阅读说明：本技术 装配式超深基坑坡道系统及其施工方法 (Assembled ultra-deep foundation pit ramp system and construction method thereof ) 是由 龚俊 徐攀 陈大为 王艳龙 王佳源 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种装配式超深基坑坡道系统及其施工方法。该系统包括坡道结构和竖向支撑结构。其中,坡道结构由一级坡道和二级坡道与过渡平台通过滚轮、滑道连接组成,一级坡道与支撑梁通过销轴连接,二级坡道与摩擦板通过滚轮、滑道连接；竖向支撑结构由钢管混凝土立柱、稳定撑、拉杆式千斤顶、支撑桁架、控制线、千斤顶控制箱、支撑法兰组成；四根钢管混凝土立柱通过支撑桁架以及稳定撑将立柱固定,早下部支撑桁架中设置拉杆式千斤顶推进系统,控制过渡平台升降,从而调整坡道坡度。本发明的系统及方法避免了以往基坑土方坡道排水、防滑、影响车辆出土安全及效率、施工进度等问题,降低了坡道措施成本。(The invention discloses an assembled ultra-deep foundation pit ramp system and a construction method thereof. The system includes a ramp structure and a vertical support structure. The ramp structure is formed by connecting a first-stage ramp and a second-stage ramp with a transition platform through rollers and a slideway, the first-stage ramp is connected with a support beam through a pin shaft, and the second-stage ramp is connected with a friction plate through the rollers and the slideway; the vertical supporting structure consists of a concrete-filled steel tube upright post, a stable support, a pull rod type jack, a supporting truss, a control line, a jack control box and a supporting flange; the four steel pipe concrete columns fix the columns through the support truss and the stabilizing supports, and the pull rod type jack pushing system is arranged in the support truss on the lower early portion to control the transition platform to lift, so that the gradient of the ramp is adjusted. The system and the method of the invention avoid the problems of water drainage and skid resistance of the original foundation pit earthwork ramp, influence on the safety and efficiency of the vehicle unearthing, construction progress and the like, and reduce the ramp measure cost.)

装配式超深基坑坡道系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下空间施工技术领域，具体涉及一种装配式超深基坑坡道系统及其施工方法。

背景技术

基坑坡道结构是用于基坑工程中基坑上下土方运输、材料运输及其他运输的通道，是提升基坑及地下空间施工效率，降低施工措施成本，保证施工安全的主要措施。对于基坑占地面积大的工程项目，可以利用基坑项目内采用原有土层或换填土层进行放坡，以达到坑内外运输，申请号“201820785528.8”公开了一种深基坑坡道结构，包含坡道本体、坡道两侧护栏，以及一侧护栏上设置有传送装置，主坡道用于车辆运输，传送装置上运送建筑基材，能起到部分节省人力提高效率的作用。该坡道结构对坡度有一定的要求，不适用坡度较大的基坑项目，同时该传送装置运输量较小，只适合运输散装材料，在基坑底部仍需进行二次运输，适应性较差，未考虑环境对基坑坡道使用的影响。对于狭长基坑，基坑坡道可以利用原有的支撑结构设计基坑坡道结构，申请号“201620196068.6”公开了一种缺口式内环形基坑坡道，该基坑坡道通过在支撑梁上设置环形坡道，提高了施工效率，节约了大量材料。该坡道结构需要与基坑支撑体系同时设计，加大支撑体系成本，同时加大了现场施工难度不适应深度较深的狭长基坑。

鉴于此，目前急需设计一种能满足超深狭长基坑运输的坡道结构，满足基坑内外运输要求，提高土方运输效率，保证土方及其他材料运输安全，减少环境污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种装配式超深基坑坡道系统及施工方法。

为实现上述目的，本发明的方案如下：

第一方面，本发明提供一种装配式超深基坑坡道系统，其特征在于：包括坡道结构和竖向支撑结构；

所述坡道结构包括一级坡道、过渡平台和二级坡道；

所述竖向支撑结构包括四根钢管混凝土立柱、支撑梁、立柱桩和若干支撑桁架；所述支撑桁架通过型钢杆件螺栓连接于钢管混凝土立柱上；位于钢管混凝土立柱早下部的支撑桁架中设置有拉杆式千斤顶推进系统，用以控制过渡平台升降，从而调整坡道结构的坡度；所述支撑桁架作为过渡平台的支撑结构，并在支撑桁架顶面设置面板以供车辆行驶；

