一种浅埋软土加固综合管沟装置及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及岩土工程的地下洞室开挖技术领域，具体是一种浅埋软土加固综合管沟装置及施工方法。
【背景技术】
[0002]城市综合管沟(廊)也称为共同沟，是在城市地下建造市政公用隧道空间，将电力、通信、供水等市政公用管线，根据规划的要求集中敷设在一个构筑物内，实施统一规划、设计、施工和管理。作为城市的地下生命线，综合管沟的修建给城市的交通与经济带来了巨大的活力，但同时也不能忽视综合管沟带来的巨大的安全隐患。供热管道、给水排水管道、煤气管道以及通信管道等重要城市管道都敷设在综合管沟之中，而一旦遇到人为因素或自然灾害造成综合管沟的破坏，很可能由于沟内管道的破坏而引发火灾、爆炸、泄毒以及疫情传播等次生灾害，这一隐患严重威胁了城市的安全及居民的生命财产安全。综合管沟一般埋设于地表以下1.5?2.0m，属于浅埋管沟，由于土的传力特性，浅埋管沟需要特别注意外部荷载作用下主体结构的承载能力；同时地质条件为软土，管沟受场地条件、管沟结构的影响尤为明显。所以浅埋软土综合管沟被破坏的可能性相比一般低下洞室而言大大增加，造成破坏的因素主要考虑外部荷载、场地条件和管沟结构三个方面。在外部荷载方面，主要考虑自重荷载及动荷载，动荷载一般包括地震波与施工过程中的车辆荷载；在场地条件方面，主要考虑地基的土质、断层及周边建筑影响；在管沟结构方面，主要考虑综合管沟的受力特性、承力类型及接头处理。
[0003]有鉴于此，目前亟需从上述三个方面设计一种方法来减小浅埋软土中综合管沟破坏的隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种浅埋软土加固综合管沟装置及施工方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种浅埋软土加固综合管沟装置，包括设置在基坑内的土工格栅、综合管沟主体、连接钢板和预埋螺杆，所述土工格栅设置在基坑内的底端和顶端，所述综合管沟主体设置在土工格栅之间，所述预埋螺杆竖向焊接在综合管沟主体顶板和底板的的中心处的钢筋上，综合管沟主体的顶板下端呈井字形安装有横向工字钢梁和纵向工字钢梁，横向工字钢梁和纵向工字钢梁交叉处的下方设置有钢管柱，综合管沟主体外侧壁上设置有呈菱形状分布的斜拉角钢，在菱形状的斜拉角钢内侧焊接有竖向钢板，所述连接钢板焊接在斜拉角钢两端，预埋螺杆穿过连接钢板的预留孔洞并通过螺帽固定。
[0006]一种浅埋软土加固综合管沟装置的施工方法，包括以下步骤:
(1)场地放线，基坑放坡开挖呈梯形，基坑外设排水沟；
(2)在基坑底由下至上呈梯形往复分层铺设土工格栅与碎石层至实际施工所需高度，然后进行结构两侧的土体回填；
(3)铺设碎石砂层，浇筑混凝土垫层；
(4)综合管沟主体施工，综合管沟主体的外墙顶板与底板纵向中心处安装预埋螺杆，施工缝处预埋止水钢板；
(5)综合管沟主体内部安装横向工字钢梁和纵向工字钢梁，横向工字钢梁和纵向工字钢梁交叉中心处安装钢管柱；
(6)综合管沟主体侧墙外表面呈菱形状安装斜拉角钢，菱形中焊接四道竖向钢板，斜拉角钢两端焊接于连接钢板两侧，用螺帽将连接钢板固定在预埋螺杆上；
(7)施工第二层土体回填；
(8)在第二层回填土体表面由下至上往复分层铺设土工格栅与碎石层至设计标高，进行结构两侧的第三层土体回填。
[0007]作为本发明进一步的方案:所述步骤(2) (8)中，在碎石层上铺设土工格栅时，先在碎石层上铺洒5cm的碎土 ；碎石层厚度均为0.3m，碎石层的碎石粒径为土工格栅孔眼当量直径的0.5?0.8 ;所述土工格栅采用聚丙烯双拉塑料格栅，每段土工格栅沿基坑水平横向铺设，相邻土工格栅的搭接长度应不小于20cm。
