倾斜支护与主体结构结合的六边形管廊体系及其施工方法技术

本发明专利技术属于地基及基础工程施工技术领域，公开了一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系与施工方法，在采用明挖法施工的地区，先打入两排斜桩，再施工冠梁将两排斜桩分别连接，做好斜桩支护后将两排斜桩之间土层开挖成敞开式基坑，夯实场地；接着将折形管片拼接构成六边形的管廊主体，折形管片与斜桩之间的缝隙用水泥砂浆填充，最后把土回填。本发明专利技术将放坡采用的倾斜支护与六边形截面的管廊底部两斜侧壁相结合，倾斜支护可以减少管廊侧壁受力、有助于减轻管廊长期沉降、有助于提高管廊抗震性能，六边形截面底部两斜侧壁与放坡相重合，可以减少回填土，减少施工量；而六边形截面的设计也更好地平衡了受力和空间利用率之间的矛盾。

Hexagonal Pipe Gallery System with Inclined Support and Main Structure and Its Construction Method

【技术实现步骤摘要】
倾斜支护与主体结构结合的六边形管廊体系及其施工方法
本专利技术属于地基及基础工程施工
，具体的说，是涉及一种新型的管廊体系及其施工方法。
技术介绍
随着我国经济快速发展，城镇化率大幅提升，现有的城市基础设施已经与城市发展的步伐失调，在此情况下综合管廊建设变得至关重要。综合管廊工程的结构设计使用年限应按照永久构筑物的合理使用年限确定，不宜低于100年。但是在实际使用中，长期沉降会使管廊接头处容易发生渗漏，渗水又会使管廊加速沉降，影响耐久性。另外，管廊在地震作用下也容易发生破坏，由于管廊埋在地下，一旦发生破坏就会造成重大经济损失。因此对于管廊建设而言，如何平衡成本、受力、空间利用率、耐久性显得尤为重要。目前综合管廊横断面形式以及根据容纳管道的性质、容量、地质、地形情况及施工方式，管廊体系可分为圆形和箱型两种截面形式。常规圆形截面与常规矩形截面有各自的优点，但都难以平衡所有方面，主要表现在以下几个方面：第一，在软土地区，浅埋管廊一般选用明挖法施工。对于常规圆形与矩形截面管廊都是先用竖直桩支护、再开挖，边开挖边设置内支撑，在管廊安装结束后将内支撑拆除，最后将土回填。而内撑安装要耗费巨大的人力、物力，却只在施工过程中起到作用，在使用过程中效果不明显。第二，圆形截面的管廊虽然在受力性能方面有优势，但空间利用率低、影响范围大、施工速度慢。第三，矩形截面的管廊相较于圆形断面，其空间利用率高、影响范围小、施工速度快；但是受力性能差，四个角的应力集中特别明显。
技术实现思路
本专利技术着力解决的是常规矩形、圆形截面管廊在使用阶段对竖直支护的利用不足而造成长期沉降较大和抗震能力较差，以及在明挖法施工中内支撑的安装与拆除会造成成本浪费的技术问题，提供了一种倾斜支护与主体结构结合的六边形管廊体系及其施工方法，将放坡采用的倾斜支护与六边形截面的管廊底部两斜侧壁相结合，倾斜支护可以减少管廊侧壁受力、有助于减轻管廊长期沉降、有助于提高管廊抗震性能，六边形截面底部两斜侧壁与放坡相重合，可以减少回填土，减少施工量；而六边形截面的设计也更好地平衡了受力和空间利用率之间的矛盾。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，包括管廊主体和倾斜支护；所述管廊主体的截面为两侧对称的六边形，所述管廊主体在长度方向上由多个节段拼接而成，每一节段是由六个折形管片首尾顺次拼装成的框体结构；所述折形管片包括呈夹角设置的长边和短边；所述倾斜支护包括设置在所述管廊主体两侧的斜桩，两排所述斜桩在管廊主体两侧对称设置且紧靠于所述折形管片；所述斜桩与所述折形管片之间填充有水泥砂浆；每一排所述斜桩顶部连接有冠梁；所述管廊主体施工前，两排斜桩之间的土层挖出，开挖成敞开的基坑；所述管廊主体施工后，所述折形管片与所述斜桩之间把土回填。