一种可调节式地下埋管支承系统及其施工与调节方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可调节式地下埋管支承系统及其施工与调节方法，涉及软土地基处理领域，所述系统包括：粉喷桩、土工布、褥垫层、下承板、上承板和埋管调节装置。施工时先用粉喷桩对埋管基础软基进行加固，然后在其上铺设土工布，土工布上铺设褥垫层，褥垫层碾压平整完成后，进行下承板、上承板的施工，上承板施工过程中敷设管道，管道敷设完成后，进行外套护管、沉降观测管以及管帽的施工，最后对埋管基坑进行回填施工。调节时将辅助升降杆安装到螺杆上，并反调螺杆的上升值，使上升值与沉降值相等，即完成了埋管的沉降调节。该装置及其施工与调节方法可使常见的埋管处易发生不均匀沉降的现象得到有效遏制，具有广阔的工程应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节式地下埋管支承系统及其施工与调节方法
本专利技术涉及软土地基处理领域，具体涉及一种可调节式地下埋管支承系统及其施工与调节方法。
技术介绍
当建筑建造在软土地基上时，地下水位线一般较高，地基承载力多数较低，故建筑物地基一般需进行软基处理，使得地基土的承载力可满足建筑物的承载力要求。经软基处理后建筑物的工后沉降量一般较小。随着现代建筑功能的日臻完善，建筑中的各种埋管越来越多，埋管按其功能可以分为：电力、通信、燃气、给水、热力、排水等各种类型的埋管，数量也日趋繁多。常规做法中，埋管基础的典型做法如附图1～2所示，当建筑物建在软土地基上时，为了满足地基的承载力要求，一般需对建筑物下方的软基进行地基处理，从而使处理后基础的承载力满足设计要求。当建筑主体结构施工完成后，进入建筑物管线敷设阶段时，一般在建筑物外侧（如附图2中开挖线以上的埋管区域）埋管13的下方采用“换土垫层法”对埋管13下的软基进行加固。具体地，即先将埋管13下方原覆土挖除，然后换填为压缩率较低的换土垫层20，再在其上敷设埋管13，这种埋管基础施工简单、效率较高，但也存在明显弊端：因建筑主体结构下方处理后基础的沉降较小，故建筑主体结构内埋管13（见附图1）的沉降量相应地较小；而建筑主体结构外侧的“埋管区域”内埋管13因管道所在处地基的承载力较小，故沉降量一般较大，并且经常因该埋管段上层覆土发生固结、沉降等，而使埋管13发生不均匀沉降，当埋管13的沉降量较大时，埋管13经常发生断裂、渗漏等破坏。上述埋管13在发生了断裂、渗漏之后，对其进行维修一般较为困难，维修时一般需在埋管13破坏位置进行大开挖，维修周期长、费用高。同时因管道停工等给建筑物内使用人员的工作、生活带来诸多不便，由此产生的经济损失往往也较大。为克服软土地基上敷设地下埋管时，当地下水位较高时，建筑物外侧埋管处经常因上层覆土发生固结、沉降等，而使埋管发生不均匀沉降，当埋管为刚性管道时，因不均匀沉降，埋管经常发生断裂、渗漏等、且埋管的维修工期较长、维修成本较高这一技术难题，故急需通过技术改进等措施来解决所提出的技术难题。
技术实现思路
为解决所提出的技术难题，为此，本专利技术提出一种可调节式地下埋管支承系统，该系统包括：从下而上依次设置的粉喷桩、土工布、褥垫层、下承板、上承板和埋管调节装置。粉喷桩竖直设置在埋管基础上的软基之中，粉喷桩的上端与软基表面齐平，用于加固软基；土工布铺设在上述软基表面；褥垫层铺设在土工布上；下承板设置于褥垫层上，上承板设置于下承板上，且上承板和下承板配合形成中空区域。埋管调节装置包括管道吊卡和调节部。管道吊卡设置于上述中空区域中，管道吊卡的内部用于布设埋管。调节部的一端固连在管道吊卡上用于将管道吊卡吊起并悬空于上述中空区域中，调节部的另一端外露于上承板的上方用于需要升降时与升降设备连接。调节部包括球铰、螺杆、外套护管和沉降观测管。