專(zhuān)利名稱(chēng)：：頂管豎井懸掛式施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及頂管豎井的施工方法，尤其是一種頂管豎井懸掛式施工方法。
背景技術(shù)：
：頂管施工是城鎮(zhèn)排水工程非開(kāi)挖地下管線施工的主要施工方法，它不需要開(kāi)挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及各種地下管線等。具有不污染環(huán)境、不影響交通、對(duì)地層結(jié)構(gòu)破壞小、施工安全可靠、周期短、無(wú)需運(yùn)輸和堆放雜土、成本低、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。頂管施工中必須要制作豎井(工作井、接收井等)，現(xiàn)有的豎井都要在測(cè)量放線、確定豎井位置后采用開(kāi)挖基坑或采用沉井施工工藝的方法來(lái)施工制作，現(xiàn)有的豎井施工方法具有如下的缺陷l.豎井距建筑較近時(shí)，如無(wú)防護(hù)結(jié)構(gòu)則對(duì)附近建筑的安全構(gòu)成威脅(容易導(dǎo)致附近建筑地基出現(xiàn)下沉現(xiàn)象)，如加設(shè)防護(hù)結(jié)構(gòu)后施工，則需增加昂貴的防護(hù)結(jié)構(gòu)成本，而防護(hù)結(jié)構(gòu)在施工完畢后也不能取出重復(fù)利用，降低成本和確保建筑安全不可兼得。2.豎井位于道路上時(shí)，開(kāi)挖基坑的施工方法施工所需的面積較大，需要關(guān)閉道路施工，來(lái)往車(chē)輛皆須繞行。3.現(xiàn)有豎井施工方法所制造出來(lái)的豎井具有易側(cè)向變形的缺陷。4.開(kāi)挖面積較大，施工周期較長(zhǎng)。5.現(xiàn)有的豎井施工方法在施工時(shí)都是開(kāi)挖好基坑后，由下至十.澆筑井壁，沒(méi)有由上至下逆向澆筑井壁的施工方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種頂管豎井懸掛式施工方法，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法包括如下施工步驟第一是豎井位置測(cè)量放線；第二是樁基施工，將至少四根的工程樁垂直壓入地下，所述工程樁沿豎井周邊布設(shè)；第三是分層施工，即分層開(kāi)挖基坑和分層澆筑井壁，其中基坑的大小和位置與豎井相同，本步驟依次包括三個(gè)子步驟；第一子步驟是第一層即最上層的施工，開(kāi)挖第一層并對(duì)該層井壁進(jìn)行澆筑；第二子步驟是中間各層的施工，向下繼續(xù)分層開(kāi)挖并逐層進(jìn)行井壁澆筑；第三子步驟是是底層的施工，開(kāi)挖最底層并對(duì)該層井壁和井底進(jìn)行澆筑。所述的第一子歩驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖第一層基坑；2.沿基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑第一層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，進(jìn)行第二子步驟；所述的第二子步驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖下一屮間層基坑；2.沿該層基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑該層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；7.待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，如果中間各層尚未施工完畢，返冋第1步進(jìn)行下一中間層的施工；如果中間各層上述工序巳施工完畢，則進(jìn)行第三子步驟；在第二子步驟進(jìn)行當(dāng)中，第一層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)第一層模板進(jìn)行拆模；上一中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)上一中間層進(jìn)行拆模；所述的第三子步驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖下一中間層基坑；2.沿基坑周邊以及底部即待澆筑的井壁、井底位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁、井底位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑底層井壁和井底，同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；在第三子步驟進(jìn)行當(dāng)中，當(dāng)?shù)诙硬襟E中最底部的一層中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)該層進(jìn)行拆模。所述的工程樁為鋼筋混凝土灌注樁或預(yù)制樁，工程樁的直徑不大于豎井壁厚的三分之一。在所述接縫處理步驟中，在各層井壁間的接縫處澆筑接縫井壁擴(kuò)大頭。在混凝土初凝時(shí)進(jìn)行第二次振搗。所述混凝土的坍落度的數(shù)值范圍為12±2厘米，一次混凝土攤鋪高度為50厘米。所述模板的投料口高出接縫30厘米。所述基坑每一層開(kāi)挖的深度由以下公式確定①"=7^^，⑦&=加2(45、4)，H是單位為米的基坑開(kāi)挖深度，c是單位為千牛的開(kāi)挖土體的內(nèi)聚力，》是單位為度的開(kāi)挖土體的內(nèi)摩擦角，v的單位是千牛/立方米，即單位為千牛的每立方米開(kāi)挖土體的重力。