挡墙下方沟开挖支护
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摘要：城市道路交通是一项繁琐的系统工程,通常会迁扯到各个市政管线结构工程、绿化工程、环境工程、交通工程等。改造条件不同,改造的内容、规模、遇到的问题也会不同。本文结合海淀区八家南北线道路施工过程中遇到在挡墙下方沟改造施工，施工过程中搭设门洞式结构支护挡墙，在方沟及道路施工中相对比较少见。
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1．前言
众所周知雨水方沟施工原本相对比较简单。在市政工程的大环境下,由于条件限制，它又被赋予了很多新的特殊性,从而衍生出很多新的施工方法。本文以下要介绍的就是挡墙下雨水方沟改造施工的方法，主要技术点在于施工时如何不对其上挡墙造成破坏和不利荷载，探讨了一种从地下穿过地上结构物，而又不对其上结构产生不利破坏及影响的施工方法。
2.挡墙下雨水方沟开槽支护施工方法研究
在挡墙基础底（3.78m宽）处有一现况雨水方沟，净高0.9m，净宽1.8m的雨水方沟，方沟盖板长1.1m，宽2.27m，厚0.2m；侧墙高0.9m，厚0.24m；底板宽2.48m，厚0.2m；垫层宽2.68m，厚0.1m。设计要求其侧墙、底板予以保留，但盖板需要更换。施工时不拆除其上方的3块挡墙板。我们需要解决的技术难点有：
如何开槽才能使挡墙基础受到最小的扰动，不对其竖向荷载造成影响。
用什么样的支护结构结构才能最经济实惠，可行性大。
开槽与支护的逻辑关系。
2.1
门洞式支护与其它支护方法对比：
2.2分析
挡墙及挡墙基础受力主要以竖向荷载为主，所以开槽时候挖挡墙基础正下方土壤对挡墙受力影响最大。根据受力分析确定在挖这部分土壤时候需要对其进行支护。挡墙与雨水方沟属于正交关系，也就是说雨水方沟与挡墙的关系就像穿过桥洞的行车道一样。所以我们要做的就是让即将悬空的挡墙基础部分有自己的“墩柱”。
2.3结构介绍
挡墙基础宽3.78m，需搭设门洞的范围为东西向长4m，南北向长4m。先开挖挡墙轴线两侧部分槽宽4m，在紧贴基础西侧用施工中常用的架子管支撑两根25a工字钢（根据具体情况选取）于东侧搭成板凳式结构，工字钢支腿使用碗扣支架搭设，横纵向间距30*30cm，步距60cm，支墩设3根纵向立杆，立杆的平面位置必须在原方沟侧壁外侧，碗扣支架基础铺设30cm厚C30混凝土。使其不对方沟的造成过多的额外荷载，25a工字钢下使用10*15cm方木作为分配梁，门洞高度比现况盖板高出60cm。开挖挡墙西侧，东侧不开挖无需断路，使用机械开挖。开挖挡墙基础下时均采用人工开挖减少对基础的扰动。
工字钢距离挡墙基础混凝土下侧间距不能过大，比重轨高度稍大即可。减少土的塑性变形使门洞结构能够起到有效的支撑作用。准备工作完成后用洛阳铲在挡墙基础底每隔30cm掏出一15.5cm*13.5cm的暗洞。插入50#型重轨，插入超出基础1.5m进入原土层。安插重轨时必须担在两侧工字钢上且保证水平平行，使其受力均匀。平面及断面位置关系如下图：
断面图：
2.4施工介绍
门洞搭设完毕后，在门洞内进行常规方沟盖板施工， 门洞内回填时因为空间有限，挡墙基础下回填砂石料。门洞外挡墙西侧也同时回填，挡墙外侧回填时应注意，回填土宜使用基槽内挖出的土，不得含有杂质，不得采用淤泥及淤泥质的土作为回填料，回填土应符合设计及施工要求。最佳含水率应通过实验确定。盖板以上0.5m范围内的覆土回填时，不得使用重型及振动压实机械碾压。0.5m以上可采用机械还土，还土时分层铺设夯实。
门洞内回填至挡墙基础顶部位置时，抽出重轨拆除工字钢及支架，继续回填砂石料。待整个方沟段回填完毕后，在挡墙基础上提前钻的眼作为注浆孔及排气孔，间距50cm，采用低压力注浆。
2.5计算：
方沟上侧的重力： 14+2=16吨
重轨的受力分析：
由于钢轨水平插入土层内，上侧传来的力由两侧共同承担。
16÷8=2吨 （8根重轨每根受到3吨=20KN重力）
q=F÷L=20÷4.2=4.76Kn/m
M=ql2/8=4.76×4.22÷8=10.5Knm2
ó=M/W=10.5 x10 3÷287.2 x10-6=36.6Mpa＜150 Mpa满足要求
ω=5ql4/384EI=5×4.76×103×4.24/384×200*103×2037×10-8×106
=4.7mm﹤4200/400=10.5mm满足要求
25a工字钢受力分析：
25a上所承受的荷载为上部全部重量按简支梁分配每侧16÷2=8吨 80KN
q=F÷L=80÷2.1=38.1Kn/m
M=ql2/8=38.1×2.12÷8=21Knm2
ó=M/W=21 x10 3÷401.4x10-6=52.3Mpa＜150 Mpa满足要求
ω=5ql4/384EI=5×38.1×103×2.14/384×200*103×5017×10-8×106
=0.9mm﹤2100/400=5.25mm满足要求
碗扣支架立杆受力分析：
挡墙支架所承受重量为16+（38.08×4.4×4+51.51×7×8）÷1000=19.6吨
每侧受力19.6÷2=9.8吨 由12根碗扣支架立杆支撑。每根承受重量为
9.8÷12=0.82吨 根据经验每根立杆能承受荷载最少2吨。立杆满足要求
6) 重轨下土层承载能力分析：
fa=fak+ηb·γ(b-3)+ ηd·γ0m·（d-0.5）
=250+0×γ(b-3)+1.0×260×0.3
=328 Kp
fa修正后的地基承载力特征值
fak 地基承载力特征值
ηb基础宽度修正系数ηd基础深度修正系数
γ基底底下重度γ0基底上底平均重度
b基础宽度d基础埋置深度
重轨下地基承载力计算
328×2.1×1.5=1033.2KN=103.32吨 满足要求。
支架基础受力分析：
0.82吨为8.2KN 每根立杆对地基的压力为8.2×103÷0.1×0.1=0.82Mpa
立杆地基为C20混凝土 所以地基承载力满足要求。
3.结论
门洞式支护法，较其它支护方案相比有操作简单，方便快捷、节省工期、经济性强、对环境影响小等优点。所需要的支撑材料较为常见，可行性高。此方法具有典型的代表性，为以后小跨境支护式开槽施工开创了新的思路。
参考文献：
《北京市城市桥梁工程施工技术规程》DBJ01-46-2001
《北京市市政工程施工安全操作规程》DBJ01-56-2001
《埋地矩形雨水管道及其附属构筑物(混凝土模块砌体)》09SMS202-1
《北京市给水排水管道工程施工技术规程》DBJ01-47-2000