球铰固定在管道吊卡的上表面。上承板上位于球铰上方的板体上设置有沿竖直方向贯穿的预留孔；预留孔中固定有预埋螺母。螺杆轴向竖直地穿过预埋螺母，且螺杆的下端固定在球铰的球销上，螺杆的上端外露于上承板的上方。沉降观测管套设在预埋螺母上端位置以上的螺杆的外部。下承板与上承板通过水平接缝相连接。沉降观测管锚固在上承板中，沉降观测管上部安装有管帽。沉降观测管外部设置有外套护管，所述外套护管搁置于上承板的上表面上。褥垫层由级配碎石或者粗砂或者陶粒中的一种或多种组成。管下承板和上承板由钢筋混凝土现浇或预制而成。升降设备为辅助升降杆，螺杆的上端与辅助升降杆的下端设置有相互适配的内外六角。优选地，褥垫层由级配碎石组成，也可根据施工现场实际情况，选用级配砂石料或别的材料替代。优选地，管下承板、上承板采用预制混凝土形式，以加快施工进度。也可根据施工现场实际情况，选用现浇混凝土形式。一种可调节式地下埋管支承系统的施工方法，具体包括以下步骤：1）埋管位置确定、地面放线完成后，先在埋管轴线及两侧位置进行粉喷桩施工，施工时喷粉由设的粉喷桩底部喷至下承板截面管底高程后停止喷粉，按设计截面进行埋管基坑开挖；2）基坑开挖至设计高程后，在基坑内底两侧设置排水沟和排水井，进行基坑内部降水施工；3）截断粉喷桩多余桩头，基坑内场地平整后，铺设土工布，铺设褥垫层，褥垫层碾压平整完成后，进行下承板结构施工，然后在埋管管身上安装管道吊卡、球铰和预埋螺母，再进行上承板结构施工，施工时先将沉降观测管穿装在球铰外侧的螺杆的外侧，并锚固在上承板的混凝土中；4）上承板结构施工完成、养护完成之后，在其上的沉降观测管外侧穿装外套护管，对排水井进行封井，对基坑进行回填施工，施工完成后用辅助升降杆调整埋管至设计高程。优选地，上述步骤中的辅助升降杆的一端端头为内六角，另一端端头为外六角；所述内六角可嵌套在螺杆的外六角上。一种可调节式地下埋管支承系统的调节方法，具体按下述方法实现：当埋管发生沉降后，通过测量沉降观测管的沉降值，将辅助升降杆安装到螺杆上，并反调螺杆的上升值，使上升值与沉降值相等，即完成了埋管的沉降调节。优选地，上述调节方法中的辅助升降杆的一端端头为内六角，另一端端头为外六角；所述内六角可嵌套在螺杆的外六角上。技术原理:首先采用粉喷桩对埋管基础的软基进行整体加固，然后在粉喷桩上依次设置土工布、褥垫层、支承板和上承板，通过将埋管通过管道吊卡、球铰、螺杆与上承板相连。一方面，通过对埋管下软基采用粉喷桩进行加固，使得基础的承载力大大提高，埋管的不均匀沉降大幅度减小；另一方面，将埋管悬吊在上承板上，使得埋管本身及外部覆土的重力间接传递至下层基础中，埋管本身不承受上层覆土的重力，埋管的不均匀沉降进一步得到减小。当下承板、上承板因上层覆土的固结硬化发生沉降时，通过管道吊卡、球铰、螺杆的共同作用，使得埋管不发生扭转破坏，只发生竖向的相对位移，最后通过辅助升降杆及时对埋管进行调平，实现了埋管高程的二次调节，从而使埋管始终处于良好的运行状态。通过上述方法的联合应用，大大减小或基本消除了埋管的工后沉降。有益效果:通过采用本专利技术的一种可调节式地下埋管支承系统，使得常见的埋管处易发生不均匀沉降的现象得到有效遏制，埋管处的工后沉降大大减小，有效减小了因埋管处经常发生不均匀沉降而使埋管发生渗漏、破裂等现象，进而使埋管在运行期的运维成本大大降低。进一步地，当埋管发生不均匀沉降后，可通过辅助升降杆对埋管进行适时调节，避免埋管不均匀沉降的进一步开展，实现了无需大开挖即可对埋管高程进行调节的目的，从而有效避免了埋管因不均匀沉降而使埋管发生渗漏、破裂等现象。该装置及其施工与调节方法具有广阔的工程应用前景。附图说明图1为现有技术常规做法中埋管基础的处理方法示意图；图2为图1中A-A的剖面图；图3为本专利技术的结构示意图；图4为图3中A大样图；图5为辅助升降杆的结构示意图。...

