CN113430964B - 长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，通过承力杆两端与圈梁相固定，使得承力杆可以通过悬吊组件对箱涵施加向上的预拉力，使得箱涵底部土体挖除后，箱涵的自重载荷以及基坑施工时作用在箱涵悬空部分上的载荷可以被预拉力及时抵消，使得箱涵不易发生沉降变形，使得基坑施工时，无需改迁箱涵便可实现对箱涵的保护，节约了基坑的施工时间。

Description

长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法

技术领域

本申请涉及箱涵保护的技术领域，尤其是涉及一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法。

背景技术

在城市区域进行地下施工时，通常需要进行基坑施工，而近些年来，部分城市用地趋于饱和，同时城市地下也遍布许多安装有管线的箱涵，有时根据设计需求，常需要在埋设有箱涵的区域进行基坑开挖施工。

在埋设有箱涵的区域进行基坑的开挖通常会将原有箱涵下方的土体掏空，而原有箱涵下方的土体被掏空后，会导致箱涵失去下方土体的支撑，在后续基坑施工的振动载荷以及箱涵自身的自重载荷的作用下，箱涵容易沉降变形，严重时，箱涵还会发生断裂等情况，为减少以上情况的发生，也为了更好地保护箱涵，在基坑施工前，通常会将箱涵进行临时改迁至基坑的施工区域外，待基坑施工完成后，再将原有箱涵进行回迁。

针对上述相关技术，发明人认为存在以下缺陷：改迁箱涵需要动用各种大型机械设备以及大量的人力花费一定时间才能实行，后续基坑施工完成后，还需要对箱涵进行回迁，进一步延长基坑施工周期，因此，存在改进空间。

发明内容

为了在满足对原有箱涵进行保护的前提下，减少基坑的施工周期，本申请提供了一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法。

本申请提供的一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，采用如下的技术方案：

一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，包括以下步骤：

S1：预制承力杆、顶撑组件以及若干组悬吊组件，所述悬吊组件包括上压杆，下压杆以及用于连接上压杆与下压杆的两组对拉螺杆；

S2：对基坑待施工区域进行开挖，直至箱涵顶部露出；

S3：沿基坑待施工区域的外周轮廓施作基坑支护结构；所述基坑支护结构在水平面的投影与箱涵在水平面的投影错开设置；

S4：在基坑支护结构的顶部设置圈梁；

S5：沿箱涵的走向在箱涵两侧开设基槽，将基槽开挖至基坑所需深度；

S6：沿箱涵的延伸方向将承力杆架设在箱涵上方，并将承力杆的两端固定在圈梁上；

S7：挖除箱涵底部部分土体，通过顶撑组件对箱涵悬空的部分进行临时支撑；

S8：将上压杆放置在承力杆上方，将下压杆与箱涵悬空的底侧抵接，使两组对拉螺杆分列箱涵两侧，并通过螺母将对拉螺杆的两端分别固定在上压杆与下压杆上，完成悬吊组件的安装；

S9：重复S7、S8的步骤，直至完成所有悬吊组件的安装。

通过采用上述技术方案，通过承力杆两端固定在圈梁上，使得承力杆可以通过悬吊组件将箱涵吊起，从而使得承力杆可以通过悬吊组件可以对箱涵施加向上的拉应力，从而使得箱涵底部的土体挖除后，箱涵的自重载荷以及基坑施工时作用在箱涵上的载荷可以及时被拉应力抵消，进而使得箱涵不易因为失去下方土体的支撑而发生沉降变形，实现对箱涵的保护，相比传统改迁箱涵的方法，省去箱涵的迁出与迁回这一步骤，在保护了箱涵的同时减少了基坑的施工周期，节省了大量的人力与物力。后续基坑施工完成并对基坑底部进行回填后，还可以将悬吊组件与承力杆依次拆除，便于承力杆与悬吊组件的反复使用，有利于节约资源。通过设置顶撑组件，在挖除箱涵下方的一部分土体后，可以通过顶撑组件对箱涵的悬空部分进行临时支撑，减少安装悬吊组件前，悬空部分的箱涵发生沉降变形的情况。

优选的，还包括以下步骤：

S10：在箱涵底部的未施作基坑支护结构的区域绑扎钢筋网，在箱涵底部两侧的基坑支护结构之间支设模板形成浇筑腔，往浇筑腔内注入混凝土并养护成型。

通过采用上述技术方案，使得箱涵底部没有覆盖基坑支护结构的土体可以被混凝土以及钢筋网形成的钢筋混凝土结构所覆盖，减少了基坑施工时，基坑侧壁土体发生垮塌的情况；同时，混凝土以及钢筋网形成的钢筋混凝土结构还可以对箱涵进行支撑，从而箱涵更不易于因为自重载荷发生沉降变形，使得箱涵更不易发生损坏。

