CN114215068A - 一种基坑围护装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种基坑围护装置及施工方法，涉及地下工程施工技术领域。基坑围护装置，包括多个支承单元和多个防水单元，多个支承单元设置在基坑的两侧并沿着基坑呈直线排布，支承单元之间设置有间隔，防水单元设置在相邻的支承单元之间并且连接在支承单元上。本发明的基坑围护装置，采用在基坑两侧设置支承单元，并在支承单元之间设置防水单元将防水单元将支承单元连成一个整体，将管廊侧面的水土压力分散到整体上，达到更强的抗压效果；且防水单元将整个侧面的土层与管廊隔开，防水单元可以达到防水的作用，能有效的防止地下水从侧面渗透。
Description
技术领域
本发明的一种基坑围护装置及施工方法，涉及地下工程施工技术领域。
背景技术
输水管线施工改造过程中，为铺设水管，常用技术是在地下设置管廊，即在地下建造一种隧道空间，将管线铺设在隧道空间中，并设有专门的人员出入口、管线出入口、检修口、吊装口及防灾监测监控等系统，形成一种新型的市政公用管线设施。
常规的管廊建设方法是，如专利号CN108252329A公开的围护结构承力的装配式综合管廊及其施工方法，该结构由围护结构与预制综合管廊两部分现浇连接构成，围护结构包括三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩，钻孔灌注桩顶部预留有纵向钢筋，钻孔灌注桩靠近基坑底部位置的内侧预留有预埋筋；预制综合管廊顶部间隔设置一组结构梁，结构梁顶部设有搭接板，搭接板两端预留有向外延伸的搭接板预留筋，预制综合管廊底部两侧预留有向外延伸的底板预留筋，桩顶预留筋与搭接板预留筋连接，预埋筋与底板预留筋连接。该围护结构承力的装配式综合管廊的预制综合管廊的节点都与钻孔灌注桩的钢筋现浇连接，能防止因地基下沉引起不均匀沉降的破坏。
但是遇到这种围护结构只能解决地基下沉引起不均匀沉降的破坏，针对侧面的水土压力和地下水渗透，也会对围护结构带来隐患，进而会对管廊带来破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种基坑围护装置及施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种基坑围护装置，包括多个支承单元和多个防水单元，多个支承单元设置在基坑的两侧并沿着基坑呈直线排布，支承单元之间设置有间隔，防水单元设置在相邻的支承单元之间并且连接在支承单元上。
进一步的，所述支承单元呈柱状，并且由混凝土及钢筋笼构成，支承单元垂直的埋设在基坑旁。
进一步的，支承单元的外圆周面上设有两个对称设置的对接槽，对接槽从支承单元的顶壁沿着轴向向下延伸，对接槽的深度不超过支承单元长度的三分之一；钢筋笼上与两个对接槽对应的位置设置有缺口。
进一步的，防水单元由混凝土及加固筋构成，防水单元两头插在相邻的两个支承单元的对接槽内。
进一步的，所述对接槽的横截面形状为T型，防水单元的截面形状为对应的工字型。
进一步的，包括横向支护，横向支护包括支承连接杆、方涵连接杆、对接管、楔块，支承连接杆和方涵连接杆的末端分别插在对接管的两头，楔块从对接管的侧面插入对接管内并分别与支承连接杆及方涵连接杆的末端接触，楔块面向支承连接杆及方涵连接杆的两面分别设有斜面，支承连接杆和方涵连接杆与楔块接触的末端均设有斜面，支承连接杆及方涵连接杆随楔块深入对接管的过程中通过斜面与斜面的配合能够逐渐的远离。
一种基坑围护装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤一，在基坑两侧规划处支承单元的孔位；
步骤二，根据孔位开挖出桩孔；
步骤三，向桩孔内埋入钢筋笼；
步骤四，向桩孔内灌注混凝土，待凝固后形成支承单元；
步骤五，跳过相邻的孔位重复步骤二~四；
步骤六，重复步骤五多次，直至一侧孔位没有可跳过的孔位施工；
步骤九，从头对跳过的孔位依次重复步骤五；
步骤十，在每个相邻的支承单元之间埋入防水单元，基坑一侧施工完毕；
步骤十一，重复步骤二至十，完成另一侧的施工；
步骤十二，吊装、连接预制混凝土方管涵，在基坑内组成涵道；