【技术保护点】
1.一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，包括从下而上依次设置的粉喷桩（3）、土工布（4）、褥垫层（5）、下承板（6）、上承板（7）和埋管调节装置；/n所述粉喷桩（3）竖直设置在埋管基础上的软基之中，粉喷桩（3）的上端与软基表面齐平，用于加固软基；/n所述土工布（4）铺设在上述软基表面；/n所述褥垫层（5）铺设在土工布（4）上；/n所述下承板（6）设置于褥垫层（5）上，所述上承板（7）设置于下承板（6）上，且上承板（7）和下承板（6）配合形成中空区域；/n所述埋管调节装置包括管道吊卡（9）和调节部；/n所述管道吊卡（9）设置于上述中空区域中，管道吊卡（9）的内部用于布设埋管（13）；/n所述调节部的一端固连在管道吊卡（9）上，用于将管道吊卡（9）吊起并悬空于上述中空区域中，调节部的另一端外露于上承板（7）的上方用于需要升降时与升降设备连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，包括从下而上依次设置的粉喷桩（3）、土工布（4）、褥垫层（5）、下承板（6）、上承板（7）和埋管调节装置；
所述粉喷桩（3）竖直设置在埋管基础上的软基之中，粉喷桩（3）的上端与软基表面齐平，用于加固软基；
所述土工布（4）铺设在上述软基表面；
所述褥垫层（5）铺设在土工布（4）上；
所述下承板（6）设置于褥垫层（5）上，所述上承板（7）设置于下承板（6）上，且上承板（7）和下承板（6）配合形成中空区域；
所述埋管调节装置包括管道吊卡（9）和调节部；
所述管道吊卡（9）设置于上述中空区域中，管道吊卡（9）的内部用于布设埋管（13）；
所述调节部的一端固连在管道吊卡（9）上，用于将管道吊卡（9）吊起并悬空于上述中空区域中，调节部的另一端外露于上承板（7）的上方用于需要升降时与升降设备连接。


2.根据权利要求1所述的一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，所述调节部包括球铰（10）、螺杆（11）、外套护管（14）和沉降观测管（15）；
所述球铰（10）固定在管道吊卡（9）的上表面；
所述上承板（11）上位于球铰（10）上方的板体上设置有沿竖直方向贯穿的预留孔；所述预留孔中固定有预埋螺母（12）；
所述螺杆（11）轴向竖直地穿过预埋螺母，且螺杆（11）的下端固定在球铰（10）的球销上，螺杆（11）的上端外露于上承板（7）的上方；
所述沉降观测管（15）套设在预埋螺母（12）上端位置以上的螺杆（11）的外部。


3.根据权利要求1～2中任一项所述的一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，所述下承板（6）与上承板（7）通过水平接缝（8）相连接。


4.根据权利要求2所述的一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，所述沉降观测管（15）锚固在上承板（7）中，所述沉降观测管（15）上部安装有管帽（16）。


5.根据权利要求4所述的一种可调节式地下埋管支承系统，其特征在于，所述沉降观测管（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马军卫，吴方华，陈静静，
申请(专利权)人：南京润业企业管理咨询中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：江苏;32