CN208023611U - 钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，该结构包括围护结构与预制综合管廊，围护结构设置在基坑周围，预制综合管廊位于围护结构内，围护结构由三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩组成，钻孔灌注桩顶部和预制综合管廊顶部设有匹配的预埋波纹管，钻孔灌注桩在基坑底部位置和预制综合管廊底部两侧设有匹配连接的预埋筋，两个预埋波纹管通过预应力钢绞线构件连接。本实用新型通过在围护结构的钻孔灌注桩和预制综合管廊上角相对位置分别设置波纹管，通过预应力钢绞线构件连接，钻孔灌注桩和预制综合管廊底部设置预留筋，通过混凝土现浇连接，将受力通过钻孔灌注桩传递到地下持力层，抗浮性能好，更加稳定安全；工期短，更加经济环保。

Description

钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊

技术领域

本实用新型属于地下工程施工技术领域，特别涉及一种钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊。

背景技术

地下综合管廊就是“地下城市管道综合走廊”，即在城市地下建造的管线公共隧道，将电力、通信、燃气、给水、热力、排水等两种以上市政管线集中敷设在该隧道内，实施统一规划、设计、施工和维护，形成的一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施。地下综合管廊俗称生命线工程，是维护现代化城市功能正常运转的关键。其优点为：一次性开挖，集中施工，避免了同一路段重复性开挖；市政管线集中敷设可以方便电力、通信、燃气、给水、热力、排水等管线设施的维护与检修，降低路面的翻修费用及各市政管线的维修费用，保护了路面的完整性；减少了道路旁的电线杆及各种管线的检修井、检修室的设置，美化了城市景观。节约了城市用地。2014年国务院办公厅发布《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号），明确提出稳步推进城市地下综合管廊建设，在36个大中城市开展地下综合管廊试点工程。据住房城乡建设部统计数据，截至2016年12月20日，全国147个城市28个县已累计开工建设城市地下综合管廊2005公里。

装配式综合管廊具有工业化生产、制造简单、质量可控、运输与吊装方便、综合成本低、节约施工工期及经济环保等诸多优势，具有广泛的运用前景。由于预制装配式综合管廊存在整体性、刚度、抗浮抗震性能较差的缺陷，在沿海城市等淤泥质地区应用受到限制。传统的解决方法是：先对软质基础进行处理，如设置水泥搅拌桩、高压旋喷桩等，将淤泥质软土进行硬化，然后进行基坑开挖，再进行综合管廊的浇筑或者拼装施工。这种方法施工时间长、材料耗费多、成本高，而且即使淤泥质地基进行了软基处理，长时间的使用会产生不均匀沉降，也会给装配式综合管廊的运行带来种种隐患。

发明内容

现有技术难以满足现代化建设的需要，为弥补现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，由围护结构与预制综合管廊连接构成，其特征在于所述围护结构设置在基坑周围，预制综合管廊位于围护结构内，围护结构包括三轴水泥土搅拌桩和钻孔灌注桩，钻孔灌注桩顶部设有预埋波纹管a，钻孔灌注桩在基坑底部位置设有预埋筋，预制综合管廊顶部对应位置设有预埋波纹管b，底部两侧设有底板预留筋，所述底板预留筋与钻孔灌注桩的预埋筋搭接连接，预埋波纹管a与预埋波纹管b通过预应力钢绞线构件将预制综合管廊与围护结构固定连接。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于围护结构包括三轴水泥土搅拌桩、钻孔灌注桩、预埋筋、压顶梁、内支撑及预埋波纹管a；所述三轴水泥土搅拌桩设在基坑两边最外侧，钻孔灌注桩设置在三轴水泥土搅拌桩内测，压顶梁贯穿每组钻孔灌注桩的顶部，内支撑间隔设置在基坑两边的压顶梁之间，预埋波纹管a预埋设置在压顶梁内，钻孔灌注桩在基坑底部位置设有预埋筋。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预埋筋为L型，水平端嵌入钻孔灌注桩的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩的外侧，每根钻孔灌注桩的预埋筋13成上下两层分布，每层分布三根预埋筋。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预埋波纹管a设置在两边钻孔灌注桩的左、右上角，左、右上角的预埋波纹管a成斜45°分布。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于所述预制综合管廊包括管廊实体、预埋波纹管b、底板预留筋、外箍筋、纵向加强筋、分布筋、横向加强筋及附加筋；所述管廊实体底板两端预设矩形凹槽，管廊实体内部设有两个空腔，用于铺设各种市政管线与预留检修通道，管廊实体左右顶端，各自上下错开分布两个预埋波纹管b，所述的底板预留筋分布在管廊实体底板两端；所述的外箍筋设置在管廊实体外围内侧，纵向加强筋纵向分布在管廊实体两个空腔左右部位，用于连接两个空腔竖直方向的分布筋；分布筋用于固定纵向筋的分布位置，横向加强筋横向分布在管廊实体两个空腔上下部位，用于连接两个空腔水平方向的分布筋；附加筋分布在管廊实体两个空腔四个转角处。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于相邻底板预留筋之间、相邻外箍筋之间、相邻纵向加强筋之间、相邻分布筋之间、相邻横向加强筋之间的间距分别在100-150mm之间。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预应力钢绞线构件由垫板、钢绞线和固定螺帽连接构成，垫板分别设置在预埋波纹管a与预埋波纹管b的端部，钢绞线穿过预埋波纹管a与预埋波纹管b，两端由固定螺帽固定在垫板上。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于垫板成凹字形状，其厚度为15-30mm，垫板底板中部位置预设有穿线孔，穿线孔尺寸与钢绞线大小匹配。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，准备工作：按照城市市政规划确定管廊的布局线路，划定待开挖的基坑范围，并做好施工前的一切准备工作；