步骤十三，在涵道和两侧的支承单元之间布置横向支护。
进一步的，所述步骤二之前，用振动锤埋设钢护筒防止对桩孔进行围护。
进一步的，在步骤四前，在钢护筒内用模板支出两个T型。
进一步的，横向支护包括支承连接杆、方涵连接杆、对接管、楔块，横向支护的使用方法包括：将支承连接杆、方涵连接杆的末端插入对接管的两头，然后将支承连接杆、方涵连接杆分别顶在支承单元和预制混凝土方管涵上，然后稳住对接管，插入楔块，用小锤敲击楔块，使支承连接杆、方涵连接杆分别顶紧在支承单元和预制混凝土方管涵上，在摩擦力的作用下，这个状态被保持，然后需要将楔块与支承连接杆及方涵连接杆焊死。
有益效果：一、本发明的基坑围护装置，采用在基坑两侧设置支承单元，并在支承单元之间设置防水单元将防水单元将支承单元连成一个整体，将管廊侧面的水土压力分散到整体上，达到更强的抗压效果；二、防水单元将整个侧面的土层与管廊隔开，防水单元可以达到防水的作用，能有效的防止地下水从侧面渗透；三、在支承单元与预制混凝土方管涵之间设置横向支护，通过横向支护进行受力传递，将侧面的土层压力通过多个横向支护分散传递到预制混凝土方管涵上，大大提高两侧围护的防护性能；四、支承单元采用钻孔灌注桩的方法，现成施工，防水单元采用工厂预制，现成安装的方法，能有效缩短施工工期，且更加环保。
附图说明
图1为基坑围护装置与预制混凝土方管涵的整体结构俯视图；
图2为基坑围护装置与预制混凝土方管涵的整体结构正视图；
图3为基坑围护装置与预制混凝土方管涵的整体结构剖面图；
图4为图3中A处放大图；
图5为横向支护的立体结构示意图；
图6为支承单元的结构示意图；
图7为支承单元与防水单元的连接结构示意图；
附图标记说明：支承单元1，钢筋笼11，对接槽12，防水单元2，基坑3，横向支护4，支承连接杆41，弧形块411，方涵连接杆42，圆块421，对接管43，楔块44，预制混凝土方管涵5。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
参照图1至图7所示的一种基坑围护装置，包括多个支承单元1和多个防水单元2，多个支承单元1设置在基坑3的两侧，沿着基坑3呈直线排布，支承单元1之间设置一定的间隔，防水单元2设置在支承单元1之间并且连接在支承单元1上，该防水单元2作为防水的作用避免渗透，同时防水单元2将支承单元1连成一个整体，将管廊侧面的水土压力分散到整体上，达到更强的抗压效果。
所述的支承单元1由混凝土及钢筋笼11构成，支承单元1呈柱状，并且垂直的埋设在基坑3旁。支承单元1采用现成浇筑的方式，支承单元1的施工方法是首先是需要由沿着管廊基坑3两侧规划出桩位，而后在桩位挖出浅坑，用振动锤埋设钢护筒，钢护筒的高度要高于地表的高度，避免后续灌注混凝土时泥土掉到钢护筒内，钢护筒由一定厚度的钢板构成，钢护筒打进桩孔内后，再用钻机开挖，开挖后埋设钢筋笼11，最后灌注混凝土，待混凝土凝固后，再拔出钢护筒，钢护筒可循环使用。
所述的防水单元2由混凝土及加固筋构成，防水单元2在工厂预制成型，施工现场直接安装。
支承单元1设有对应防水单元2的对接槽12，对接槽12从支承单元1的顶壁沿着轴向向下延伸，对接槽12的深度不超过支承单元1整体长度的三分之一。该对接槽12的成型，需要在钢筋笼11埋设后，灌注混凝土前，在钢护筒内用模板支出形状。钢筋笼11上应当开设对应的缺口。
防水单元2整体是呈板状，在安装在防水单元2前需要将支承单元1之间的泥土挖出，再对防水单元2进行吊装，放入支承单元1之间。或者防水单元2整体由钢板制成，然后用振动锤直接压入泥土，省去泥土开挖的过程，缩短施工时间，但是采用钢板也会造成成本过高，所以本实施例中还是优选为，由混凝土及加固筋构成防水单元2。
防水单元2安装后，需要将防水单元2两头插进相邻的两个支承单元1的对接槽12内。
作为优选的，所述的对接槽12的横截面形状为T型，防水单元2的截面形状为对应的工字型。如此在防水单元2插进支承单元1后，不仅可以对抗泥土的垂向压力，还可以避免横向压力。
作为优选的，基坑围护装置还包括横向支护4，所述的横向支护4用于配合预制混凝土方管涵5使用，预制混凝土方管涵5是利用高强钢筋混凝土在工厂预先制成的一种预制混凝土方管涵5，在施工现场进行吊装、连接，组成涵道。
