CN219119242U - 一种用于软土区的顶管工作井支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于软土区的顶管工作井支护结构，包括设置在工作井内壁上的支护墙以及设置在工作井底部下方的多根第二水泥土搅拌桩，所述支护墙包括多根相互咬合的第一水泥土搅拌桩，所述第一水泥土搅拌桩内插有型钢，所述型钢一端伸出地面，所述型钢表面涂有便于拔出的减摩剂，所述支护墙顶部设置有冠梁，多根所述第一水泥土搅拌桩顶部通过冠梁连接，所述型钢和冠梁之间通过牛皮纸隔离，所述冠梁上水平设置有第一横撑，所述支护墙内壁的中部设置有腰梁，所述腰梁上水平设置有第二横撑。该支护结构经济性好，工期较短，适用于软土地区开挖深度不超过13m的工作井。

Description

一种用于软土区的顶管工作井支护结构

技术领域

本实用新型涉及顶管工作井技术领域，具体涉及一种用于软土区的顶管工作井支护结构。

背景技术

目前在软土区，当管道采用顶管法施工时，顶管工作井通常采用钢筋混凝土沉井。在软土区建造沉井时，因土质较软，为减少沉井下沉过程中极易发生的突沉、偏沉、下沉过快等情况，需要增加很多工程措施，如加固沉井周边土体、加固沉井下沉范围内土体、在刃脚底预打高压旋喷桩等，增加了很多造价，且沉井施工工期较长。

授权公告号为CN214832726U的中国实用新型专利公开了一种深厚软土区顶管工作井支护结构，该支护结构的外围采用桩基支护结构和三轴水泥土搅拌桩两层桩墙结构，且工作井的底部也布满了三轴水泥土搅拌桩，适用于深厚软土区顶管工作井基坑支护。但是该工作井支护结构对于软土地区开挖深度不超过13m的工作井，支护结构造价较高，支护结构施工复杂，并且初期管道施工时需要破除上述桩基支护结构，施工管道时难度较大。

实用新型内容

本实用新型提供一种适用于软土地区开挖深度不超过13m的工作井的支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供一种用于软土区的顶管工作井支护结构，包括设置在工作井内壁上的支护墙以及设置在工作井底部下方的多根第二水泥土搅拌桩，所述支护墙包括多根相互咬合的第一水泥土搅拌桩，所述第一水泥土搅拌桩内插有型钢，所述型钢一端伸出地面，所述型钢表面涂有便于拔出的减摩剂，所述支护墙顶部设置有冠梁，多根所述第一水泥土搅拌桩顶部通过冠梁连接，所述型钢和冠梁之间通过牛皮纸隔离，所述冠梁上水平设置有第一横撑，所述支护墙内壁的中部设置有腰梁，所述腰梁上水平设置有第二横撑。

进一步地，所述第二水泥土搅拌桩布满工作井底部，相邻第二水泥土搅拌桩相互咬合。

进一步地，所述支护结构包括设置在工作井外靠近管道一侧的第三水泥土搅拌桩，所述第三水泥土搅拌桩自地面延伸至工作井底部以下。

进一步地，所述支护墙的内壁上靠近工作井底部的位置设置有前导墙和后座墙，所述前导墙和后座墙相对布置。

进一步地，所述腰梁底部设置有支撑腿。

进一步地，所述支护结构包括设置在工作井底部的底板。

进一步地，所述型钢伸出地面一端开设有便于拔出的吊装孔。

进一步地，所述支护结构包括设置在工作井顶部周边地面上的截水沟。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型通过设置插有型钢的第一水泥土搅拌桩，能够提高支护墙整体刚度，减少支护墙变形，通过在型钢表面涂减摩剂，型钢和冠梁之间通过牛皮纸隔离，施工管道前将位于管道一侧的第一水泥土搅拌桩中的型钢抽出，使得破除第一水泥土搅拌桩变得较为容易，能够大大减小管道初期的施工难度，提高施工效率，此外管道施工完成且工作井回填完成后，可将所有的型钢抽出进行回收，并可反复利用，经济效益好。

2.本实用新型与现有技术相比，支护墙无需做挂网喷砼护面，经济性好，工期较短，且通过型钢加强支护墙的强度和刚度以保证安全性，此外现有技术中的桩基支护结构由多根钻孔灌注桩组成，钻孔灌注需旋挖钻机等成孔设备，而SMW工法桩无需旋挖钻机等成孔设备，减少了施工设备种类，施工过程中无泥浆污染，对环境影响小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A截面图；

