CN115182359B - 一种地下综合管廊基坑支护结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于基坑支护技术领域，涉及一种地下综合管廊基坑支护结构及施工方法。地下综合管廊基坑支护结构，支护单元上连接有支撑梁；牵拉机构通过拉索拉紧支撑梁，用于支撑起支护单元。地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：支护结构安装槽中插入多条钢板桩；固定支撑梁；拉索引出连接至牵拉机构。牵拉机构收紧拉索，拉索拉动支撑梁紧紧顶住钢板桩，此时支护单元整体得到有力的支撑和加强。支撑梁沿着支护单元的延展方向贴靠在钢板桩的表面进行加固支撑，支撑梁没有出现在基坑中（或称基坑的施工作业范围内）。支撑梁并不妨碍基坑的开挖施工，作业便利。并可将基坑分成多段，多机具同时进行基坑开挖施工，施工效率大大提高。

Description

一种地下综合管廊基坑支护结构及施工方法

技术领域

本发明属于基坑支护技术领域，特别是涉及一种地下综合管廊基坑支护结构及施工方法。

背景技术

深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)；或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工、土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。在综合管廊的明挖施工中，就需要开挖深基坑，在基坑中现浇综合管廊或者组合预制好的综合管廊。其中，综合管廊就是指地下的城市管道综合走廊；即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体；并设有专门的检修口、吊装口和监测系统。

上面提到，在进行综合管廊施工时，基坑支护措施非常重要。基坑支护不仅仅要承载土体压力，还要承载土方开挖时的临时土方荷载、施工机械的静荷载与动力荷载等。现有技术中，多是通过设置钢支撑横贯基坑后以支撑住基坑两侧的桩体，从而形成护住基坑两侧的土体，防止基坑开挖施工中土体塌方侵入基坑发生安全事故。对于深基坑而言，钢支撑甚至需要设置上下布置的两道方能起到稳定的支护作用。由于钢支撑的穿过基坑，使得基坑的开挖变得较为麻烦。具体有下述原因，一、由于钢支撑的阻碍，而不能动用大型设备进行开挖，大型设备较高，施工中容易损坏、撞断钢支撑；二、由于钢支撑的阻碍，通常从基坑的端面进行开挖，端面开挖的掌子面面积大大小于基坑顶面开挖施工，施工效率较低；同时，端面开挖时投入的机具也不能太多，需要预留出足够的施工操作空间。

例如中国专利文献，一种综合管廊吊脚桩深基坑支护（申请号CN202123316718.6），其提到，灌注桩4上端设置若干钢支撑。钢支撑包括第一道钢支撑6和第二道钢支撑7。第一道钢支撑6位于冠梁11下方50cm。第一道钢支撑6和第二道钢支撑7的之间的上下垂直距离为 200-250cm，纵向距离为450-500cm。施工中，基坑2开挖至冠梁11下方0.5米，架设第一道钢支撑6。

基坑2开挖至第二道钢支撑7下方2米，架设第二道钢支撑7。很明显，上述两道钢支撑的横贯基坑中，将会影响基坑的开挖作业，基坑开挖不方便，且效率降低，从而影响地下综合管廊整体施工的进度。

发明内容

本发明旨在提供一种地下综合管廊基坑支护结构及施工方法，以解决现有技术中地下综合管廊基坑支护的结构设置影响基坑开挖施工的上述技术问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用的技术方案为：

一种地下综合管廊基坑支护结构，包括设置在基坑侧面用于挡住基坑两侧土方的支护单元；所述支护单元包括侧翼连接在一起沿基坑的长度方向延展的多条钢板桩；所述支护单元靠近基坑的表面上连接有支撑梁，支撑梁与基坑的长度方向一致；所述基坑两侧的地面上固定有多个台座，多个台座沿基坑的长度方向布置，且每一台座上均固定有牵拉机构；所述牵拉机构连接拉索的第一端，拉索的第二端从钢板桩的上端伸入钢板桩并连接至支撑梁靠近钢板桩的表面；所述牵拉机构通过拉索拉紧支撑梁，用于支撑起支护单元；所述钢板桩的顶端、对应支撑梁的位置均设置有引导拉索穿过的引导辊。

