摘 要:本文作者结合深圳地铁1号线工程实例,并对线悬吊保护方案进行了确定与计算,同时阐述了横跨基坑的施工技术措施。 关键词:横跨基坑;计算方法;施工措施 中图分类号:TD214+.4 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)020(c)-0099-01
一、工程概况
深圳地铁1号线大新站位于前海路、桃园路交汇处,整个车站基坑在桃园路下,该范围内有污水管、雨水管、高压电缆等管线。虽然目前部分管线已悬吊保护,但钢便桥下的∮1500污水钢管已由管线单位改迁到位,待段土方开挖时需对该管线进行悬吊保护。
本次悬吊保护的污水钢管位于14~15轴钢便桥下,南北走向横跨基坑。该段基坑采用该挖顺做法施工,基坑宽19.1m,围护结构采用∮1200钻孔桩+∮600旋喷桩。
二、管线悬吊保护方案的确定及计算
由于管线位于钢便桥下,已无空间安装其他的悬吊材料,故就地取材利用钢便桥的军用梁作为管线的悬吊材料,如图1、图2所示。∮1500污水钢管跨度20.3m。
图1:钢管悬吊示意图
图2:钢管悬吊剖面图
根据军用梁的截面特性,如图所示,简化为4根16b槽钢组合截面,宽580mm,高1660mm,其截面惯性矩为Ix=5226.74×106mm4,截面抵抗矩为Wx=Ix/(h/2)=6.3×106mm3,由此得出单根军用梁容许值[M]=1354KN•m,[Q]=1154KN。
(一)荷载参数
(1)污水钢管自重;管壁厚δ=16mm,则G管=πDL0δγ=3.14×1.5×1×0.016×7.85=5.9KN/m;
(2)管内水荷载;G水=πD2L0γw/4=3.14×1.52×1×1/4=17.7KN/m;
(3)钢便桥上行车荷载;该数据无参考资料,估值取G车=30KN/m;
(4)单片军用梁自重;g=2.9KN/m;
(5)总荷载:q=G管+G水+ G车+ g=79.5KN/m。
(二)内力计算
本工程按均布线荷载简支梁进行计算:
图3:内力计算简图
Mmax=ql2/8=79.5×242/8=5724KN・m・≤5[M]=6770KN•m
Qmax=ql/2=79.5×24/2=954KN≤5[Q]=5770KN
经验算,本管线采用5片军用梁悬吊结构能满足安全和使用要求。悬吊槽钢与军用梁节点均用U型扣连接,每道槽钢需10个U型扣。
三、施工技术措施
(一)施工工序
局部开挖放置托架槽钢并安装钢丝绳及花篮螺栓→管底掏挖和收紧花篮螺栓→悬吊安装完成→围护结构管口处理
(二)施工要点
(1)施工中遵循“先悬吊后开挖”的原则,为避免管线未悬吊而被挖空,先人工局部挖土将槽钢放置于水管下方作为托架,同时安装吊索及花篮螺栓。
(2)为避免管线完全悬吊时弯沉量过大,土方开挖时应先中间后两端分段进行,最后收紧花篮螺栓完成悬吊施工。
(3)钢管两端与围护结构接触处均做好防水处理,为防止该部分土体倾落,采用钢筋混凝土护面+土钉,具体做法详见(图4、图5)
图4:管线围护结构节点处平面示意图
图5:管线围护结构节点处剖面图
四、变形监测
为了确保管线悬吊的安全可靠性,需对管线的沉降和变形进行监测。
作者单位:深圳市建业(集团)股份有限公司
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