一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的设计施工方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，包括如下步骤：（一）微型支护桩施工；（二）桩顶冠梁施工；（三）矩形工作井开挖，面板、腰梁安装，侧壁高聚物注浆封闭施工；（四）依次竖向分层开挖，重复步骤（三），施工至设计深度，即完成矩形工作井支护结构的施工；（五）支护结构完成使用功能后，随着回填的工作的开始，即可进行支护结构的回收工作。本发明专利技术构建的支护结构体系标准化设计施工，一套支护结构可以满足一个地区绝大部分矩形工作井的施工需要，具有安全可靠、施工快捷、技术先进、可回收重复利用搞、经济指标优越等优点，发展应用前景可观。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的设计施工方法
本专利技术属于土木、水利、矿山、市政等基础设施中的矩形工作井开挖支护
，具体涉上述领域局部需要进行矩形工作井开挖支护的柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法。
技术介绍
新中国成立以来，我国土木、水利、矿山、市政等基础设施建设取得了举世瞩目的成就。在地下空间利用、矿产资源开采过程中，尤其是市政管网施工和检修过程中，往往需要进行矩形工作井开挖支护，其特点是矩形开挖截面7m左右，深度一般不超过10m，可能承受渗漏或地下水困扰，使用时间短。伴随着岩土工程领域的技术、机械及土木工程材料等的发展，边坡支护技术得到了有效发展，相应地出现了土钉墙、复合土钉墙、地下连续墙、排桩支护、桩锚支护等支护结构体系形式。与此同时，为控制地下水或者渗漏对矩形工作井边坡支护及地下施工的影响，还需在支护体系中考虑设置止水帷幕或者辅以降水措施。特别是在地下水位较高、放坡空间有限的情况下，基坑支护必须同时考虑采取降水或止水等地下水处理措施，才能满足施工需要。相比而言，矩形工作井开挖空间小，采用传统的支护结构，施工停顿多以致于施工工期长，造价高，对周边环境的影响加大，此外，为更好的控制因渗漏和地下水引起的矩形工作井侧壁蠕变，需要进一步完善支护结构的止水与控水功能，使得矩形工作井支护结构的成本进一步增加。但从技术经济成本的角度出发，矩形工作井支护作为一种地下基础施工所必须的临时措施，使用寿命一般不超过1个月，在地下基础施工完毕后被废弃或者拆除，采用传统的支护结构，施工工期也接近1个月，矩形工作井支护工程的造价就非常的昂贵了。在当前的建筑工程材料中，钢材的加工性能较好，力学性能优越，在土木工程中得到了广泛的应用。与此同时，高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后的体积迅速膨胀并快速胶结固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升结构沉降区的目的。本专利基于型钢的力学及可加工特性与高聚物注浆技术的特性研究，专利技术了一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，为土木、水利、矿山、市政等行业的矩形工作井开挖提供了全新的支护技术，工期短，造价低，回收价值高，且可高频率的重复利用。目前国内还未见关于矩形工作井高聚物注浆相结合的开挖支护结构的相关报道。
技术实现思路
本专利技术针对土木、水利、矿山、市政工程中的矩形工作井开挖支护的发展需求和目前支护技术存在的不足，专利技术了一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法。本专利技术首次在首次采用支护结构标准化设计理念，引入高聚物注浆技术与装配式可回收工艺，借助高聚物注浆技术提供的膨胀力、快速胶结硬化和止水特性，对矩形工作井侧壁土体的蠕变和渗漏进行有效控制，并基于土压力理论研发而来的；在施工工艺上，通过充分发挥型钢优异的力学及加工性能、高聚物技术的材料特性及优秀的操作工艺，实现本专利技术的设计目的。