步骤2，围护桩施工：在基坑两侧施打三轴水泥土搅拌桩与钻孔灌注桩，钻孔灌注桩的钢筋笼上预设有预埋筋，三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕，三轴水泥土搅拌桩与钻孔灌注桩的入土深度满足设计要求；

步骤3，基坑开挖并施做内支撑：由上到下开挖基坑土体，开挖土体至一米时，对钻孔灌注桩进行截桩头处理，按照设计桩顶标高将外露的超灌部分截掉，并预留好灌注桩钢筋笼顶部的纵向钢筋；再施做压顶梁，压顶梁内预埋有波纹管a，并同时浇筑好内支撑，然后继续开挖至设计标高；

步骤4，基坑底部处理：进行垫层处理，垫层的厚度为100mm，垫层混凝土强度等级为C15；

步骤5，弯折桩侧中部预埋筋：将基坑底部钻孔灌注桩桩侧上层预埋筋的竖直端钢筋弯折90°，至竖直端与水平端呈直线状，将下层预埋筋的竖直端钢筋弯折45°，至竖直端与水平端呈直线状135°；

步骤6，吊装并连接预制综合管廊：先将预制综合管廊吊装到基坑相应位置，使每个预制综合管廊的底板预留筋与对应钻孔灌注桩上的预埋筋交错分布，且相邻预制综合管廊之间施加永久预应力张拉连接，再将预制综合管廊进行预应力孔道灌浆；

步骤7，节点浇筑：先将底板预留筋与钻孔灌注桩上的预埋筋的节点用微膨胀混凝土进行浇筑，待底部节点混凝土达到标准强度后，将管廊两侧进行回填，回填到顶部节点施工高度时，再将钢绞线穿过预埋波纹管b和预埋波纹管a进行张拉处理，两端用垫板和固定螺帽固定，将预制综合管廊顶部位置与压顶梁之间固定，通过最后用微膨胀混凝土进行浇筑；

步骤8，防水施工：由内而外采用三道防水；

步骤9，基坑回填：采用符合设计要求的土质，两侧对称回填，分层填筑，分层夯实。

所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊的施工方法，其特征在于步骤8）中的防水施工具体操作如下：第一道是管廊构件通过高强螺栓或者钢绞线张拉将构件之间的遇水膨胀橡胶止水条压紧，第二道是在管廊构件外侧涂刷聚氨酯类防水涂料和水泥砂浆隔离层，第三道是铺设防水卷材，两侧粘聚氨酯泡沫保护层，顶面铺设钢筋网，浇筑10mm混凝土保护层。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1）本实用新型通过在围护结构的钻孔灌注桩和预制综合管廊上角相对位置分别设置波纹管，通过预应力钢绞线构件将两者连接，同时在钻孔灌注桩和预制综合管廊底部通过相互交错的预留筋由混凝土现浇连接，可以防止因地基下次引起不均匀沉降的破坏，将整个预制综合管廊及其上部土层的受力通过钻孔灌注桩传递到地下持力层，抗浮性能好，更加稳定安全；