所述一级坡道由贝雷梁、钢垫板、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带和防撞栏杆组成；所述贝雷梁作为坡道结构的支撑受力结构，承受上部车辆及其他荷载，并将荷载传递到支撑梁及钢管混凝土立柱；所述钢垫板、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带依次与支撑梁安装连接；所述预制防滑面板横向设置有分水线，便于排水；所述拦水带为安装于板预制防滑面板两侧的铁皮，将一级坡道坡面水汇集到坑底然后排至排水沟；所述防撞栏杆装置于过渡平台的四周；所述防撞栏杆上安设有喷淋管，以有效控制一级坡道附近扬尘；

所述二级坡道的两端均设有滚轮；所述二级坡道下部连接有摩擦板；所述摩擦板与过渡平台上均设置有滑道；所述滑道为长条形空腔，其宽度M为滚轮的宽度m与滚轮滚动间隙n之和；所述滑道的端部均设有清渣孔，当清渣孔内遭泥土堵塞时，可通过清渣孔清理；

所述滚轮和滑道相配合构成滚轮滑道结构；

所述一级坡道、过渡平台与二级坡道之间通过滚轮滑道结构从上至下依次连接；所述滚轮设置于一级坡道的下部；所述一级坡道的上端与支撑梁通过连接销轴连接，一级坡道的下端通过滚轮滑道结构与过渡平台的一端连接；所述过渡平台的另一端与通过滚轮滑道结构与二级坡道的上端连接；所述二级坡道的下端通过滚轮滑道结构与摩擦板连接；所述摩擦板的底板设置有凹凸结构，提供摩擦面以满足摩擦力要求，当二级坡道上有荷载时，凹凸结构用以防止摩擦板因荷载而产生移位，以保证施工安全；整个坡道结构均由吊车组装完成。

作为优选方案，所述钢管混凝土立柱由钢管、管内混凝土和钢筋混凝土灌注桩基础组成；所述钢管混凝土立柱的下部与基础内钢筋笼焊接，所述基础内钢筋笼位于基坑底部以下；在钢管混凝土立柱上坡度最低位置焊接有支撑法兰，所述支撑法兰的上部与支撑桁架连接；在所述支撑桁架四周均设置有用以焊接固定的连接孔；所述四个连接孔均为竖向方向开孔，四个连接孔的尺寸和相互距离均相同，且连接孔的孔径尺寸大于钢管混凝土立柱的外径，以便过渡平台能上下移动；

所述拉杆式千斤顶顶推系统固定装置于下部支撑桁架上；所述钢管混凝土立柱顶部水平面与竖直面，以及钢管混凝土立柱之间均安设有若干稳定撑，以保证钢管混凝土立柱地稳定；所述稳定撑装置在四根钢管混凝土立柱的立面后，在立面的稳定撑上方和下方各沿水平方向设置一道水平的稳定撑；

所述支撑桁架均由单根型钢杆件通过螺栓连接而成；所述稳定撑均为型钢杆件，通过螺栓与连接孔连接；通过支撑桁架以及稳定撑将四根钢管混凝土立柱固定；在靠近支撑梁位置处设置两根水平第一连梁也用于固定钢管混凝土立柱。

进一步地，所述拉杆式千斤顶顶推系统由1个千斤顶控制箱、控制线和4个拉杆式千斤顶组成；所述拉杆式千斤顶顶推系统安装于支撑桁架内；通过操作千斤顶控制箱，控制拉杆式千斤顶伸长和收缩，用以控制过渡平台升降；所述拉杆式千斤顶顶部与过渡平台底部通过螺栓连接为整体，用以调整坡道结构的坡率。

第二方面，本发明提供一种如上述装配式超深基坑坡道系统的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)首先在基坑中部相应位置根据坡道结构设计施工钢管混凝土立柱桩，钢管混凝土立柱桩基础部分连接旋挖桩，保持钢管混凝土立柱基础稳定，整个桩孔通过旋挖钻机泥浆护壁成孔，履带吊吊装旋挖桩钢筋笼、钢管；