[0008]作为本发明进一步的方案:所述步骤(3)中，碎石砂层与混凝土垫层的厚度均为0.15m0
[0009]作为本发明进一步的方案:所述步骤(4)中，综合管沟主体外侧墙上顶板和底板的纵向中线处各2个竖向间距为0.12m的预埋螺杆，纵向间距为6m。
[0010]作为本发明进一步的方案:所述步骤(5)中，纵向工字钢梁沿综合管沟主体的顶板内面纵向分两道布置，横向间距为2m ;横向工字梁沿综合管沟主体顶板内面横向布置，间距为4m ;横向工字钢梁和纵向工字钢梁在腹板处均设有竖向加劲肋，间距为Im ;钢管柱的直径为0.2m，钢管柱两端焊有方形钢板，一端贴于钢梁，一端贴于综合管沟主体的底板。
[0011]作为本发明进一步的方案:所述步骤(6)中，斜拉角钢的型号为L160X 100X 12，竖向钢板纵向间距为1.2m。
[0012]作为本发明再进一步的方案:所述步骤(2) (7) (8)中，回填土夯实时，先夯实基坑边坡部分回填土及综合管沟主体外侧墙加固部位，再夯实沟槽回填土，综合管沟主体两侧的填土高度差不大于0.5m。
[0013]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)本发明方法中坑底形成复合层状结构能加固软弱地层，大大增加地基承载能力，间接放大了基础的底面积，减少了软土地基的单位面荷载，从而改善了综合管沟的不均匀沉降，达到了防止综合管沟主体结构破坏的问题；
(2)使用本发明施工方法能形成综合管沟主体内外双重加固结构，能将综合管沟原有的板式结构承载体系变为梁柱式承载体系，在由于人为因素或地震而造成沟体上覆荷载增大的情况下，通过合理改变沟体的承载模式使沟体能够继续安全工作；在沟体结构外侧墙的加固措施限制了施工缝与变形缝处沟体接头两侧墙体的相对位移，从而大大减小了地下沟体在接头处破坏的可能性，同时增加了侧墙的整体性及对侧向土压力的承载能力；
(3)使用本发明方法在肯定形成的复合层状结构能增大回填土层的承载能力，可直接将该复合层状结构作为道路基础；同时该复合层状结构具有较好的刚度，能够发挥跨越作用，将所承受的施工荷载由中部转移至两侧边缘，从而达到综合管沟上部卸载作用，保证综合管沟的安全使用，间接加固综合管沟。
【附图说明】
[0014]图1为本发明的综合管沟主体的横断面示意图。
[0015]图2为本发明的综合管沟主体内部加固的纵断面示意图。
[0016]图3为本发明的综合管沟主体外侧墙加固示意图。
[0017]图中:1_排水沟；2_土工格栅；3_碎石层；4_第一层回填土体；5_碎石砂层；6-混凝土垫层；7_施工缝；8_综合管沟主体；9_横向工字钢梁；10_纵向工字钢梁；11-钢管柱；12-连接钢板；13-斜拉角钢；14-变形缝；15-预埋螺杆；16-竖向钢板；17-第二层回填土体；18-第三层回填土体。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]请参阅图1?3，本发明实施例中，一种浅埋软土加固综合管沟装置，包括设置在基坑内的土工格栅2、综合管沟主体8、连接钢板12和预埋螺杆15，土工格栅2设置在基坑内的底端和顶端，综合管沟主体8设置在土工格栅2之间，预埋螺杆15纵向焊接在综合管沟主体8顶板和底板的的中心处的钢筋上，综合管沟主体8的顶板下端安装有呈井字形分布的横向工字钢梁9和纵向工字钢梁10，横向工字钢梁9和纵向工字钢梁10交叉处的下方设置有钢管柱11，综合管沟主体8外侧壁上呈菱形设置有斜拉角钢13，在菱形状分布的斜拉角钢13内侧焊接有竖向钢板16，连接钢板12焊接在斜拉角钢13两端，预埋螺杆15穿过连接钢板12的预留孔洞并通过螺帽固定。
[0020]该浅埋软土加固综合管沟装