作为优选的，横向支护4包括支承连接杆41、方涵连接杆42、对接管43、楔块44，支承连接杆41和方涵连接杆42的末端分别插在对接管43的两头，楔块44从对接管43的侧面插入对接管43内并分别与支承连接杆41及方涵连接杆42的末端接触，楔块44面向支承连接杆41及方涵连接杆42的两面分别设有斜面，支承连接杆41和方涵连接杆42与楔块44接触的末端均设有斜面，支承连接杆41及方涵连接杆42随楔块44深入对接管43的过程中通过斜面与斜面的配合能够逐渐的远离。横向支护4的使用方法是在支承单元1及防水单元2施工完毕以及预制混凝土方管涵5在基坑3内放置完毕后，将支承连接杆41、方涵连接杆42的末端插入对接管43的两头，然后将支承连接杆41、方涵连接杆42分别顶在支承单元1和预制混凝土方管涵5上，然后稳住对接管43，插入楔块44，用小锤敲击楔块44，使支承连接杆41、方涵连接杆42分别顶紧在支承单元1和预制混凝土方管涵5上，在摩擦力的作用下，这个状态被保持，然后需要将楔块44与支承连接杆41及方涵连接杆42焊死。
作为优选的，支承连接杆41的前端设有一体设置的弧形块411，弧形块411为了与支承单元1有更大的接触面，以提高摩擦力。
作为优选的，方涵连接杆42的前端设有一体设置的圆块421，圆块421的目的也是为了能与预制混凝土方管涵5有更大的接触面，以提高摩擦力。
基坑围护装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤一，在基坑3两侧规划处支承单元1的孔位；
步骤二，根据孔位开挖出桩孔；
步骤三，向桩孔内埋入钢筋笼11；
步骤四，向桩孔内灌注混凝土，待凝固后形成支承单元1；
步骤五，跳过相邻的孔位重复步骤二~四；
步骤六，重复步骤五多次，直至一侧孔位没有可跳过的孔位施工；
步骤九，从头对跳过的孔位依次重复步骤五；
步骤十，在每个相邻的支承单元1之间埋入防水单元2，基坑3一侧施工完毕；
步骤十一，重复步骤二至十，完成另一侧的施工；
步骤十二，吊装、连接预制混凝土方管涵5，在基坑3内组成涵道；
步骤十三，在预制混凝土方管涵5和两侧的支承单元1之间布置横向支护4。
其中，步骤五中跳过相邻的孔位施工的目的，是为了避免直接对相邻的孔位施工，直接对相邻的孔位施工会对前一个没有完全凝固的支承单元造成破坏。
其中，步骤十三中，横向支护4是在每个支承单元1与预制混凝土方管涵5之间设有两个，且一上一下的分布，下面的横向支户4的使用方法是在支承单元1及防水单元2施工完毕以及预制混凝土方管涵5在基坑3内放置完毕后，将支承连接杆41、方涵连接杆42的末端插入对接管43的两头，然后将支承连接杆41、方涵连接杆42分别顶在支承单元1和预制混凝土方管涵5上，然后稳住对接管43，插入楔块44，用小锤敲击楔块44，使支承连接杆41、方涵连接杆42分别顶紧在支承单元1和预制混凝土方管涵5上，在摩擦力的作用下，这个状态被保持，然后需要将楔块44与支承连接杆41及方涵连接杆42焊死；上面的横向支护4的使用方法略有不同，需要将楔块44从下往上敲击，随敲击横向支护4在顶紧支承单元1和预制混凝土方管涵5的同时，也会逐渐的向上移动，与下面的横向支护4间隔的更开，使两个横向支护4分布的更均匀。
同时，横向支护4包括的支承连接杆41、方涵连接杆42、对接管43以及楔块44均是实心钢，且支承连接杆41、方涵连接杆42可采用方杆或者圆杆，本实施例中优选采用的是方杆，方杆末端加工出斜面后，与楔块43的斜面对接起来更方便。对接管43对应的也采用方管，且对接管43的一侧设置有供43插入的安装口。该安装口的大小应大于楔块43的最大横截面积，在楔块44插入对接管43后，可以使楔块44与支承连接杆41、方涵连接杆42的连接位置暴露在外，以方便后续的焊接固定。