(2)在钢管混凝土立柱上坡度最低位置焊接防坠支撑法兰，法兰上部安装支撑桁架，支撑桁架通过在支撑桁架四周设置连接孔，固定于钢管混凝土立柱上，可以上下移动；支撑桁架下部安装拉杆式千斤顶顶推系统，该系统固定于下部支撑桁架上；钢管混凝土立柱顶部水平面、竖直面立柱与立柱之间均安装稳定撑，保证钢管混凝土立柱稳定；

(3)组装一级坡道结构、二级坡道结构：

通过吊装将一级坡道结构与围护结构支撑梁通过销轴连接，另一端通过滑道滚轮与过渡平台连接；二级坡道上部通过滚轮滑道与过渡平台连接，下部通过滚轮滑道与摩擦板相连接；摩擦板底板设置有凹凸面，提供摩擦面，满足摩擦力要求，整个坡道结构组装完成；

(4)调试拉杆式千斤顶顶推系统，根据基坑施工进度，土方开挖深度调整基坑坡道结构，满足基坑现场施工运输要求。

本发明的优点及有益效果如下：

本发明主要通过固定在围护结构支撑梁上的连接销轴与一级坡道连接，一级坡道通过过渡平台上的滚轮滑道与过渡平台连接，二级坡道下面通过滚轮滑道连接摩擦板，中间过渡平台通过钢管混凝土立柱固定，下部设置拉杆式千斤顶顶升系统；通过拉杆式千斤顶运行系统调节过渡平台高度达到调节一级坡道、二级坡道坡度，满足基坑坡道上下运输要求；通过在坡道结构坡面中部设置分水线，坡道结构边部设置拦水带将坡面水排到基坑坡底排水沟，达到清洗降尘目的；整个坡道结构系统为全钢结构体系，具有重复利用特性。本发明避免以往基坑土方坡道排水、防滑、影响车辆出土安全及效率、施工进度等问题，降低坡道措施成本。

附图说明

图1为本发明的基坑支护平面图；

图2为本发明的坡道装置平面布置图；

图3为本发明的基坑坡道系统立面图；

图4为本发明的滚轮断面；

图5为本发明的摩擦板平面图。

图中：一级坡道1、贝雷梁1.1、钢垫板1.2、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦 水带1.3、防撞栏杆1.4、分水线1.5、喷淋管1.6；过渡平台2；二级坡道3；钢管混凝土立柱4； 支撑梁5、立柱桩6；支撑桁架7、连接孔7.0；滚轮8；摩擦板9；滑道10；清渣孔11；连接销轴12； 支撑法兰13；稳定撑14；第一连梁15；千斤顶控制箱16；控制线17；拉杆式千斤顶18；施工便 桥19；限位块20；行车道21；翼板22；堆载平台23；冠梁24；分水线25；支护结构26；地下室底 板27；销子28；连接界面29；灌注桩30；滚珠31；矩形销轴32；第二连梁33。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步地详细阐述。

如图所示的装配式超深基坑坡道系统，包括坡道结构和竖向支撑结构；坡道结构包括一级坡道1、过渡平台2和二级坡道3；竖向支撑结构包括四根钢管混凝土立柱4、支撑梁5、立柱桩6和若干支撑桁架7；支撑桁架7通过型钢杆件螺栓连接于钢管混凝土立柱4上；位于钢管混凝土立柱4早下部的支撑桁架7中设置有拉杆式千斤顶推进系统，用以控制过渡平台1升降，从而调整坡道结构的坡度；支撑桁架7作为过渡平台2的支撑结构，并在支撑桁架7顶面设置面板以供车辆行驶；一级坡道1由贝雷梁1.1、钢垫板1.2、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带1.3和防撞栏杆1.4组成；贝雷梁1.1作为坡道结构的支撑受力结构，承受上部车辆及其他荷载，并将荷载传递到支撑梁5及钢管混凝土立柱4；钢垫板1.2、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带1.3依次与支撑梁5安装连接；预制防滑面板横向设置有分水线1.5，便于排水；拦水带1.3为安装于板预制防滑面板两侧的铁皮，将一级坡道1坡面水汇集到坑底然后排至排水沟；防撞栏杆1.4装置于过渡平台2的四周；防撞栏杆1.4上安设有喷淋管1.6，以有效控制一级坡道1附近扬尘；二级坡道5的两端均设有滚轮8；二级坡道5下部连接有摩擦板9；摩擦板9与过渡平台2上均设置有滑道10；滑道10为长条形空腔，其宽度M为滚轮8的宽度m与滚轮8滚动间隙n之和；滑道10的端部均设有清渣孔11，当清渣孔内遭泥土堵塞时，可通过清渣孔11清理；滚轮8和滑道10相配合构成滚轮滑道结构；一级坡道1、过渡平台2与二级坡道3之间通过滚轮滑道结构从上至下依次连接；滚轮8设置于一级坡道1的下部；一级坡道1的上端与支撑5梁通过连接销轴12连接，一级坡道1的下端通过滚轮滑道结构与过渡平台2的一端连接；过渡平台2的另一端与通过滚轮滑道结构与二级坡道3的上端连接；二级坡道3的下端通过滚轮滑道结构与摩擦板9连接；摩擦板9的底板设置有凹凸结构，提供摩擦面以满足摩擦力要求，当二级坡道3上有荷载时，凹凸结构用以防止摩擦板9因荷载而产生移位，以保证施工安全；整个坡道结构均由吊车组装完成。