利用该专利技术可快速完成对土木、水利、矿山、市政工程中的矩形工作井的开挖支护工作，真正意义上实现并完成了作为一个临时性工程的使命，并通过对矩形工作井支护结构的回收，大大的降低了支护成本，为上述各类工程中等的矩形工作井的开挖支护提供了技术先进、安全可靠、经济指标优越的新方法。本专利技术采取的技术方案为：一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，根据相关资料完成计算与设计工作后，再进行支护结构的施工，施工过程具体包括如下步骤：（一）型钢微型支护桩施工，其具体步骤如下：(1)型钢微型支护桩加工：根据设计要求，选用满足某地区的绝大部分矩形工作井支护需要的型钢进行微型支护桩加工，包括冠梁安装孔、腰梁安装孔及回收孔的加工；(2)微型支护桩施工：在指定地面位置，利用钻孔机械完成微型支护桩的桩孔施工，施工过程中严格控制好成槽精度，包括平面定位精度和槽孔垂直精度；(3)植入微型支护桩：利用小型支架和平面定位矫正平台，精确的将加工好的微型支护桩植入确定的桩孔位置，满足设计的定位安装精度要求；(4)微型支护桩外侧回填：采用适合地层需要的材料进行回填，以保证微型支护桩周边土体的稳定，回填材料为低标号混凝土、砂石及高分子材料；（二）桩顶冠梁施工，其具体步骤如下：(1)桩顶冠梁的加工：根据矩形工作井支护结构设计结果，精确加工桩顶冠梁的安装孔，以方便桩顶冠梁与微型支护桩的螺栓连接；(2)桩顶冠梁的拼接安装：微型支护桩施工完毕后，工作井基坑开挖前，首先采用水准仪对桩顶冠梁的标高进行控制，紧接着对其位置进行初步固定，然后采用高强螺栓将桩顶冠梁与微型支护桩顶部进行固定连接；（三）矩形工作井开挖，面板、腰梁安装，侧壁高聚物注浆封闭施工，其具体步骤如下：(1)矩形工作井分层开挖0.5～1m，开挖深度范围内的侧壁进行面板安装防护，面板可以采用钢面板、预制混凝土面板或者硬质木板与微型支护桩螺栓连接；(2)面板后高聚物注浆，注浆量以面板与侧壁土体紧密结合为准；(3)腰梁安装，开挖至设定标高后，进行腰梁安装，腰梁与微型支护桩采用螺栓连接；（四）依次竖向分层开挖，重复步骤（三），施工至矩形工作井设计工作井底标高，即完成柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的施工，必要时，根据特殊用途需要，在桩顶冠梁、腰梁的对应位置设置对撑钢梁，以增强结构体系的刚度和稳定性；（五）支护结构完成使用功能后，随着回填的工作的开始，即可进行支护结构的回收工作，具体回收步骤如下：(1)随回填工作的进展，分层逐步回收面板、腰梁；(2)回填至地表部位时，开始回收桩顶冠梁及微型支护桩。与现行的矩形工作井的开挖支护技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术提出的矩形工作井开挖支护结构的使用功能很好的体现了临时支护工程工程的特点：安全可靠、技术先进、经济指标优越。保证地下结构施工期间安全的临时措施，安全可靠是首要因素，技术先进、经济指标优越是评价矩形工作井开挖支护结构的优劣的可靠标准。（2）材料特性发挥完美，充分将型钢的力学及加工性能、高聚物材料的快速膨胀、快速胶结固化及止水特性有机的结合起来，结构传力受力方式明确、结构安全可靠。（3）施工快捷，不需养生。各项工作均可无间歇地连续作业，施工快捷。尤其是高聚物材料在反应后15分钟内即形成90%左右的强度，不需养生，与传统的支护结构体系相比，可节省40%以上的施工工期。（4）综合经济效益更具优势。与传统支护技术相比，柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的最大特点是基坑使用阶段安全可靠，且该标准化的设计结构，适用于解决同一地区同类矩形工作井的全部开挖支护问题，同时后续的回收价值高，且可重复使用，并节省了大量的施工工期。因此，本专利技术研发的柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法，在土木、水利、矿山、市政工程中的矩形工作井的开挖支护技术中具有明显优势。