优选的，所述顶撑组件包括机架，所述机架顶部设置有气囊，所述气囊与气源连通。

通过采用上述技术方案，挖除箱涵底部部分土体后，将机架移动至箱涵底部悬空的位置，通过气源往气囊内注入气体驱使气囊膨胀，直至气囊与箱涵底侧抵接，利用气囊对箱涵悬空的部位进行暂时支撑，使得箱涵不易因失去原有土体支撑而发生沉降变形；同时，也使得后续安装悬吊组件时箱涵不易发生下沉，使得悬吊组件的安装更加安全。

优选的，所述机架相对的两侧还设置有连接杆，所述机架两侧连接杆远离机架的一端均转动连接有滚珠，两组所述连接杆上的滚珠分别与箱涵相对的两侧抵接设置。

通过采用上述技术方案，使得机架可以是始终沿着箱涵的延伸方向进行移动，便于气囊可以始终位于箱涵底部，使得机架移动至箱涵需要临时支撑的位置时，无需再调节气囊使气囊与箱涵底部正对，便可直接通过气源驱使气囊膨胀并与箱涵底部抵接实现箱涵的临时支撑。

优选的，所述气囊顶部凹陷有供下压杆嵌入的限位槽。

通过采用上述技术方案，通过气囊对箱涵悬空部分进行顶撑前，将下压杆嵌入至限位槽内，并通过气源驱使气囊膨胀并与箱涵底部抵接，实现对箱涵的支撑；气囊膨胀的过程中带动限位槽内的下压杆与箱涵底部抵紧，实现了将下压杆预固定在箱涵底部，减少后续安装悬吊组件时需要人工将下压杆压紧在箱涵底部的情况，便于后续直接将对拉螺杆的两端安装至下压杆与上压杆上，简化了悬吊组件的安装过程。

优选的，所述连接杆靠近机架的一端转动连接于机架，所述连接杆的回转轴线水平设置，所述连接杆还设置有用于限制自身摆动的限位件。

通过采用上述技术方案，通过连接杆靠近机架的一端转动连接于机架的设置，施工完成后需要将机架从箱涵底部移出时，可通过绕连接杆回转轴线摆动连接杆，使得连接杆带动滚珠脱离箱涵，从而便于将机架从箱涵底部移出；当需要通过顶撑组件对箱涵进行临时支撑时，可摆动连接杆直至滚珠与箱涵侧面抵接，通过设置限位件，使得连接杆的位置可以被固定，从而使得两组连接杆上的滚珠更好地与箱涵的相对的两侧抵接。

优选的，所述基坑支护结构包括若干相互咬合的钢板桩，所述圈梁为双拼工字钢。

通过采用上述技术方案，基坑支护结构采用相互咬合的钢板桩，有利于对基坑侧壁的土体进行加固，通过圈梁为双拼工字钢的设置，有利于保持承力杆的整体强度，使得承力杆可以更稳固地搭接在圈梁上。

优选的，所述限位件包括限位板，所述限位板设置在连接杆靠近机架的一端，所述限位板螺纹穿设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓靠近机架的一端与机架抵紧设置。

通过采用上述技术方案，当需要限制连接杆转动时，只需要将锁紧螺栓拧动至与机架抵紧，便可实现限制连接杆转动，当需要转动连接杆时，只需拧松锁紧螺栓，使得锁紧螺栓脱离机架，便可转动连接杆，使得连接杆的转动与固定更加简单方便。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过承力杆两端与圈梁连接，使得承力杆可以通过悬吊组件对箱涵施加向上的拉应力，从而挖除箱涵底部的土体后，箱涵的自重载荷可以及时被拉应力抵消，在无需改迁箱涵的前提下，实现对箱涵的保护，节约了基坑的施工时间；同时节省了大量的人力和物力；

2.通过机架顶部设置有气囊，气囊连通有气源的设置，悬吊组件安装完成后，通过气源对气囊进行充气，直至气囊与箱涵底侧抵接，便可实现对箱涵的临时支撑；

3.通过气囊顶端凹陷有供下压杆嵌入的限位槽的设置，通过顶撑组件临时顶升箱涵时，将下压杆嵌入至限位槽内，通过气源对气囊充气，使得气囊在对箱涵底部进行临时支撑的同时，还可将下压杆压紧在箱涵底侧，简化了悬吊组件的安装过程。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是图1中A部的放大示意图。