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法開(kāi)創(chuàng)了由上至下逆向澆筑井壁的施工方法，并且開(kāi)挖的基坑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有同類(lèi)方法所需幵挖的基坑面積，縮短了施工周期；由于本方法是分層施工、分層澆筑，因此上層混凝土澆筑、凝固并達(dá)到一定的強(qiáng)度值后即可起到水平的支護(hù)作用，此時(shí)再向下開(kāi)挖，就無(wú)須另外設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，因此在附近有其它建筑的情況下，節(jié)省了大量的支護(hù)成本，同時(shí)已澆筑井壁結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度在理論上是無(wú)限大的，因此從根本上解決了以往維護(hù)墻的側(cè)向變形問(wèn)題，進(jìn)而使周?chē)h(huán)境不至出現(xiàn)因變形值過(guò)大而導(dǎo)致路面沉陷、基礎(chǔ)下沉等問(wèn)題，更好地保證了周?chē)ㄖ锏陌踩１臼┕し椒ㄩ_(kāi)挖面積小，僅需在豎井位置處開(kāi)挖基坑即可，因此當(dāng)豎井位于道路上時(shí)也無(wú)須關(guān)閉道路后再施工，來(lái)往車(chē)輛不需要繞行。另外，本施工方法是先施工少量的樁基，再在豎井位置處向下開(kāi)挖，故在施工中的噪音大大降低，避免了因夜間施工的噪音問(wèn)題而延誤工期。由于開(kāi)挖面積小，也避免了傳統(tǒng)大面積基坑開(kāi)挖帶來(lái)的灰塵問(wèn)題，施工中產(chǎn)生的揚(yáng)塵大大減少，對(duì)環(huán)境的影響極大降低。最后，本方法中已澆筑井壁與土體之間的粘結(jié)力和摩擦力不僅可利用來(lái)承受垂直荷載，而且還可充分利用它承受水平風(fēng)力和地震作用所產(chǎn)生建筑物底部巨大水平剪力和傾覆力矩，從而大大提高了豎井的抗震能力。2.分層施工步驟中各子步驟的工序安排合理，兼顧了施工質(zhì)量和施工效率。3工程樁的直徑不大于豎井壁厚的三分之一，這樣混凝土澆筑后工程樁將完全成為井壁的一部分，還能起到加強(qiáng)筋的作用，方便施工的同時(shí)增強(qiáng)了井壁的強(qiáng)度。4.在各層井壁間的接縫處澆筑接縫井壁擴(kuò)大頭，保證了接縫處的防水性。5.混凝土初凝時(shí)進(jìn)行第二次振搗，有利于井壁、特別是接縫處的防漏。6.坍落度的數(shù)值范圍為12±2厘米，一次混凝土攤鋪高度為50厘米，有利于井壁的澆筑。7.模板的投料口高出接縫30厘米，30厘米的高度差形成壓力差，有利于接縫處混凝土更加密實(shí)。8.每一層開(kāi)挖的深度計(jì)算公式可以準(zhǔn)確地計(jì)算出各層的合理開(kāi)挖深度，使施工中不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)挖深度豎井鋼筋混凝土的重量大于支撐力的情況。圖1是木發(fā)明的流程示意圖。具體實(shí)施例方式如圖l所示，本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法包括如下施工步驟第一是豎井位置測(cè)量放線。第二是樁基施工，將至少四根的工程樁垂直壓入地下，所述工程樁沿豎井周邊均勻布設(shè)，施工中工程樁的偏移量應(yīng)小于井壁的厚度。所述的工程樁為鋼筋混凝土灌注樁或鋼管樁，工程樁的直徑不大于豎井壁厚的三分之一。第三是分層施工，即分層開(kāi)挖基坑和分層澆筑井壁，其中基坑的大小和位置與豎井相同，本歩驟依次包括三個(gè)子步驟。第一子歩驟是第一層即最上層的施工，其工序依次包括l.開(kāi)挖第一層基坑；2.沿基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑第一層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，進(jìn)行第二子步驟；另外在本子步驟中，工程樁與周?chē)馏w的摩擦力+樁頂力^第一層開(kāi)挖深度豎井鋼筋混凝土的重量；第二子步驟是中間各層的施工，其工序依次包括l.開(kāi)挖下一中間層基坑；2.沿該層基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑該層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；7.待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，如果中間各層尚未施工完畢，返回第l步進(jìn)行下一中間層的施工；如果中間各層上述工序已施工完畢，則進(jìn)行第三子步驟；在第二子步驟進(jìn)行當(dāng)中，第一層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)第一層模板進(jìn)行拆模；上一中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)上一中間層進(jìn)行拆模；另外，在本子步驟中，工程樁與周?chē)馏w的摩擦力+樁頂力+上層己澆筑井壁與周?chē)馏w的摩擦力》施工層開(kāi)挖深度豎井鋼筋混凝土的重量；第三子步驟是是底層的施工，其工序依次包括l.開(kāi)挖底層基坑；2.沿基坑周邊以及底部即待澆筑的井壁、井底位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁、井底位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑底層井壁和井底，使工程樁與井側(cè)壁、井底澆筑為一體。同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；在第三子歩驟進(jìn)行當(dāng)中，當(dāng)?shù)诙硬襟E中最底部的一層中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)該層進(jìn)行拆模。