钢管混凝土立柱4由钢管、管内混凝土和钢筋混凝土灌注桩基础组成；钢管混凝土立柱4的下部与基础内钢筋笼焊接，基础内钢筋笼位于基坑底部以下；在钢管混凝土立柱4上坡度最低位置焊接有支撑法兰13，支撑法兰13的上部与支撑桁架7连接；在支撑桁架7四周均设置有用以焊接固定的连接孔7.0；四个连接孔7.0均为竖向方向开孔，四个连接孔7.0的尺寸和相互距离均相同，且连接孔7.0的孔径尺寸大于钢管混凝土立柱4的外径，以便过渡平台2能上下移动；

拉杆式千斤顶顶推系统固定装置于下部支撑桁架7上；钢管混凝土立柱4顶部水平面与竖直面，以及钢管混凝土立柱4之间均安设有若干稳定撑14，以保证钢管混凝土立柱4地稳定；稳定撑14装置在四根钢管混凝土立柱4的立面后，在立面的稳定撑14上方和下方各沿水平方向设置一道水平的稳定撑14；

支撑桁架7均由单根型钢杆件通过螺栓连接而成；稳定撑14均为型钢杆件，通过螺栓与连接孔7.0连接；通过支撑桁架7以及稳定撑14将四根钢管混凝土立柱4固定；在靠近支撑梁5位置处设置两根水平第一连梁15也用于固定钢管混凝土立柱4。

拉杆式千斤顶顶推系统由1个千斤顶控制箱16、控制线17和4个拉杆式千斤顶18组成；拉杆式千斤顶顶推系统安装于支撑桁架7内；通过操作千斤顶控制箱16，控制拉杆式千斤顶18伸长和收缩，用以控制过渡平台2升降；拉杆式千斤顶18顶部与过渡平台2底部通过螺栓连接为整体，用以调整坡道结构的坡率。

本发明装配式超深基坑坡道系统的施工方法，包括如下步骤：

(1)首先在基坑中部一定位置根据坡道结构设计文件施工钢管混凝土立柱，钢管混凝土立柱基础部分连接钢筋混凝土灌注桩，保持钢管混凝土立柱基础稳定，整个桩孔通过旋挖钻机泥浆护壁成孔，履带吊吊装灌注桩钢筋笼、钢管。

本发明钢管混凝土立柱由钢管、管内混凝土、钢筋混凝土灌注桩基础组成，当钢管长度不足时，通过法兰连接，增加钢管混凝土长度，钢管混凝土立柱下部与基础内钢筋笼焊接，下部钢筋笼位于基坑底部以下，具体尺寸根据设计要求，然后整体浇筑水下混凝土，完成钢管混凝土立柱施工。

(2)在钢管混凝土立柱上坡度最低位置焊接支撑法兰，法兰上部安装支撑桁架，支撑桁架作为过渡平台的支撑结构，并在支撑桁架顶面设置面板供车辆行驶，通过在支撑桁架四周设置连接孔，该连接孔为焊接固定于支撑桁架上，连接孔方向均为竖向，四个连接孔的尺寸和距离相同，孔径尺寸稍大于钢管混凝土立柱，以便过渡平台上下移动。支撑桁架下部安装拉杆式千斤顶顶推系统，该系统固定于下部支撑桁架上；钢管混凝土立柱顶部水平面、竖直面立柱与立柱之间安装稳定撑，保证钢管混凝土立柱稳定。

