一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，尤其适用于在厚冲积地层中存在市政管廊时开挖大型基坑的情况。
【背景技术】
[0002]城市中明挖地铁风道下穿大型市政管廊时，由于市政管廊结构对变形要求严格，基坑开挖导致管廊底部悬空，如采取措施不当，严重影响管廊健康服役年限，对市政管线的安全造成威胁；如在管廊下方支设立柱将影响隧道顶板施工及防水材料的铺设，也很难根据管廊检测位移调整管廊变形；传统的加固措施为管廊上方架设贝雷梁，将悬空的管廊拉住，但贝雷梁占用空间面积较大，不利于土方回填。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种在厚冲积地层中，开挖基坑下穿既有市政管廊的支护加固方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0005]一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，包括如下步骤:
[0006]步骤1:施做预制粧，所述预制粧包括一般预制粧和管廊加固预制粧，所述管廊加固预制粧的粧身上设有预留连接装置；
[0007]步骤2:由上到下开挖基坑土体至一指定深度时，施做冠梁，所述冠梁上设有锚索连接装置，所述锚索连接装置位于管廊加固粧的正上方；继续开挖土体，至管廊底面位置处时，开挖管廊加固预制粧和一般预制粧之间的土体，直至裸露出所述预留连接装置时停止开挖；
[0008]步骤3:施做横梁和管廊支撑结构；
[0009]步骤4:施工锚索，所述锚索的一端锚固于所述横梁上，另一端与所述锚索连接装置连接，根据计算得到的管廊重量，确定每根锚索预应力值，施加预应力；
[0010]步骤5:继续开挖剩余基坑土体至基坑底线，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板，施做风道剩余结构，铺设防水材料，回填土体，完成施工。
[0011]其中，步骤I中，所述预制粧的施做过程如下:
[0012]1-1:在基坑设计边界确定预制粧打设位置；
[0013]1-2:在施工场地外工厂化制作所述一般预制粧与所述管廊加固预制粧；
[0014]1-3:压入预制粧。
[0015]步骤I中，所述预制粧沿基坑设计边界呈矩形布置，所述管廊加固预制粧位于管廊两侧最近位置对称布置。
[0016]步骤I中，所述管廊加固预制粧的粧尺寸大于所述一般预制粧的粧尺寸
[0017]步骤I中，所述管廊加固预制粧施做完成后，其粧身上的所述预留连接装置的位置低于管廊底面。
[0018]步骤2中，由上到下开挖基坑土体至一米半时，施做冠梁。
[0019]步骤3中，在管廊下方垂直于管廊方向等间距掏挖土槽并穿过管廊；在土体和预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，所述土槽与所述横梁模板连通；浇筑横梁和管廊下方以土槽作为模板的管廊支撑结构，所述横梁与管廊支撑结构形成整体；所述横梁通过预留连接装置与管廊加固粧形成整体。
[0020]步骤3中，在预留连接装置上架立横梁模板，所述横梁位于管廊两侧，与所述管廊加固预制粧形成整体，是用于支撑管廊支撑结构的混凝土梁；向管廊下方垂直于管廊方向等间距插入钢板，构成所述管廊支撑结构；所述钢板两端搭在所述横梁上。
[0021]步骤4中，在所述横梁两端的1/3处，预留锚索孔，所述锚索下部穿过横梁预留锚索孔通过锁头与横梁连接，所述锚索上部与同侧的管廊加固预制粧正上方的锚索连接装置相连；所述锚索对称分布于所述横梁两侧。
[0022]步骤4中，所述锚索可以通过锚索锁头调节锚索长短，达到对横梁的变形控制。
[0023]本发明的有益效果为:
[0024]预制粧在基坑开挖时作为围挡结构，通过施做预制粧，保证了风道开挖时周围土体的稳定性，可以实现基坑大面积开挖；在加固市政管廊时，预制粧作为管廊荷载传递结构，将荷载稳定传递至下部土层；在基坑施工完成时，预制粧作为风道主体结构的一部分，提高了风道抗变形能力。