另外，在本子步驟中，工程樁與周?chē)馏w的摩擦力+樁頂力+上部已澆筑井壁與周?chē)馏w的摩擦力>底層開(kāi)挖深度豎井鋼筋混凝土的重量。在以上各層的施工中，每層的混凝土初凝時(shí)都進(jìn)行二次振搗；本發(fā)明所指的豎井，可以是頂管工作井，也可以是接收井；本方法所用混凝土的坍落度的數(shù)值范圍為12土2厘米，一次混凝土攤鋪高度為50厘米；所述模板頂部投料口高出接縫30厘米，有利于接縫處混凝土更加密實(shí)；所述基坑每一層開(kāi)挖的深度由以下公式確定①^=,(2)《"=tan2(45°-^)，H是單位為米的基坑開(kāi)挖深度，c是單位為千牛的開(kāi)挖土體的內(nèi)聚力，"是單位為度的開(kāi)挖土體的內(nèi)摩擦角，p的單位是千牛/立方米，即單位為千牛的每立方米開(kāi)挖土體的重力(KN/m3)。本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法中需要用到下表所示的機(jī)具設(shè)備-<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法中需要用到下表所示的勞動(dòng)人員:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法中相關(guān)的質(zhì)量要求如下一、主控項(xiàng)目1.工程原材料、成品、半成品的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)要求；檢査方法檢査產(chǎn)品質(zhì)量合格證、出廠檢驗(yàn)報(bào)告和進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)報(bào)告。2豎井結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和尺寸應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，結(jié)構(gòu)無(wú)滴漏和線流現(xiàn)象。檢査方法觀察按《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268-2008)附錄F第R0.3條的規(guī)定逐座進(jìn)行檢査，檢査施工記錄。3混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度等級(jí)、抗?jié)B等級(jí)符合設(shè)計(jì)要求。檢査數(shù)量每根樁、每層井筒為一個(gè)驗(yàn)收批，抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B試塊應(yīng)各留置一組；檢查方法檢查混凝土澆筑記錄，檢查試塊的抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B試驗(yàn)報(bào)告。二、一般項(xiàng)目l.結(jié)構(gòu)無(wú)明顯滲水和水珠現(xiàn)象；檢查方法按《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50268-2008)附錄F第F.0.3條的規(guī)定逐座觀察。2.豎井施工的允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1懸掛法施工豎井的允許偏差<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注H為豎井的高度(mm);B為后背墻的長(zhǎng)度(mm)。本發(fā)明的頂管豎井懸掛式施工方法的施工過(guò)程中應(yīng)有如下的安全措施1、建立完善的施工安全保證體系，加強(qiáng)施工過(guò)程中的安全檢査和控制，確保安全生產(chǎn)。2、施工現(xiàn)場(chǎng)的安全設(shè)施、施工人員的安全培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)安全技術(shù)交底均應(yīng)遵守《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程》。3、拌合設(shè)備、泵送設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、起重設(shè)備的操作人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)考核，持證上崗。4、嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖深度，派專(zhuān)人進(jìn)行觀測(cè)，一旦基坑立面無(wú)法自立，需立即采取加固措施。5、當(dāng)井壁上有涌水時(shí)，預(yù)埋膠管，把水引入積水坑，抽排出井外，并對(duì)涌水點(diǎn)周?chē)殴茏{堵水。6、拌合設(shè)備、泵送設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備在使用前均應(yīng)檢查其性能是否可靠，確保設(shè)備運(yùn)行安全。7、施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的一切電源、電線路的安裝與拆除，必須由專(zhuān)職持證電工作業(yè)，電器嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。權(quán)利要求1.頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于包括如下施工步驟第一是豎井位置測(cè)量放線；第二是樁基施工，將至少四根的工程樁垂直壓入地下，所述工程樁沿豎井周邊布設(shè)；第三是分層施工，即分層開(kāi)挖基坑和分層澆筑井壁，其中基坑的大小和位置與豎井相同，本步驟依次包括三個(gè)子步驟；第一子步驟是第一層即最上層的施工，開(kāi)挖第一層并對(duì)該層井壁進(jìn)行澆筑；第二子步驟是中間各層的施工，向下繼續(xù)分層開(kāi)挖并逐層進(jìn)行井壁澆筑；第三子步驟是是底層的施工，開(kāi)挖最底層并對(duì)該層井壁和井底進(jìn)行澆筑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述的第一子步驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖第一層基坑;2.沿基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑第一層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，進(jìn)行第二子步驟；所述的第二子步驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖下一中間層基坑；2.沿該層基坑周邊即待澆筑的井壁位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑該層井壁，同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；7.待混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度的85%之后，如果中間各層尚未施工完畢，返回第1步進(jìn)行下一中間層的施工；如果中間各層上述工序已施工完畢，則進(jìn)行第三子步驟；在第二子步驟進(jìn)行當(dāng)中，第一層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)第一層模板進(jìn)行拆模；上一中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)上一中間層進(jìn)行拆模；所述的第三子步驟依次包括如下工序l.開(kāi)挖下一中間層基坑；2.沿基坑周邊以及底部即待澆筑的井壁、井底位置綁扎鋼筋；3.沿待澆筑的井壁、井底位置支模板，模板將所述鋼筋和所述工程樁圍護(hù)在內(nèi)；4.拌制混凝土；5.從模板的投料口澆筑底層井壁和井底，同時(shí)進(jìn)行振搗；6.接縫處理；在第三子步驟進(jìn)行當(dāng)中，當(dāng)?shù)诙硬襟E中最底部的一層中間層的混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)設(shè)值的100%后，對(duì)該層進(jìn)行拆模。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述的工程樁為鋼筋混凝土灌注樁或預(yù)制樁，工程樁的直徑不大于豎井壁厚的三分之一。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于在所述接縫處理步驟中，在各層井壁間的接縫處澆筑接縫井壁擴(kuò)大頭。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于在混凝土初凝時(shí)進(jìn)行第二次振搗。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述混凝土的坍落度的數(shù)值范圍為12±2厘米，一次混凝土攤鋪高度為50厘米。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述模板的投料口高出接縫30厘米。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述基坑每一層開(kāi)挖的深度由以下公式確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>H是單位為米的基坑開(kāi)挖深度，c是單位為千牛的開(kāi)挖土體的內(nèi)聚力，》是單位為度的開(kāi)挖土體的內(nèi)摩擦角，"的單位是千牛/立方米，即單位為千牛的每立方米開(kāi)挖土體的重力。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于所述基坑每一層開(kāi)挖的深度由以下公式確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>H是單位為米的基坑開(kāi)挖深度，c是單位為千牛的開(kāi)挖土體的內(nèi)聚力，》是單位為度的開(kāi)挖土體的內(nèi)摩擦角，"的單位是千牛/立方米，即單位為千牛的每立方米開(kāi)挖土體的重力。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種頂管豎井懸掛式施工方法，其特征在于包括如下施工步驟第一是豎井位置測(cè)量放線；第二是樁基施工，將至少四根的工程樁垂直壓入地下，工程樁沿豎井周邊布設(shè)；第三是分層施工，即分層開(kāi)挖基坑和分層澆筑井壁，其中基坑的大小和位置與豎井相同，本步驟依次包括三個(gè)子步驟；第一子步驟是第一層即最上層的施工，開(kāi)挖第一層并對(duì)該層井壁進(jìn)行澆筑；第二子步驟是中間各層的施工，向下繼續(xù)分層開(kāi)挖并逐層進(jìn)行井壁澆筑；第三子步驟是是底層的施工，開(kāi)挖最底層澆筑該層井壁和井底。本發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了由上至下逆向澆筑井壁的施工方法，縮短了施工周期，施工中無(wú)須另外設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)，解決了以往維護(hù)墻的側(cè)向變形問(wèn)題，提高了豎井的抗震能力。文檔編號(hào)E02D29/00GK101638898SQ200910065838公開(kāi)日2010年2月3日申請(qǐng)日期2009年8月19日優(yōu)先權(quán)日2009年8月19日發(fā)明者吳湘云,吳紀(jì)東,多化勇,艷楊,羅付軍申請(qǐng)人:鄭州市市政工程總公司;吳紀(jì)東