需要说明的是，在本申请的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系的术语“上端”、“下端”、“底端”为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。而且，术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种基坑围护装置，其特征在于：包括多个支承单元（1）和多个防水单元（2），多个支承单元（1）设置在基坑（3）的两侧并沿着基坑（3）呈直线排布，支承单元（1）之间设置有间隔，防水单元（2）设置在相邻的支承单元（1）之间并且连接在支承单元（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种基坑围护装置，其特征在于：所述支承单元（1）呈柱状，并且由混凝土及钢筋笼（11）构成，支承单元（1）垂直的埋设在基坑（3）旁。
3.根据权利要求2所述的一种基坑围护装置，其特征在于：支承单元（1）的外圆周面上设有两个对称设置的对接槽（12），对接槽（12）从支承单元（1）的顶壁沿着轴向向下延伸，对接槽（12）的深度不超过支承单元（1）长度的三分之一；钢筋笼（11）上与两个对接槽（12）对应的位置设置有缺口。
4.根据权利要求3所述的一种基坑围护装置，其特征在于：防水单元（2）由混凝土及加固筋构成，防水单元（2）两头插在相邻的两个支承单元（1）的对接槽（12）内。
5.根据权利要求4所述的一种基坑围护装置，其特征在于：所述对接槽（12）的横截面形状为T型，防水单元（2）的截面形状为对应的工字型。
6.根据权利要求5所述的一种基坑围护装置，其特征在于：包括横向支护（4），横向支护（4）包括支承连接杆（41）、方涵连接杆（42）、对接管（43）、楔块（44），支承连接杆（41）和方涵连接杆（42）的末端分别插在对接管（43）的两头，楔块（44）从对接管（43）的侧面插入对接管（43）内并分别与支承连接杆（41）及方涵连接杆（42）的末端接触，楔块（44）面向支承连接杆（41）及方涵连接杆（42）的两面分别设有斜面，支承连接杆（41）和方涵连接杆（42）与楔块（44）接触的末端均设有斜面，支承连接杆（41）及方涵连接杆（42）随楔块（44）深入对接管（43）的过程中通过斜面与斜面的配合能够逐渐的远离。
7.一种基坑围护装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在基坑（3）两侧规划处支承单元（1）的孔位；
步骤二，根据孔位开挖出桩孔；
步骤三，向桩孔内埋入钢筋笼（11）；
步骤四，向桩孔内灌注混凝土，待凝固后形成支承单元（1）；
步骤五，跳过相邻的孔位重复步骤二~四；
步骤六，重复步骤五多次，直至一侧孔位没有可跳过的孔位施工；
步骤九，从头对跳过的孔位依次重复步骤五；
步骤十，在每个相邻的支承单元（1）之间埋入防水单元（2），基坑（3）一侧施工完毕；
步骤十一，重复步骤二至十，完成另一侧的施工；
步骤十二，吊装、连接预制混凝土方管涵（5），在基坑（3）内组成涵道；
步骤十三，在预制混凝土方管涵（5）和两侧的支承单元（1）之间布置横向支护（4）。
8.根据权利要求7所述的一种基坑围护装置的施工方法，其特征在于：所述步骤二之前，用振动锤埋设钢护筒防止对桩孔进行围护。
9.根据权利要求8所述的一种基坑围护装置的施工方法，其特征在于：在步骤四前，在钢护筒内用模板支出两个T型。
10.根据权利要求7所述的一种基坑围护装置的施工方法，其特征在于，横向支护（4）包括支承连接杆（41）、方涵连接杆（42）、对接管（43）、楔块（44），横向支护（4）的使用方法包括：将支承连接杆（41）、方涵连接杆（42）的末端插入对接管（43）的两头，然后将支承连接杆（41）、方涵连接杆（42）分别顶在支承单元（1）和预制混凝土方管涵（5）上，然后稳住对接管（43），插入楔块（44），用小锤敲击楔块（44），使支承连接杆（41）、方涵连接杆（42）分别顶紧在支承单元（1）和预制混凝土方管涵（5）上，在摩擦力的作用下，这个状态被保持，然后需要将楔块（44）与支承连接杆（41）及方涵连接杆（42）焊接。
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2021
- 2021-11-23 CN CN202111393946.5A patent/CN114215068A/zh active Pending
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