优选的，有如下改进：所述钢板桩包括第一钢板桩和第二钢板桩；所述第一钢板桩具有U形本体，U形本体的两侧具有直边翻边；所述第二钢板桩具有U形本体，U形本体的两侧具有多边形翻边；所述第一钢板桩和第二钢板桩连接时，多边形翻边与直边翻边接合，且第一钢板桩、第二钢板桩的U形本体左右交错布置。

优选的，有如下改进：所述多边形翻边的插孔中插入定位桩。

优选的，有如下改进：所述U形本体分为对应于第一钢板桩的第一U形本体、对应于第二钢板桩的第二U形本体；所述第一U形本体向外凸出并靠近基坑设置，且第一U形本体的外壁固定连接挂架；所述挂架用于卡入并支撑起支撑梁。

优选的，有如下改进：所述牵拉机构包括座板、固定在座板上的牵拉固定座；所述牵拉固定座上开设有多边形孔，多边形孔的轴垂直于支护单元的板面；所述多边形孔内穿设相配合的滑动棒，滑动棒的中心设有内螺纹孔并螺纹连接驱动螺杆；所述驱动螺杆的两端伸出滑动棒、牵拉固定座；所述滑动棒靠近支护单元的端部转动连接有固定拉索的挂钩。

优选的，有如下改进：所述驱动螺杆远离支护单元的端部设置有转把。

优选的，有如下改进：所述基坑中设置有地下综合管廊本体，地下综合管廊本体的沿基坑的长度方向铺设。

另一方面，本发明采用的另一技术方案为：

一种地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在基坑两侧的地面开挖支护结构安装槽，支护结构安装槽同基坑的长度方向；

S2、支护结构安装槽中，沿支护结构安装槽的长度方向依次插入多条钢板桩；相邻两条钢板桩的侧翼连接，并整体形成支护单元；

S3、调整钢板桩的插入高度一致，下放支撑梁，固定支撑梁在支护单元靠近基坑的表面；

S4、支撑梁上等间距位置均固定拉索的第二端，拉索第一端从钢板桩的顶部引出连接至牵拉机构；

S5、牵拉机构收紧拉索，支撑梁支撑起支护单元；

S6、支护单元与基坑之间的支护结构安装槽中垫入木方，支护单元与牵拉机构之间的支护结构安装槽中浇筑混凝土。

优选的，有如下改进：所述步骤S2中，所述钢板桩插入时，支护结构安装槽为下放安装支撑梁预留足够施工空间。

优选的，有如下改进：所述步骤S3中，所述钢板桩靠近基坑的表面固定有挂架，支撑梁下放卡入挂架完成初步安装。

本发明的有益效果：

牵拉机构收紧拉索，拉索拉动支撑梁紧紧顶住钢板桩，此时支护单元整体得到有力的支撑和加强，结构更稳定，可以更好的起到支护作用，有力防止土方塌方。支撑梁沿着支护单元的延展方向贴靠在钢板桩的表面进行加固支撑，支撑梁没有出现在基坑中（或称基坑的施工作业范围内）。支撑梁完成有力的支撑作用下，并不妨碍基坑的开挖施工，作业便利。施工中可以使用大型机械作业，同时也可以直接在基坑的顶面开始向下开挖，施工的掌子面的面积增大。并可将基坑分成多段，多机具同时进行由上往下的基坑开挖施工，施工效率大大提高，地下综合管廊整体施工的进度更快。