2）本实用新型通过钻孔灌注桩传递受力，不需要对软质基础进行特殊加固处理，一定程度上节约了成本，也缩短了工期；

3）本实用新型施工完成后不需要将内支撑进行拆除，减少施工工序的同时使整个结构更加稳定安全；

4）本实用新型的预制综合管廊可以实现工业化生产，运输与吊装也十分方便，缩短施工工期的同时，更加经济环保。

附图说明

图1为维护结构整体剖面图；

图2为维护结构三维结构示意图；

图3为装配式综合管廊剖面图；

图4为装配式综合管廊三维结构示意图；

图5为整体结构剖面图；

图6为A节点结构示意图；

图7为B节点结构示意图；

图8为整体三维结构示意图。

图中：围护结构1、三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、预埋筋13、压顶梁14、内支撑15、预埋波纹管a16、预制综合管廊2、管廊实体21、预埋波纹管b22、底板预留筋23、外箍筋24a、纵向加强筋24b、分布筋24c、横向加强筋24d、附加筋24e、预应力钢绞线构件3、垫板31、钢绞线32、固定螺帽33。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实例对本实用新型进一步说明。

本实例提供的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，如图1~图8所示，该预应力装配式综合管廊由围护结构1与预制综合管廊2两部分连接组成，所述围护结构1设置在基坑周围，预制综合管廊2位于围护结构1内且与其固定连接，围护结构1包括三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12、预埋筋13、压顶梁14、内支撑15及预埋波纹管a16；所述预制综合管廊2包括管廊实体21、预埋波纹管b22、底板预留筋23、外箍筋24a、纵向加强筋24b、分布筋24c、横向加强筋24d、附加筋24e；预应力钢绞线构件3、垫板31、钢绞线32、固定螺帽33。

如图1和图2所示，所述围护结构1中的三轴水泥土搅拌桩11、钻孔灌注桩12均为两组，且对称设置在基坑两侧，三轴水泥土搅拌桩11设在基坑两边最外侧，起到止水帷幕的作用，钻孔灌注桩12设置在三轴水泥土搅拌桩11内测，主要起到挡土围护的作用，压顶梁14贯穿每组钻孔灌注桩12的顶部，内支撑15间隔设置在基坑两边的压顶梁14之间，且压顶梁14与内支撑15一起现浇连接，预埋波纹管a16预埋在压顶梁14内，钻孔灌注桩12在基坑底部位置设有预埋筋13，预埋筋13与底板预留筋23搭接后一起现浇连接，预制综合管廊2顶部两端都预埋有预埋波纹管b22，围护结构1与预制综合管廊2通过预应力钢绞线构件3连接为整体。

进一步地，本实用新型实施例的三轴水泥土搅拌桩11，采用Ф850@600三轴水泥搅拌桩，且采用套接一孔法施工，主要用于围护结构的止水；钻孔灌注桩12，分布在三轴水泥土搅拌桩11的内侧，桩径一般为桩径:Ф600、Ф700、Ф800，桩端进入持力层深度，主要作用将荷载传递到深处承载力较强的土层上；所述的预埋筋13，整体为“L”形状，水平端嵌入钻孔灌注桩12的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩12的外侧，每根钻孔灌注桩内的预埋筋13成上下两层分布，每层分布三根预埋筋13，埋设位置满足与预制综合管廊2匹配使用；所述的压顶梁14，截面成矩形形状，尺寸大小满足设计要求，通过内设纵向钢筋将每根钻孔灌注桩12的顶部一起进行现浇连接；所述的内支撑15，截面成矩形形状，尺寸大小满足设计要求，其内部钢筋笼与压顶梁14一起进行绑扎连接，并与压顶梁14一起进行现浇连接；所述的预埋波纹管a16，截面为圆形形状，尺寸大小满足设计要求，材质为金属波纹管，每个两边钻孔灌注桩12左上角和右上角的桩顶呈上下错开分布两个，预埋在压顶梁14内部，成斜45°分布。