图3为图1中B-B截面图。

附图标记：1-工作井；2-支护墙；3-第一水泥土搅拌桩；4-第二水泥土搅拌桩；5-型钢；6-冠梁；7-第一横撑；8-腰梁；9-第二横撑；10-支撑腿；11-第三水泥土搅拌桩；12-前导墙；13-后座墙；14-底板；15-吊装孔；16-截水沟；17-管道。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

如图1所示，一种用于软土区的顶管工作井支护结构，包括设置在工作井1内壁上的支护墙2以及设置在工作井1底部下方的多根第二水泥土搅拌桩4，所述支护墙2包括多根相互咬合的第一水泥土搅拌桩3，所述第一水泥土搅拌桩3内插有型钢5，所述型钢5一端伸出地面，所述型钢5表面涂有便于拔出的减摩剂，所述支护墙2顶部设置有冠梁6，多根所述第一水泥土搅拌桩3顶部通过冠梁6连接，所述型钢5和冠梁6之间通过牛皮纸隔离，所述冠梁6上水平设置有第一横撑7，所述支护墙2内壁的中部设置有腰梁8，所述腰梁8上水平设置有第二横撑9。

具体地，所述工作井1的横截面为矩形，所述工作井1的四个内壁上均设置有支护墙2，所述支护墙2同样围成矩形，所述支护墙2为由SMW工法桩组成，即由第一水泥土搅拌桩3组成，所述型钢5在形成第一水泥土搅拌桩3的水泥未硬化之前插入；所述第一横撑7的两端均与冠梁6固定连接，所述第二横撑9的两端均与腰梁8固定连接，所述第一横撑7和第二横撑9均分别对称设置有四个，与支护墙2呈一定角度，四个第一横撑7或第二横撑9形成类似菱形的结构，有利于支撑支护墙2，传递周边土压力。

可以理解的是，通过在第一水泥土搅拌桩3内设置型钢5，能够提高支护墙2整体刚度，减少支护墙2变形，根据实际工程经验，适用于开挖深度不超过13m的工作井1；由于型钢5表面涂有减摩剂，型钢5和冠梁6之间通过牛皮纸隔离，因此在开始施工管道17前，通过将位于管道17一侧的第一水泥土搅拌桩3中的型钢5抽出，破除第一水泥土搅拌桩3变得较为容易，能够大大减小管道17初期的施工难度，提高施工效率，此外管道17施工完成且工作井1回填完成后，可将所有的型钢5抽出进行回收，并可反复利用，经济效益好。

与现有技术相比，支护墙无需做挂网喷砼护面，经济性好，工期较短，且通过型钢加强支护墙的强度和刚度以保证安全性，此外现有技术中的桩基支护结构由多根钻孔灌注桩组成，钻孔灌注需旋挖钻机等成孔设备，而SMW工法桩无需旋挖钻机等成孔设备，减少了施工设备种类，施工过程中无泥浆污染，对环境影响小。

进一步地，为了防止工作井1底部拱起，所述第二水泥土搅拌桩4布满工作井1底部，相邻第二水泥土搅拌桩4相互咬合。

具体地，所述第二水泥土搅拌桩4在开挖工作井1之前就需要布置完成，在工作井1底部以下位置设置三轴水泥土搅拌桩加固，工作井1底部以上为空桩。

可以理解的是，通过在工作井1底部以下的位置布满第二水泥土搅拌桩4，能够提高工作井1底部的承载力，便于后续的管道17施工等工序，而且第二水泥土搅拌桩4能够对支护墙2起到限制作用，防止支护墙2在土的侧向压力下向工作井1内侧偏移。