附图说明

图1是本发明优选实施例一、实施例二的结构示意图；

图2是钢板桩组成支护单元的示意图；

图3是图1中A-A的剖视示意图；

图4是图3中牵拉机构的结构示意图（局部放大）；

图5是图4的右视示意图（局部）；

图6是挂架卡合支撑梁的示意图；

图7是基坑中施工地下综合管廊本体的示意图；

附图标记：

1-台座，2-牵拉机构，3-支护结构安装槽，4-基坑，5-支撑梁，6-挂架，7-支耳，8-支护单元，9-引导辊，10-第一钢板桩，11-定位桩，12-第二钢板桩，13-牵拉固定座，14-滑动棒，15-驱动螺杆，16-挂钩，17-地下综合管廊本体。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一

请参阅图1-图7，本发明提供了一种地下综合管廊基坑支护结构，包括支护单元8；所述支护单元8设置在基坑4侧面用于挡住基坑4两侧土方，支护单元8包括侧翼连接在一起沿基坑4的长度方向延展的多条钢板桩；多条钢板桩整体形成支护单元8阻挡住土方，防止土方在基坑4开挖中或地下综合管廊本体17施工中发生塌方。并且，所述支护单元8靠近基坑4的表面上连接有支撑梁5，支撑梁5与基坑4的长度方向一致；支撑梁5起到支撑支护单元8的作用，加强支护单元8支护土方的作用，防止支护单元8变形失效。其中，对于较浅的基坑4，可在支护单元8高度方向的中间位置设置一道支撑梁5即可。对于深基坑4，可在支护单元8高度方向的上下两处位置各设置一道支撑梁5；此时，上下支撑梁5上与拉索的连接处应分别位于不同的钢板桩上，上下支撑梁5由不同的牵拉机构2拉紧固定。同时，所述基坑4两侧的地面上固定有多个台座1，多个台座1沿基坑4的长度方向布置；多个台座1也可以设置为一体浇筑成形的一条；且每一台座1上均固定有牵拉机构2；所述牵拉机构2连接拉索的第一端，拉索的第二端从钢板桩的上端伸入钢板桩并连接至支撑梁5靠近钢板桩的表面；所述牵拉机构2通过拉索拉紧支撑梁5，用于支撑起支护单元8；所述钢板桩的顶端、对应支撑梁5的位置均设置有引导拉索穿过的引导辊9。牵拉机构2收紧拉索，拉索拉动支撑梁5紧紧顶住钢板桩，此时支护单元8整体得到有力的支撑和加强，结构更稳定，可以更好的起到支护作用，有力防止土方塌方。

上述中，支撑梁5沿着支护单元8的延展方向贴靠在钢板桩的表面进行加固支撑，支撑梁5没有出现在基坑4中（或称基坑4的施工作业范围内）。支撑梁5完成有力的支撑作用下，并不妨碍基坑4的开挖施工，作业便利。施工中可以使用大型机械作业，同时也可以直接在基坑4的顶面开始向下开挖，施工的掌子面的面积增大。并可将基坑4分成多段，多机具同时进行由上往下的基坑4开挖施工，施工效率大大提高，地下综合管廊整体施工的进度更快。

钢板桩包括第一钢板桩10和第二钢板桩12；所述第一钢板桩10具有U形本体，U形本体的两侧具有直边翻边；所述第二钢板桩12具有U形本体，U形本体的两侧具有多边形翻边；所述第一钢板桩10和第二钢板桩12连接时，多边形翻边与直边翻边接合，且第一钢板桩10、第二钢板桩12的U形本体左右交错布置。钢板桩是插入到支护结构安装槽3中的底部。在牵拉机构2收紧拉索，支撑梁5支撑起支护单元8后。支护单元8与基坑4之间的支护结构安装槽3中垫入木方，支护单元8与牵拉机构2之间的支护结构安装槽3中浇筑混凝土。此时，第二钢板桩12的背部挡住混凝土，第二钢板桩12的第二U形本体的空间中穿入所述拉索。在钢板桩支护中，拉索松动后可通过牵拉机构2继续收紧，以完成支撑梁5的固定支撑。