[0025]管廊加固粧的预留连接装置将横梁和管廊支撑结构与粧浇筑为整体，形成了平面框架结构，提高了围护粧的稳定性；所述管廊支撑结构与横梁浇筑为整体，起到了对管廊的支撑作用，提前隔断了管廊与下部土体的联系，有效避免了因基坑开挖引起的管廊形变，实现了对管廊的提前支护。
[0026]在管廊两侧的管廊加固预制粧，增加了相应的粧尺寸，在基坑开挖后，可起到加固周围土体的作用，保护风道安全。
[0027]横梁两端1/3处设置锚索，等效减少了横梁跨度，增加了横梁的竖向稳定性，提高了横梁的荷载承受能力；通过对锚索施加拉应力来调节锚索长短，达到对横梁的变形控制，减少横梁挠度，进而调节管廊位移；整个加固结构和调节结构均在风道顶板上方实现，对风道防水材料的铺设不产生影响。
[0028]通过在管廊下方插入钢板提前隔断了管廊与下部土体的联系，减少了下部土体开挖对管廊的影响，实现了对管廊的提前支护。
【附图说明】
[0029]图1为基坑、预制粧、冠梁、钢筋混凝土横梁、管廊支撑混凝土板、管廊平面位置图；
[0030]图2为图1中的A-A剖面图；
[0031]图3为图1中的B-B剖面图；
[0032]图4为图1中的C-C剖面图；
[0033]图5为钢筋混凝土横梁与锚索连接示意图；
[0034]图中，I是预制粧，2是市政管廊，3是混凝土横梁，4是管廊支撑结构，5是横梁预留锚索孔，6是预留连接装置，7是横梁锚索，8是锚索锁头，9是风道顶板及腰梁，10是冠梁，11是一般预制粧。
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明的实施方法做详细阐述:
[0036]实施例之一:
[0037]一种对深基坑开挖范围内既有市政管廊的加固方法，包括在基坑设计边界处打设一般预制粧11与管廊加固预制粧1，开挖基坑土层至管廊2底面位置，以管廊加固预制粧的预留连接装置6为支撑点，同时浇筑管廊下方以土模为模板的管廊支撑结构4及管廊两侧的横梁3，横梁通过锚索7与预制粧顶部冠梁10相连。
[0038]一般预制粧11和管廊加固预制粧I是在基坑开挖设计两侧边界按一定间距提前打入的粧结构。
[0039]粧身预留连接装置6是在管廊两侧打设的管廊加固预制粧上，预先制作的预留连接结构。
[0040]所述横梁3通过所述预留连接装置6与所述管廊加固粧浇筑成整体，横梁两端1/3处均有竖向锚索7通过锚索连接装置连接于冠梁10上。
[0041]所述管廊支撑结构4是在管廊下方按一定间距掏挖土槽，与两侧横梁浇筑为整体的钢筋混凝土结构。
[0042]横梁锚索7是在横梁两端1/3处预留锚索孔5，锚索上部通过锚索连接装置与冠梁10相连，锚索下方端部通过锁头8与横梁3相连接。
[0043]首先根据基坑设计边界确定预制粧打设位置，在管廊两侧打设带有预留连接装置6的管廊加固预制粧1，预制粧在基坑开挖时作为围挡结构，确保周围土体的稳定。由上到下开挖基坑土体，开挖至管廊底2部位置时，先开挖管廊加固预制粧I和一般预制粧11之间的土体，使粧身的预留连接装置6裸露出来，在管廊下方掏挖土槽，架立横梁模板，通过预留连接装置6整体浇筑横梁3和管廊支撑结构4，且横梁与预制粧形成整体。施做横梁锚索7，使锚索上部与冠梁10相连，下部通过锁头8与横梁3相连。根据管廊重量计算锚索预应力值，张拉锚索，继续向下开挖管廊下方土体及其余土体至基坑底线，施工风道结构，整体浇筑基坑腰梁与风道顶板9，铺设风道防水材料，回填风道顶部上部土体。
[0044]利用所述的横梁加固市政管廊的施工方法，包括以下步骤:
[0045]步骤1.施做预制粧；
[0046]预制粧施做过程如下:
[0047]a)在风道设开挖设计边界内确定预制粧打设位置；
[0048]b)在施工场地外工厂化制作带预留连接装置6的管廊加固预制粧I及一般预制粧11 ;
[0049]c)打设预制粧。
[0050]步骤2.由上到下开挖基坑土体一米时，施做冠梁10，继续开挖至管廊2底面位置处停止开挖；
[0051]步骤3.裸露出粧身的预留连接装置6，在管廊下方掏土槽，架立横梁3模板，整体浇筑横梁与管廊支撑结构4，横梁通过粧预留连接装置与预制粧I浇筑形成整体；
[0052]步骤4.施工横梁锚索7，锚索下部通过锁头8与横梁3相连，