢筋混凝土结构板2的受力钢筋呈上下错开布置。
更进一步地，所述地下管线群10包括但不限于给排水管5、电力电信管6和天然气管7(如图1、图2、图3、图4所示)。
为了能够更加清楚的说明本发明所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法及其结构与现有技术相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：
由上表可知，本发明所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法及其结构与现有技术相比，采用本发明结构后，无需对地下管线进行二次改迁，且对下管线对基坑平面的影响较小。
实施例
现以本发明应用于某市地铁线某站的基坑管线群工程为实施例对本发明进行详细说明，对本发明应用于其他基坑工程同样具有指导作用。
本实施例项目周边地形平坦，位于长江左岸Ⅰ级阶地，分布有第四系人工堆积层(Qml)、第四系全新统冲积层(Q4 al)、白垩-古近系东湖群((K-E)dn)。各个地层从上至下分别为(1-1)杂填土、(3-1)粘土、(3-2)粉质粘土、(3-5)粉质粘土、粉土、粉砂互层、(4-1)粉砂、(4-2)粉细砂、(15)砾岩。基坑开挖范围内的地层主要为(1-1)杂填土、(3-1)粘土、(3-2)粉质粘土，基坑底部最大承压水头分别为15m。
本实施例横跨基坑管线群的支撑结构包括钢筋混凝土支撑、钢筋混凝土结构板、临时立柱等结构。
1)第一道钢筋混凝土支撑，数量为两根，两根支撑平面方向平行，平面间距可为4m～6m，断面可为800mm×800mm、800mm×1000mm等，具体可结合基坑跨径确定，需要具有一定的刚度和强度，并满足基坑支撑构造要求。支撑高程方向标高一致，需布置在管线外径顶部以上0.5m，以便后期安装管线。
2)钢筋混凝土结构板，采用各个临时立柱架设在基坑内；平面方向满铺在两根钢筋混凝土支撑之间，高程方向布置在各类地下管线最低处以下0.5m；采用双层钢筋网布置，横向、纵向钢筋在格构柱附近时穿过钢格构不得断开，并满足钢筋混凝土结构构造要求；结构板厚度为300mm～500mm，具体厚度及配筋需根据临时立柱和支撑的间距、各种管线的荷载计算确定。
结构板和临时支柱交接处，要求结构板横向、纵向受力钢筋不能断开，格构柱的缀板需与结构板的受力钢筋上下错开布置。
结构板上预留一定数量的孔洞，便于充填钢筋混凝土结构板与地下结构之间的空隙。
3)临时立柱，临时立柱由上下两部分组成，基坑上部采用4×160角钢焊接而成的钢格构，基坑下部采用800mm的钻孔灌注桩，临时立柱分别布置在两根第一道支撑中心，沿着支撑轴线布置，布置间距为6m～8m。
为保证格构柱垂直度，下部钻孔灌注桩的钢筋笼应与上部钢格构焊接好一起吊装。基坑面上方的空桩与型钢柱间的空隙采用砂石回填饱满，以保证开挖过程中钢格构的稳定。
钢格构材料为Q235A钢，焊条为E4300～E4313，所有钢构件连接为满焊，焊缝高度为8mm。钻孔灌注桩混凝土设计强度等级为C35。
临时立柱施工允许误差：a)主筋间距偏差不大于10mm，箍筋间距偏差不大于20mm；
b)钢筋笼直径偏差不宜大于10mm，钢筋笼长度偏差不大于50mm；c)钻孔灌注桩和钢格构的垂直度偏差不大于1/300，平面位置偏差不大于50mm；
4)变形控制标准
为防止各类管线变形过大，电力电信管在改迁到基坑上方时，在既有线路长度基础上增加0.5m～1.0m，以便防止因支撑变形过大导致管线拉断。给排水管、天然气管等管道变形控制值可参考下列值进行：累积位移值达10～30mm，变化频率达12mm/d，差异沉降0.1％～0.3％L/g(L/g为管节长度)。为了让各类地下管线布置在钢筋混凝土结构板上安全运营，变形从严控制。
5)管线固定措施
如图4所示，当管线为圆形截面时，需在管线改迁前浇筑混凝土弧形基座，以便管线受力均匀，且不易产生晃动，增加基坑施工过程中管线运营安全度。
6)钢筋混凝土结构板下方回填措施
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间狭小时，为便于充填二者之间的空隙，在钢筋混凝土结构板上提前预留200mm～300mm的孔洞，待地下结构完工后，通过预留孔洞灌注水泥砂浆。
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间宽敞时，先采用土石方回填，为减小钢筋混凝土板下方的空隙，采用预留好的孔洞灌注水泥砂浆。
7)管线回填措施
当钢筋混凝土结构板下方及管线两侧均回填完成时，管线回填按照有关规范要求执行。