与现行的矩形工作井的支护技术相比，柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的标准化设计施工方法又是一整套全新的技术，主要表现在：（1）全新的开挖支护结构设计理念：在矩形工作井开挖支护结构中，首次采用支护结构标准化设计理念，引入高聚物注浆技术与装配式可回收工艺，借助高聚物材料的快速膨胀、快速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的设计施工方法，其特征在于，根据相关资料完成计算与设计工作后，再进行支护结构的施工，施工过程具体包括如下步骤：（一）型钢微型支护桩施工，其具体步骤如下：(1)型钢微型支护桩加工：根据设计要求，选用满足某地区的绝大部分矩形工作井支护需要的型钢进行微型支护桩加工，包括冠梁安装孔、腰梁安装孔及回收孔的加工；(2)微型支护桩施工：在指定地面位置，利用钻孔机械完成微型支护桩的桩孔施工，施工过程中严格控制好成槽精度，包括平面定位精度和槽孔垂直精度；(3)植入微型支护桩：利用小型支架和平面定位矫正平台，精确的将加工好的微型支护桩植入确定的桩孔位置，满足设计的定位安装精度要求；(4)微型支护桩外侧回填：采用适合地层需要的材料进行回填，以保证微型支护桩周边土体的稳定，回填材料为低标号混凝土、砂石及高分子材料；（二）桩顶冠梁施工，其具体步骤如下：(1)桩顶冠梁的加工：根据矩形工作井支护结构设计结果，精确加工桩顶冠梁的安装孔，以方便桩顶冠梁与微型支护桩的螺栓连接；(2)桩顶冠梁的拼接安装：微型支护桩施工完毕后，工作井基坑开挖前，首先采用水准仪对桩顶冠梁的标高进行控制，紧接着对其位置进行初步固定，然后采用高强螺栓将桩顶冠梁与微型支护桩顶部进行固定连接；（三）矩形工作井开挖，面板、腰梁安装，侧壁高聚物注浆封闭施工，其具体步骤如下：(1)矩形工作井分层开挖0.5～1m，开挖深度范围内的侧壁进行面板安装防护，面板可以采用钢面板、预制混凝土面板或者硬质木板与微型支护桩螺栓连接；(2)面板后高聚物注浆，注浆量以面板与侧壁土体紧密结合为准；(3)腰梁安装，开挖至设定标高后，进行腰梁安装，腰梁与微型支护桩采用螺栓连接；（四）依次竖向分层开挖，重复步骤（三），施工至矩形工作井设计工作井底标高，即完成柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的施工，必要时，根据特殊用途需要，在桩顶冠梁、腰梁的对应位置设置对撑钢梁，以增强结构体系的刚度和稳定性；（五）支护结构完成使用功能后，随着回填的工作的开始，即可进行支护结构的回收工作，具体回收步骤如下：(1)随回填工作的进展，分层逐步回收面板、腰梁；(2)回填至地表部位时，开始回收桩顶冠梁及微型支护桩。...

【技术特征摘要】
1.一种柔性复合装配式可回收矩形工作井支护结构的设计施工方法，其特征在于，根据相关资料完成计算与设计工作后，再进行支护结构的施工，施工过程具体包括如下步骤：（一）型钢微型支护桩施工，其具体步骤如下：(1)型钢微型支护桩加工：根据设计要求，选用满足某地区的绝大部分矩形工作井支护需要的型钢进行微型支护桩加工，包括冠梁安装孔、腰梁安装孔及回收孔的加工；(2)微型支护桩施工：在指定地面位置，利用钻孔机械完成微型支护桩的桩孔施工，施工过程中严格控制好成槽精度，包括平面定位精度和槽孔垂直精度；(3)植入微型支护桩：利用小型支架和平面定位矫正平台，精确的将加工好的微型支护桩植入确定的桩孔位置，满足设计的定位安装精度要求；(4)微型支护桩外侧回填：采用适合地层需要的材料进行回填，以保证微型支护桩周边土体的稳定，回填材料为低标号混凝土、砂石及高分子材料；（二）桩顶冠梁施工，其具体步骤如下：(1)桩顶冠梁的加工：根据矩形工作井支护结构设计结果，精确加工桩顶冠梁的安装孔，以方便桩顶冠梁与微型支护桩的螺栓连接；(2)桩顶冠梁的拼接安装：微型支护桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：王复明，方宏远，潘艳辉，赵鹏，
申请(专利权)人：南方工程检测修复技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44