在本实施例中，所述支护结构包括设置在工作井1外靠近管道17一侧的第三水泥土搅拌桩11，所述第三水泥土搅拌桩11自地面延伸至工作井1底部以下。

由于工作井1周围土体均为软土，通过将要开挖形成管道17的位置设置第三水泥土搅拌桩11，进一步减小了管道17的施工难度。

在本实施例中，所述支护墙2的内壁上靠近工作井1底部的位置设置有前导墙12和后座墙13，所述前导墙12和后座墙13相对布置。

具体地，所述后座墙13可用于支撑千斤顶，避免支护墙2直接受力。

在本实施例中，所述腰梁8底部设置有支撑腿10。

具体地，所述支撑腿10固定在支护墙2上，所述腰梁8放置在支撑腿10上，所述腰梁8通过钢板与第二横撑9的端部焊接固定。

在本实施例中，所述支护结构包括设置在工作井1底部的底板14。

在本实施例中，所述型钢5伸出地面一端开设有便于拔出的吊装孔15。

在本实施例中，所述支护结构包括设置在工作井1顶部周边地面上的截水沟16。

所述截水沟16用于截流地面积水，防止水流入工作井1内影响管道17施工。

该支护结构以及工作井1和管道17的施工步骤如下：

步骤一：

测量放线、确定工作井1定位坐标，并进行场地平整。

步骤二：

施工SMW工法支护墙2，利用三轴搅拌桩钻机在原地层中切削土体，同时钻杆前端低压注入水泥浆液；在水泥土尚未硬化前插入型钢5，型钢5插入前，表面需涂减摩剂。

步骤三：

工作井1内开挖深度以下一定高度的土体打入第二水泥土搅拌桩4，工作井1外管道17一侧一定范围内土体打入第三水泥土搅拌桩11。加固完成后，三轴搅拌桩钻机即可退场，以节约机械租赁费用。

步骤四：

开始开挖工作井1，开挖土体至钢筋混凝土冠梁6和钢筋混凝土第一支撑底高程，施工冠梁6和第一支撑，冠梁6和型钢5间采用牛皮纸隔离。

步骤五：

开挖土体至腰梁8以下，施工腰梁8和第二支撑，在腰梁8下方每隔一定距离设置支撑腿10，支撑腿10固定在支护墙2上，腰梁8搁置在支撑腿10上。

步骤六：

开挖土体至工作井1底部高程，浇筑混凝土底板14，浇筑顶管前导墙12和后座墙13。

步骤七：

拔除管道17顶出方向支护墙2内与管道17有冲突的型钢5，然后进行顶管施工。顶管施工完成后，施工检查井。

步骤八：

回填土至腰梁8以下0.5m处，拆除腰梁8和第二支撑，然后回填土至地面，拔除剩下的型钢5。

本实用新型施工工艺成熟、安全性高、经济性好且工期较短。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：包括设置在工作井(1)内壁上的支护墙(2)以及设置在工作井(1)底部下方的多根第二水泥土搅拌桩(4)，所述支护墙(2)包括多根相互咬合的第一水泥土搅拌桩(3)，所述第一水泥土搅拌桩(3)内插有型钢(5)，所述型钢(5)一端伸出地面，所述型钢(5)表面涂有便于拔出的减摩剂，所述支护墙(2)顶部设置有冠梁(6)，多根所述第一水泥土搅拌桩(3)顶部通过冠梁(6)连接，所述型钢(5)和冠梁(6)之间通过牛皮纸隔离，所述冠梁(6)上水平设置有第一横撑(7)，所述支护墙(2)内壁的中部设置有腰梁(8)，所述腰梁(8)上水平设置有第二横撑(9)。

2.根据权利要求1所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述第二水泥土搅拌桩(4)布满工作井(1)底部，相邻第二水泥土搅拌桩(4)相互咬合。

3.根据权利要求1所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述支护结构包括设置在工作井(1)外靠近管道17一侧的第三水泥土搅拌桩(11)，所述第三水泥土搅拌桩(11)自地面延伸至工作井(1)底部以下。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述支护墙(2)的内壁上靠近工作井(1)底部的位置设置有前导墙(12)和后座墙(13)，所述前导墙(12)和后座墙(13)相对布置。

5.根据权利要求1至3任一项所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述腰梁(8)底部设置有支撑腿(10)。

6.根据权利要求1至3任一项所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述支护结构包括设置在工作井(1)底部的底板(14)。

7.根据权利要求1至3任一项所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述型钢(5)伸出地面一端开设有便于拔出的吊装孔(15)。

8.根据权利要求1至3任一项所述的用于软土区的顶管工作井支护结构，其特征在于：所述支护结构包括设置在工作井(1)顶部周边地面上的截水沟(16)。

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