图3是本申请实施例用于示意顶撑组件的结构示意图。

图4是图3中B部的放大示意图。

附图标记说明：1、箱涵；2、基坑支护结构；21、圈梁；3、承力杆；4、悬吊组件；41、上压杆；42、下压杆；43、对拉螺杆；5、顶撑组件；51、机架；52、气囊；521、限位槽；53、连接杆；531、滚珠；532、限位板；533、锁紧螺栓；54、滚轮；55、固定板；56、插接杆；6、模板。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，参照图1与图2，包括以下步骤：

S1:预制承力杆3、若干组悬吊组件4以及顶撑组件5，悬吊组件4包括上压杆41，下压杆42以及用于连接上压杆41与下压杆42的两组对拉螺杆43；在本实施例中，承力杆3数量为两组，承力杆3均为钢制双拼槽钢，有利于保持承力杆3整体强度；上压杆41与与下压杆42均为铝合金双拼槽钢；

S2：对基坑待施工区域进行开挖，直至箱涵1顶部露出；

S3：沿基坑待施工的区域的轮廓施作基坑支护结构2；基坑支护结构2在水平面的投影与箱涵1在水平面的投影错开设置；基坑支护结构2包括若干相互咬合的钢板桩，利用钢板桩相互咬合实现止水以及加强后期基坑侧壁土体的强度，使得基坑施工时，基坑侧壁土体不易发生垮塌；

S4：在基坑支护结构2的顶部设置圈梁21，圈梁21采用双拼工字钢，安装时先在钢板桩固定供圈梁21放置的牛腿，将圈梁21放置在牛腿上后再通过螺栓固定的方式将圈梁21固定在钢板桩上；

S5：沿箱涵1走向在箱涵1两侧开设基槽，将基槽开挖至基坑所需深度；挖掘时采用多台挖掘机协同作业的方式进行挖掘，提高箱涵两侧基槽的挖掘效率，并及时清理挖掘出的废土料；

S6：沿箱涵1的延伸方向将两组承力杆3架设在箱涵1上方，并将承力杆3的两端固定在圈梁21上；固定承力杆3时，采用吊装设备将承力杆3先吊装在箱涵上方，并使承力杆3两端搭接在圈梁21上，最后通过高强度螺栓进一步将承力杆3固定在圈梁21上，使得承力杆3可以更加稳固地架设在箱涵上；

S7：挖除箱涵1底部部分土体，挖除时应避免误伤箱涵1，土体挖除后应及时清理；通过顶撑组件5对箱涵1悬空的部分进行临时支撑；

S8：将上压杆41放置在两组承力杆3上方，将下压杆42抵接在箱涵1底部悬空处，使两组对拉螺杆43分列箱涵1两侧，并通过螺母将对拉螺杆43的两端分别固定在上压杆41与下压杆42上，完成悬吊组件4的安装；

S9：重复S7、S8步骤，直至完成所有悬吊组件4的安装；

S10：在箱涵1底部的未施作基坑支护结构2的区域绑扎钢筋网，在箱涵1底部两侧的基坑支护结构2之间支设模板6形成浇筑腔，浇筑腔由模板6、以及箱涵1两侧的基坑支护结构2构成；模板6开设有供混凝土注入的注浆口；往浇筑腔内注入混凝土并养护成型，利用成型后的钢筋混土结构覆盖箱涵1底侧未施作基坑支护结构2的区域，使得基坑施工时，箱涵1底部未施工基坑支护结构2的区域的土体不易垮塌；同时，混凝土与钢筋网形成的钢筋混凝土结构还可对箱涵1两端进行支撑时，使得箱涵1更不易沉降变形。

参照图3及图4，顶撑组件5包括机架51，机架51顶部固定有气囊52，气囊52与气源连通，利用顶撑组件5临时支撑箱涵1悬空部分时，将机架51移动至箱涵1底侧悬空处。通过气源往气囊52充气，使气囊52膨胀并与箱涵1底部悬空部分抵接，便可实现顶撑组件5的对箱涵1的临时支撑。

参照图3及图4，机架51底部相对的两侧均水平固定连接有固定板55，固定板55均垂直穿设有插接杆56，通过顶撑组件5临时支撑箱涵1时，可通过将固定板55上的插接杆56插入土体，使得机架51可以更稳固地架设在箱涵1下方，便于机架51上的气囊52充气后更好地支撑箱涵1；支设模板6时，可以将机架51移动至模板6外侧，并使机架51与模板6外侧抵紧，将插接杆56插入地面，使得往模板6与箱涵1底部两侧基坑支护结构2形成的浇筑腔内注入混凝土时，模板6不易产生位移，使得模板6可以更稳固地架设在箱涵1底部两侧的基坑支护结构2之间。插接杆56底端尖锐设置，便于更好地插入土体。