进一步地，所述折形管片通过接头螺栓横向连接和纵向连接。更进一步地，同一节段内的所述折形管片横向连接的所述接头螺栓设置在所述折形管片纵向方向的中间位置以及两边距边缘200-300mm处；相邻两个节段的所述折形管片纵向连接的所述接头螺栓在其短边均匀布置1-2个，长边均匀布置2-4个。进一步地，所述管廊主体的相邻两个节段的所述折形管片错缝连接安装。进一步地，所述管廊主体的每一节段的长度为2-3m。进一步地，所述折形管片的长边一般为短边的1.8-2.2倍长度。进一步地，所述管廊主体的相邻两个节段之间采用防水橡胶垫。进一步地，所述管廊主体的截面为正六边形，所述管廊主体的每一节段由六个相同的折形管片首尾顺次拼装而成；所述折形管片的长边和短边呈120°夹角，且长边为短边的2倍长度。进一步地，所述斜桩的桩径为600-800mm；所述冠梁的宽度不小于所述斜桩的桩径，所述冠梁的高度不小于冠梁宽度的0.6倍。一种所述倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系的施工方法，该方法按照以下步骤进行：(1)根据管廊设计确定两排所述斜桩的位置，再根据管廊尺寸、设计埋深、水文地质条件预估所述斜桩的埋深与尺寸，进行放样定位后，施工两排所述斜桩；(2)在每一排所述斜桩顶部预留的钢筋基础上按照设计要求进行绑扎钢筋、支模板，浇筑所述冠梁；(3)在两排所述斜桩之间进行基坑开挖，挖好以后夯实场地；(4)吊装所述折形管片至基坑底，将所述折形管片通过所述接头螺栓拼接成所述管廊主体；所述管廊主体在长度方向上由多个节段拼接而成，每一节段由六个折形管片按照长边接短边的顺序首尾依次拼接；(5)在拼装完管廊主体的所述折形管片与所述斜桩之间的缝隙里注入水泥砂浆，使所述折形管片与所述斜桩紧密结合；(6)在所述折形管片与所述斜桩之间进行回填土施工。本专利技术的有益效果是：(一)本专利技术可实现减小长期沉降：由于基坑支护采用斜桩，而斜桩插入管廊下方，在长期使用过程中，斜桩起到了卸荷作用，因此可以减小管廊的长期沉降，增强管廊的抗渗能力，提高管廊的耐久性。(二)本专利技术可实现提高管廊抗震性能：由于管廊与斜桩紧贴在一起，并且斜桩插入管廊下方，管廊与斜桩可形成一个整体，并且两边的斜桩近似形成一个倒三角形，增强了管廊体系的稳定性；地震时，管廊与斜桩整体运动，减小了管廊的相对错动，从而减小地震的破坏。(三)本专利技术可实现节约成本：由于基坑采用斜桩支护，省去了内撑，并且斜桩作为永久性支护，可以为管廊分担荷载，减少管廊主体结构侧壁的受力，从而减小工作量，节约成本。(四)本专利技术采用六边形截面管廊更好地平衡了受力与空间利用率之间的矛盾，管廊主体采用六边形截面，具有更好的稳定性，并且管廊主体由同一种形状的折形管片拼装而成，标准化程度高，减小预制成本。附图说明图1是本专利技术所提供的六边形管廊体系的正视图；图2是本专利技术所提供的六边形管廊体系的俯视图；图3是本专利技术所提供的六边形管廊体系中折形管片的螺栓孔布置示意图；图4是本专利技术所提供的六边形管廊体系中接头螺栓的连接示意图。上述图中：1-斜桩，2-冠梁，3-折形管片，4-水泥砂浆，5-接头螺栓。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术作进一步的详细描述，以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。如图1和图2所示，本实施例提供了一种倾斜支护与主体结构结合的六边形管廊体系及其施工方法，在采用明挖法施工的地区，先打入两排斜桩1，再施工冠梁2将两排斜桩1分别连接，做好斜桩1支护后用挖掘机将两排斜桩1之间的土层挖出，开挖成敞开式的基坑，然后夯实场地。