其中，所述多边形翻边的插孔中插入定位桩11。具体的，支护结构安装槽3预先由成槽机开挖完成。之后插入定位桩11，再将第二钢板桩12（由定位桩11引导）-第一钢板桩10（由第二钢板桩12的多边形翻边引导）-第二钢板桩12（由定位桩11引导）依次插入支护结构安装槽3中。另外，所述U形本体分为对应于第一钢板桩10的第一U形本体、对应于第二钢板桩12的第二U形本体；所述第一U形本体向外凸出并靠近基坑4设置，且第一U形本体的外壁固定连接挂架6；所述挂架6用于卡入并支撑起支撑梁5。进一步的，可以将挂架6的开口扩开形成一扩口，支撑梁5在吊运下放至支护结构安装槽3中时能通过扩口更好的卡入挂架6中固定，如图6。此外，支撑梁5通常设置为矩形梁，支撑梁5靠近第二U形本体的表面上安装有支耳7，支耳7上开设有供拉索固定的多个穿孔。当然，该多个穿孔还可形成为长圆孔。此时，第二U形本体的空间内的引导辊9的表面设置有导向槽，导向槽对应穿孔设有多道，如图2。

关于牵拉机构2，如图4，其包括座板、固定在座板上的牵拉固定座13；所述牵拉固定座13上开设有多边形孔（正方向为常用），多边形孔的轴垂直于支护单元8的板面；所述多边形孔内穿设相配合的滑动棒14，滑动棒14的中心设有内螺纹孔并螺纹连接驱动螺杆15；所述驱动螺杆15的两端伸出滑动棒14、牵拉固定座13；所述滑动棒14靠近支护单元8的端部转动连接有固定拉索的挂钩16。拉索通常设为钢绳。拉索的第二端穿过钢板桩的支耳7，拉索的第二端设有绳头，绳头受到穿孔的限制。拉索的第一端从钢板桩绕过两根引导辊9并从钢板桩的上端引出后连接至挂钩16，绳头通过钢丝绳夹头固定。由于驱动螺杆15远离支护单元8的端部设置有转把。扳动转把，带动驱动螺杆15正转，滑动棒14受到多边形孔的限制而发生沿驱动螺杆15长度方向的缩回，缩回时收紧拉索，钢板桩越拉越紧。

其中，所述基坑4中设置有地下综合管廊本体17，地下综合管廊本体17的沿基坑4的长度方向铺设，如图7。

实施例二

请参阅图1-图7，本发明提供了一种地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在基坑4两侧的地面开挖支护结构安装槽3，支护结构安装槽3同基坑4的长度方向；支护结构安装槽3预先由成槽机开挖完成；

S2、支护结构安装槽3中，沿支护结构安装槽3的长度方向依次插入多条钢板桩；相邻两条钢板桩的侧翼连接，并整体形成支护单元8；

S3、调整钢板桩的插入高度一致，下放支撑梁5，通过设置挂架6以固定支撑梁5在支护单元8靠近基坑4的表面上；

S4、支撑梁5上等间距位置均固定拉索的第二端，拉索第一端从钢板桩的顶部引出连接至牵拉机构2；

S5、牵拉机构2收紧拉索，支撑梁5支撑起支护单元8；

S6、支护单元8与基坑4之间的支护结构安装槽3中垫入木方，支护单元8与牵拉机构2之间的支护结构安装槽3中浇筑混凝土；

S7、混凝土凝固后强度达到70%即可开挖基坑4；开挖基坑4中，及时出渣的同时需要清理脱落的木方；

S8、基坑4施工完毕后，现浇或者组装地下综合管廊本体17，如图7。

其中，所述步骤S2中，所述钢板桩插入时，支护结构安装槽3为下放安装支撑梁5预留足够施工空间。所述步骤S3中，所述钢板桩靠近基坑4的表面固定有所述挂架6，支撑梁5下放卡入挂架6完成初步安装。