结论：本实施例施工时无需对地下管线二次改迁，并减小了地下管线对基坑平面方案的影响，施工方便，投资费用低。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (8)
1.适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤，
步骤一：首先施工基坑(11)四周的围护结构；
步骤二：施工拟改迁地下管线群(10)附近的两根第一道钢筋混凝土支撑(1.1)和临时立柱(9)；
步骤三：放坡开挖基坑(11)内拟改迁地下管线群(10)附近的土石方；
步骤四：开挖至地下管线群(10)底部标高以下0.5m时，人工清理基底，并采用素混凝土找平；
步骤五：清理临时立柱(9)周边的渣土，确保后期钢筋能顺利穿过格构柱(3)；
步骤六：在素混凝土垫层上铺设钢筋网片，浇筑混凝土并养护到设计强度；
步骤七：将地下管线群(10)改移到钢筋混凝土结构板(2)上；
步骤八：开挖基坑(11)、依次架设支撑；
步骤九：地下结构施工，依次从下往上浇筑地下结构的底板、侧墙、顶板；
步骤十：回填地下管线群(10)周边基坑(11)，钢筋混凝土结构板(2)下方回填采用水泥砂浆。
2.根据权利要求1所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，其特征在于：格构柱(3)材料为Q235A钢，焊条为E4300～E4313。
3.根据权利要求2所述的用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法，其特征在于：在步骤十中，钢筋混凝土结构板(2)下方回填措施如下，
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间狭小时，在钢筋混凝土结构板上提前预留200mm～300mm的孔洞，待地下结构完工后，通过预留孔洞灌注水泥砂浆；
当钢筋混凝土结构板与地下结构高度上空间宽敞时，先采用土石方回填，再采用预留好的孔洞灌注水泥砂浆。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构的施工方法施工的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，包括钢筋混凝土支撑(1)，其特征在于：还包括钢筋混凝土结构板(2)和临时立柱(9)；
所述钢筋混凝土支撑(1)位于基坑(11)内；
所述钢筋混凝土结构板(2)通过所述临时立柱(9)架设在基坑(11)内；
地下管线群(10)固定在所述钢筋混凝土结构板(2)上；
所述钢筋混凝土支撑(1)包括第一道钢筋混凝土支撑(1.1)和第二道钢筋混凝土支撑(1.2)；
所述第一道钢筋混凝土支撑(1.1)有多根，多根所述第一道钢筋混凝土支撑(1.1)在支撑平面方向上呈平行设置；
所述钢筋混凝土结构板(2)平面方向满铺在两根所述钢筋混凝土支撑(1)之间、且高程方向布置在地下管线群(10)以下；所述钢筋混凝土结构板(2)两端均穿过所述临时立柱(9)；
所述临时立柱(9)沿着所述钢筋混凝土支撑(1)的轴线布置。
5.根据权利要求4所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，其特征在于：所述钢筋混凝土结构板(2)的高程方向布置在地下管线群(10)以下0.5m。
6.根据权利要求5所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，其特征在于：所述临时立柱(9)包括位于基坑(11)上部的钢格构(3)和位于基坑(11)下部的钻孔灌注桩(4)；
所述钢格构(3)采用4×160角钢焊接而成；
所述钻孔灌注桩(4)内设有钢筋笼(4.1)。
7.根据权利要求6所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，其特征在于：所述钢格构(3)有多个；多个所述钢格构(3)沿所述钢筋混凝土支撑(1)的轴线间隔布置；
所述钻孔灌注桩(4)有多个；多个所述钻孔灌注桩(4)沿所述钢筋混凝土支撑(1)的轴线布置；
所述钢筋笼(4.1)与所述钢格构(3)焊接连接。
8.根据权利要求7所述的适用于横跨基坑管线群的支撑结构，其特征在于：所述钢筋混凝土结构板(2)两端均穿过所述格构柱(3)；
所述格构柱(3)的缀板与所述钢筋混凝土结构板(2)的受力钢筋呈上下错开布置；
所述地下管线群(10)包括但不限于给排水管(5)、电力电信管(6)和天然气管(7)。
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