如图3和图4所示，所述的预制综合管廊2是由管廊实体21、预埋波纹管b22、底板预留筋23、外箍筋24a、纵向加强筋24b、分布筋24c、横向加强筋24d与附加筋24e共同构成；所述的管廊实体21，构件宽度优选为2-4m，截面为矩形形状，尺寸大小满足设计要求，在管廊实体21底板两端，预设200-300mm的矩形凹槽，管廊实体21内部设有两个空腔，用于铺设各种市政管线与预留检修通道，管廊实体21整体由钢筋与混凝土在工厂预制而成；所述的预埋波纹管b22，截面为圆形形状，尺寸大小满足设计要求，材质为金属波纹管，管廊实体21左上角和右上角各自上下错开分布两个预埋波纹管b22，且左上角与右上角的预埋波纹管b22成斜45°分布，与预埋波纹管a16对应匹配使用；所述的底板预留筋23，间距为100-150mm之间，分布在管廊实体21底板两端，预留长度满足与预埋筋13的钢筋搭接连接；所述的外箍筋24a设置在管廊实体21的外围内侧，即外箍筋24a外部用混凝土浇筑包裹，间距为100-150mm之间，可以为工程预制为整体式箍筋，形状大小与管廊实体21外围矩形相匹配（条件不允许的情况下，可以搭接连接为整体），主要作用使管廊实体21具有更好的整体稳定性；所述的纵向加强筋24b，间距为100-150mm之间，长短根据具体设计要求而定，纵向分布在管廊实体21两个空腔左右部位，主要连接两个空腔竖直方向的分布筋24c；所述的分布筋24c，上下各两层，间距为100-150mm之间，主要作用是固定纵向筋的分布位置，同时，也是管廊实体21内部钢筋具有更好的整体连接性；所述的横向加强筋24d，间距为100-150mm之间，长短根据具体设计要求而定，横向分布在管廊实体21两个空腔上下部位，主要连接两个空腔水平方向的分布筋24c；所述的附加筋24e，分布在管廊实体21两个空腔的四个转角处，且为两层分布，长短满足设计要求，主要作用为将强管廊实体21两个空腔四个转角的强度。

如图5-7所示，所述的预应力钢绞线构件3由垫板31、钢绞线32与固定螺帽33共同构成；所述的垫板31，成“凹”字形状，垫板31的厚度为15-30mm之间，在垫板31底板中部位置预设有穿线孔，尺寸大小满足实际张拉需要；所述的钢绞线32，是由3-4根钢丝绞合构成的钢铁制品，表面涂油环氧树脂，大小与强度满足设计使用要求；所述的固定螺帽33，分布在钢绞线32两端的垫板31外侧，主要是固定钢绞线32，防止钢绞线32产生纵向位移。

结合图1~图8所示，本实用新型的钢绞线斜拉钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊的施工方法，具体实施步骤如下：

步骤1，准备工作：按照城市市政规划确定管廊的布局线路，划定待开挖的基坑范围，并做好施工前的一切准备工作；

步骤2，围护桩施工：在基坑两侧施打三轴水泥土搅拌桩11与钻孔灌注桩12，钻孔灌注桩12的钢筋笼上预设有预埋筋13，三轴水泥土搅拌桩11主要作为止水帷幕，三轴水泥土搅拌桩11与钻孔灌注桩12的入土深度满足设计要求；

步骤3，基坑开挖并施做内支撑：由上到下开挖基坑土体，开挖土体至一米时，对钻孔灌注桩12进行截桩头处理，按照设计桩顶标高将外露的超灌部分截掉，并预留好灌注桩钢筋笼顶部的纵向钢筋；再施做压顶梁14，压顶梁14内预埋有波纹管a16，并同时浇筑内支撑15，然后继续开挖至设计标高基坑底部两侧开挖300mm的斜坡槽，方便底部桩的牛腿浇筑；

步骤4，基坑底部处理：进行垫层处理，垫层的厚度为100mm，垫层混凝土强度等级为C15；

步骤5，弯折桩侧中部预埋筋：将基坑底部钻孔灌注桩12桩侧上层预埋筋13的竖直端钢筋弯折90°，至竖直端与水平端呈直线状，将下层预埋筋13的竖直端钢筋弯折45°，至竖直端与水平端呈直线状135°；

步骤6，吊装并连接预制综合管廊：先将预制综合管廊2吊装到基坑相应位置，使每个预制综合管廊2的底板预留筋23与对应钻孔灌注桩12上的预埋筋13交错分布，且相邻预制综合管廊2之间施加永久预应力张拉连接，再将预制综合管廊2进行预应力孔道灌浆；

步骤7，节点浇筑：先将底板预留筋23与钻孔灌注桩12上的预埋筋13的节点用微膨胀混凝土进行浇筑，待底部节点混凝土达到标准强度后，将管廊两侧进行回填，回填到顶部节点施工高度时，再将钢绞线32穿过预埋波纹管b22和预埋波纹管a16进行张拉处理，两端用垫板31和固定螺帽33固定，将预制综合管廊2顶部位置与压顶梁14之间固定，通过最后用微膨胀混凝土进行浇筑；