参照图3及图4，机架51相对的两侧均设置有连接杆53，连接杆53远离机架51的一端均开设有安装槽，两组连接杆53的安装槽位于两组连接杆53相互靠近的一侧，安装槽内的均滚动连接有滚珠531，两组连接杆53上的滚珠531分别与箱涵1相对的两测抵接，通过以上设置，可以使机架51始终沿着箱涵1的长度方向进行移动，有利于减少机架51移动时，气囊52偏离箱涵1底部的情况，使气囊52可以始终与箱涵1底部正对，从而将在机架51移动至箱涵1需要临时支撑的位置后，无需再调节气囊52，使气囊52与箱涵1底部正对，可以直接通过往气囊52内充气使气囊52膨胀至与箱涵1底部抵接，进而实现对箱涵1底部的临时支撑，使得顶撑组件5的使用更加简单方便。

参照图3及图4，连接杆53远离滚珠531的一端转动连接于机架51，连接杆53与机架51的连接处位于机架51顶端，连接杆53的回转轴线水平设置，连接杆53靠近机架51的一端还设置用于限制自身转动的限位件，限位件包括限位板532，限位板532固定在连接杆53背离机架51的一侧，限位板532垂直螺纹穿设有锁紧螺栓533，锁紧螺栓533靠近机架51的一端与机架51抵紧设置，通过锁紧螺栓533与机架51抵紧，从而限制了连接杆53转动，使得连接杆53上的滚珠531可以更好地与箱涵1抵接。

参照图3及图4，机架51底端还安装有四组滚轮54，四组滚轮54的回转轴线与连接杆53的回转轴线平行设置，通过滚轮54的设置，使得机架51的移动更加简单方便。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：预制承力杆(3)、顶撑组件(5)以及若干组悬吊组件(4)，所述悬吊组件(4)包括上压杆(41)、下压杆(42)以及用于连接上压杆(41)与下压杆(42)的两组对拉螺杆(43)；

S2：对基坑待施工区域进行开挖，直至箱涵(1)顶部露出；

S3：沿基坑待施工区域的外周轮廓施作基坑支护结构(2)；所述基坑支护结构(2)在水平面的投影与箱涵(1)在水平面的投影错开设置；

S4：在基坑支护结构(2)的顶部设置圈梁(21)；

S5：沿箱涵(1)的走向在箱涵(1)两侧开设基槽，将基槽开挖至基坑所需深度；

S6：沿箱涵(1)的延伸方向将承力杆(3)架设在箱涵(1)上方，并将承力杆(3)的两端固定在圈梁(21)上；

S7：挖除箱涵(1)底部部分土体，通过顶撑组件(5)对箱涵(1)悬空的部分进行临时支撑；

S8：将上压杆(41)放置在承力杆(3)上方，将下压杆(42)与箱涵(1)悬空的底侧抵接，使两组对拉螺杆(43)分列箱涵(1)两侧，并通过螺母将对拉螺杆(43)的两端分别固定在上压杆(41)与下压杆(42)上，完成悬吊组件(4)的安装；

S9：重复S7、S8的步骤，直至完成所有悬吊组件(4)的安装；

S10：在箱涵(1)底部的未施作基坑支护结构(2)的区域绑扎钢筋网，在箱涵(1)底部两侧的基坑支护结构(2)之间支设模板(6)形成浇筑腔，往浇筑腔内注入混凝土并养护成型；

所述顶撑组件(5)包括机架(51)，所述机架(51)顶部设置有气囊(52)，所述气囊(52)与气源连通。

2.根据权利要求1所述的长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：所述机架(51)相对的两侧还设置有连接杆(53)，所述机架(51)两侧的连接杆(53)远离机架(51)的一端均转动连接有滚珠(531)，两组所述连接杆(53)上的滚珠(531)分别与箱涵(1)相对的两侧抵接设置。

3.根据权利要求1所述的长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：所述气囊(52)顶部凹陷有供下压杆(42)嵌入的限位槽(521)。

4.根据权利要求2所述的长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：所述连接杆(53)靠近机架(51)的一端转动连接于机架(51)，所述连接杆(53)的回转轴线水平设置，所述连接杆(53)还设置有用于限制自身转动的限位件。

5.根据权利要求1所述的长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：所述基坑支护结构(2)包括若干相互咬合的钢板桩，所述圈梁(21)为双拼工字钢。

6.根据权利要求4所述的长距离跨基坑箱涵原位悬吊保护施工方法，其特征在于：所述限位件包括限位板(532)，所述限位板(532)设置在连接杆(53)靠近机架(51)的一端，所述限位板(532)螺纹穿设有锁紧螺栓(533)，所述锁紧螺栓(533)靠近机架(51)的一端与机架(51)抵紧设置。

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