上述地下综合管廊基坑支护结构的施工方法可在实施例一的地下综合管廊基坑支护结构的基础上进行使用。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，包括设置在基坑（4）侧面用于挡住基坑（4）两侧土方的支护单元（8）；所述支护单元（8）包括侧翼连接在一起沿基坑（4）的长度方向延展的多条钢板桩；所述支护单元（8）靠近基坑（4）的表面上连接有支撑梁（5），支撑梁（5）与基坑（4）的长度方向一致；所述基坑（4）两侧的地面上固定有多个台座（1），多个台座（1）沿基坑（4）的长度方向布置，且每一台座（1）上均固定有牵拉机构（2）；所述牵拉机构（2）连接拉索的第一端，拉索的第二端从钢板桩的上端伸入钢板桩并连接至支撑梁（5）靠近钢板桩的表面；所述牵拉机构（2）通过拉索拉紧支撑梁（5），用于支撑起支护单元（8）；所述钢板桩的顶端、对应支撑梁（5）的位置均设置有引导拉索穿过的引导辊（9）。

2.根据权利要求1所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述钢板桩包括第一钢板桩（10）和第二钢板桩（12）；所述第一钢板桩（10）具有U形本体，U形本体的两侧具有直边翻边；所述第二钢板桩（12）具有U形本体，U形本体的两侧具有多边形翻边；所述第一钢板桩（10）和第二钢板桩（12）连接时，多边形翻边与直边翻边接合，且第一钢板桩（10）、第二钢板桩（12）的U形本体左右交错布置。

3.根据权利要求2所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述多边形翻边的插孔中插入定位桩（11）。

4.根据权利要求2所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述U形本体分为对应于第一钢板桩（10）的第一U形本体、对应于第二钢板桩（12）的第二U形本体；所述第一U形本体向外凸出并靠近基坑（4）设置，且第一U形本体的外壁固定连接挂架（6）；所述挂架（6）用于卡入并支撑起支撑梁（5）。

5.根据权利要求1所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述牵拉机构（2）包括座板、固定在座板上的牵拉固定座（13）；所述牵拉固定座（13）上开设有多边形孔，多边形孔的轴垂直于支护单元（8）的板面；所述多边形孔内穿设相配合的滑动棒（14），滑动棒（14）的中心设有内螺纹孔并螺纹连接驱动螺杆（15）；所述驱动螺杆（15）的两端伸出滑动棒（14）、牵拉固定座（13）；所述滑动棒（14）靠近支护单元（8）的端部转动连接有固定拉索的挂钩（16）。

6.根据权利要求5所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述驱动螺杆（15）远离支护单元（8）的端部设置有转把。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种地下综合管廊基坑支护结构，其特征在于，所述基坑（4）中设置有地下综合管廊本体（17），地下综合管廊本体（17）的沿基坑（4）的长度方向铺设。

8.一种地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在基坑（4）两侧的地面开挖支护结构安装槽（3），支护结构安装槽（3）同基坑（4）的长度方向；

S2、支护结构安装槽（3）中，沿支护结构安装槽（3）的长度方向依次插入多条钢板桩；相邻两条钢板桩的侧翼连接，并整体形成支护单元（8）；

S3、调整钢板桩的插入高度一致，下放支撑梁（5），固定支撑梁（5）在支护单元（8）靠近基坑（4）的表面；

S4、支撑梁（5）上等间距位置均固定拉索的第二端，拉索第一端从钢板桩的顶部引出连接至牵拉机构（2）；

S5、牵拉机构（2）收紧拉索，支撑梁（5）支撑起支护单元（8）；

S6、支护单元（8）与基坑（4）之间的支护结构安装槽（3）中垫入木方，支护单元（8）与牵拉机构（2）之间的支护结构安装槽（3）中浇筑混凝土。

9.根据权利要求8所述的一种地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述钢板桩插入时，支护结构安装槽（3）为下放安装支撑梁（5）预留足够施工空间。

10.根据权利要求8或9所述的一种地下综合管廊基坑支护结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述钢板桩靠近基坑（4）的表面固定有挂架（6），支撑梁（5）下放卡入挂架（6）完成初步安装。