接着进行折形管片3的吊装与安装，拼接构成六边形的管廊主体；折形管片3与斜桩1之间的缝隙用水泥砂浆4填充，最后再把土回填。由此，折形管片3构成了六边形的管廊主体，斜桩1对管廊主体起着卸载作用。本专利技术的一种倾斜支护与主体结构结合的六边形管廊体系包括管廊主体和倾斜支护。管廊主体的截面为两侧对称的六边形，在长度方向上由多个节段拼接而成，每一节段是由六个折形管片3首尾顺次拼装成的六边形截面框体结构。管廊主体的相邻两个节段，其折形管片3应错缝连接安装。折形管片3为预制件，每个折形管片3包括构成折线的长边和短边，长边和短边按照六边形管廊主体的设计呈夹角设置。对管廊主体起卸载作用的倾斜支护由分别设置于管廊主体两侧的两排斜桩1和每一排斜桩1顶部连接的冠梁2构成。具体地，在本专利技术的一种可选实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，包括管廊主体和倾斜支护；所述管廊主体的截面为两侧对称的六边形，所述管廊主体在长度方向上由多个节段拼接而成，每一节段是由六个折形管片首尾顺次拼装成的框体结构；所述折形管片包括呈夹角设置的长边和短边；所述倾斜支护包括设置在所述管廊主体两侧的斜桩，两排所述斜桩在管廊主体两侧对称设置且紧靠于所述折形管片；所述斜桩与所述折形管片之间填充有水泥砂浆；每一排所述斜桩顶部连接有冠梁；所述管廊主体施工前，两排斜桩之间的土层挖出，开挖成敞开的基坑；所述管廊主体施工后，所述折形管片与所述斜桩之间把土回填。

【技术特征摘要】
1.一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，包括管廊主体和倾斜支护；所述管廊主体的截面为两侧对称的六边形，所述管廊主体在长度方向上由多个节段拼接而成，每一节段是由六个折形管片首尾顺次拼装成的框体结构；所述折形管片包括呈夹角设置的长边和短边；所述倾斜支护包括设置在所述管廊主体两侧的斜桩，两排所述斜桩在管廊主体两侧对称设置且紧靠于所述折形管片；所述斜桩与所述折形管片之间填充有水泥砂浆；每一排所述斜桩顶部连接有冠梁；所述管廊主体施工前，两排斜桩之间的土层挖出，开挖成敞开的基坑；所述管廊主体施工后，所述折形管片与所述斜桩之间把土回填。2.根据权利要求1所述的一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，所述折形管片通过接头螺栓横向连接和纵向连接。3.根据权利要求2所述的一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，同一节段内的所述折形管片横向连接的所述接头螺栓设置在所述折形管片纵向方向的中间位置以及两边距边缘200-300mm处；相邻两个节段的所述折形管片纵向连接的所述接头螺栓在其短边均匀布置1-2个，长边均匀布置2-4个。4.根据权利要求1所述的一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，所述管廊主体的相邻两个节段的所述折形管片错缝连接安装。5.根据权利要求1所述的一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，所述管廊主体的每一节段的长度为2-3m。6.根据权利要求1所述的一种倾斜支护与主体结构相结合的六边形管廊体系，其特征在于，所述折形管片的长边一般为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁钰，郭勇志，郑刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12