支撑桁架均由单根型钢杆件通过螺栓连接而成。在完成钢管混凝土立柱之后，开挖一定深度之后即可安装钢管混凝土立柱上稳定撑，稳定撑均为型钢杆件，通过螺栓连接于钢管上焊接的连接孔，稳定撑布置在四根钢管混凝土立柱立面，在该竖面稳定撑上下设置两道水平稳定撑，同时在靠近支撑梁位置设置两根水平连梁用于固定钢管混凝土立柱；过渡平台上铺设有行车面板，平台四周连接有防撞栏杆；拉杆式千斤顶顶推系统由1个千斤顶控制箱、控制线、4个拉杆式千斤顶组成，该系统安装与支撑桁架内，支撑桁架通过型钢杆件螺栓连接于钢管混凝土立柱上，通过操作拉杆式千斤顶系统，控制千斤顶伸长和收缩，控制过渡平台升降，千斤顶顶部与过渡平台底部通过螺栓连接为整体，从而达到调整坡道坡率。

(3)组装一级坡道结构、二级坡道结构，通过吊装将一级坡道结构与围护结构支撑梁通过销轴连接，另一端通过滚轮滑道与过渡平台连接，二级坡道上部通过滚轮滑道与过渡平台连接，下部通过滚轮滑道与摩擦板相连接，摩擦板底板设置有凹凸面，提供摩擦面，满足摩擦力要求，整个坡道结构均由吊车组装完成。

一级坡道结构由内雷梁、钢垫板、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带、防撞栏杆组成，贝雷梁作为坡道结构的支撑受力结构，承受上部车辆及其他荷载，并将荷载传递到支撑梁及钢管混凝土立柱，坡道结构安装之前，过渡平台、支撑梁上预埋连接销轴都安装完成且满足强度要求，贝雷梁吊装安装完成后，在梁上进行依次进行钢垫板、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带安装，预制防滑面板横向设置有分水线，便于排水，拦水带为安装与板面两侧的铁皮，将坡面水汇集到坑底然后排至排水沟。一级坡道下坡与过渡平台通过滚轮滑道连接，滚轮设置于一级坡道结构下部，二级坡道结构两端均为滚轮，二级坡道下部连接有摩擦板，摩擦板与过渡平台上均设置有滑道，滑道为长条形空腔，宽度为滚轮宽度加滚动间隙，端部均有清渣孔，当孔内遭泥土堵塞时，可通过该孔清理。

摩擦板底板为凹凸结构，当坡道结构上有荷载时，防止摩擦板因荷载而产生移位，保证施工安全。防撞栏杆上安装有喷淋管，有效控制坡道附近扬尘。

(4)调试拉杆式千斤顶顶推系统，根据基坑施工进度，土方开挖深度调整基坑坡道结构，满足基坑现场施工运输要求。

基坑坡道结构位置土方应先开挖施工，给坡道结构施工留出工作面，满足现场坡道结构施工条件。

本发明创新点在于：

1、设置全新的基坑坡道结构体系，该坡道为装配式超深基坑坡道系统结构，整个坡道结构为型钢杆件组合、拼接构成不同使用功能的结构体系，如以及坡道结构、过渡平台结构、钢管混凝土立柱支撑结构，并结合液压电气装置拉杆式千斤顶推进系统控制基坑坡道结构坡率，改变了以往利用土层放坡的坡道结构形式，极大推进了施工效率。

2、改进坡道面板系统，铺装钢垫板、防水材料、保护材料、预制防滑面板、拦水带、防撞栏杆、喷淋管，有效控制了坡面因雨水冲刷、下渗影响基坑稳定等问题，同时该面板系统相对于土质面板不易引起扬尘，有效控制了施工现场扬尘污染，同时能阻止面板水下渗，影响下部空间施工。

3、通过液压电气装置拉杆式千斤顶系统顶推过渡平台，能调整坡道结构坡率，根据现场施工进度，土层开挖深度调整坡道结构坡率，满足现场施工运输要求。

4、该坡道结构为全型钢结构，可多次周转使用。当本基坑结构使用完毕后，可拆卸全部杆件然后运输至下一个项目使用，有效的节约成本，提高了施工效率。

5、该坡道结构上下施工互不影响，从基坑底部往上施工主体结构时，仍可利用该坡道结构进行主体结构材料设备运输，减小垂直运输设备成本。