步骤8，防水施工：由内而外采用三道防水，防水施工具体操作如下：第一道是管廊构件通过高强螺栓或者钢绞线张拉将构件之间的遇水膨胀橡胶止水条压紧，第二道是在管廊构件外侧涂刷聚氨酯类防水涂料和水泥砂浆隔离层，第三道是铺设防水卷材，两侧粘聚氨酯泡沫保护层，顶面铺设钢筋网，浇筑100mm混凝土保护层；

步骤9，基坑回填：采用符合设计要求的土质，两侧对称回填，分层填筑，分层夯实。

Claims (8)

1.钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，由围护结构（1）与预制综合管廊（2）连接构成，其特征在于所述围护结构（1）设置在基坑周围，预制综合管廊（2）位于围护结构（1）内，围护结构（1）包括三轴水泥土搅拌桩（11）和钻孔灌注桩（12），钻孔灌注桩（12）顶部设有预埋波纹管a（16），钻孔灌注桩（12）在基坑底部位置设有预埋筋（13），预制综合管廊（2）顶部对应位置设有预埋波纹管b（22），底部两侧设有底板预留筋（23），所述底板预留筋（23）与钻孔灌注桩（12）的预埋筋（13）搭接连接，预埋波纹管a（16）与预埋波纹管b（22）通过预应力钢绞线构件（3）将预制综合管廊（2）与围护结构（1）固定连接。

2.根据权利要求1所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于围护结构（1）包括三轴水泥土搅拌桩（11）、钻孔灌注桩（12）、预埋筋（13）、压顶梁（14）、内支撑（15）及预埋波纹管a（16）；所述三轴水泥土搅拌桩（11）设在基坑两边最外侧，钻孔灌注桩（12）设置在三轴水泥土搅拌桩（11）内测，压顶梁（14）贯穿每组钻孔灌注桩（12）的顶部，内支撑（15）间隔设置在基坑两边的压顶梁（14）之间，预埋波纹管a（16）预埋设置在压顶梁（14）内，钻孔灌注桩（12）在基坑底部位置设有预埋筋（13）。

3.根据权利要求2所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预埋筋（13）为L型，水平端嵌入钻孔灌注桩（12）的钢筋笼内侧，竖直端预留在钻孔灌注桩（12）的外侧，每根钻孔灌注桩（12）的预埋筋（13）成上下两层分布，每层分布三根预埋筋（13）。

4.根据权利要求2所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预埋波纹管a（16）设置在两边钻孔灌注桩（12）的左、右上角，左、右上角的预埋波纹管a（16）成斜45°分布。

5.根据权利要求1所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于所述预制综合管廊（2）包括管廊实体（21）、预埋波纹管b（22）、底板预留筋（23）、外箍筋（24a）、纵向加强筋（24b）、分布筋（24c）、横向加强筋（24d）及附加筋（24e）；所述管廊实体（21）底板两端预设矩形凹槽，管廊实体（21）内部设有两个空腔，用于铺设各种市政管线与预留检修通道，管廊实体（21）左右顶端，各自上下错开分布两个预埋波纹管b（22），所述的底板预留筋（23）分布在管廊实体（21）底板两端；所述的外箍筋（24a）设置在管廊实体（21）外围内侧，纵向加强筋（24b）纵向分布在管廊实体（21）两个空腔左右部位，用于连接两个空腔竖直方向的分布筋（24c）；分布筋（24c）用于固定纵向筋的分布位置，横向加强筋（24d）横向分布在管廊实体（21）两个空腔上下部位，用于连接两个空腔水平方向的分布筋（24c）；附加筋（24e）分布在管廊实体（21）两个空腔四个转角处。

6.根据权利要求5所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于相邻底板预留筋（23）之间、相邻外箍筋（24a）之间、相邻纵向加强筋（24b）之间、相邻分布筋（24c）之间、相邻横向加强筋（24d）之间的间距分别在100-150mm之间。

7.根据权利要求1所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于预应力钢绞线构件（3）由垫板（31）、钢绞线（32）和固定螺帽（33）连接构成，垫板（31）分别设置在预埋波纹管a（16）与预埋波纹管b（22）的端部，钢绞线（32）穿过预埋波纹管a（16）与预埋波纹管b（22），两端由固定螺帽（33）固定在垫板（31）上。

8.根据权利要求7所述的钢绞线斜拉预应力装配式综合管廊，其特征在于垫板（31）成凹字形状，其厚度为15-30mm，垫板（31）底板中部位置预设有穿线孔，穿线孔尺寸与钢绞线（32）大小匹配。