專利名稱：樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下空間的施工方法。
背景技術(shù)：
明挖法是修建地下空間常用的施工方法，在城市地面交通繁忙、周邊建筑物眾多及地下管線繁多的情況下修建地下空間結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行交通疏導(dǎo)甚至中斷交通，必要的時(shí)候還需要進(jìn)行管線的改移。這樣由于明挖法在前期的交通改道、管線改移、拆遷工作時(shí)間不可控，大大延長(zhǎng)了工期，大幅增加了工程造價(jià)。此外，明挖法施工過(guò)程中地面建構(gòu)筑物的拆遷工作量大，產(chǎn)生的噪音、震動(dòng)等也會(huì)對(duì)鄰近的居民的生活和工作造成嚴(yán)重的干擾。在路面交通不能長(zhǎng)期中斷的情況下，也常常采用蓋挖法施工。蓋挖法施工又分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法，在城市道路下修建地下工程時(shí)以蓋挖逆作法居多。蓋挖逆作法是先在地表面向下施作基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和中間樁柱，從地面開(kāi)向下開(kāi)挖表層土體至主體結(jié)構(gòu)頂板底面標(biāo)高澆筑頂板，在頂板的保護(hù)下，自上而下開(kāi)挖、支撐和澆筑結(jié)構(gòu)內(nèi)襯。與明挖法相比，蓋挖逆作法施工基坑暴露時(shí)間有了一定的縮短。但是蓋挖逆作法施工時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的水平施工縫的處理較困難；為了出土方便，需要在頂板多處設(shè)置臨時(shí)孔，而臨時(shí)孔的設(shè)置對(duì)頂板的整體強(qiáng)度有一定影響，因此頂板上也不可能留下過(guò)多的臨時(shí)孔，其導(dǎo)致了蓋挖法出土往往成為決定工程進(jìn)度的關(guān)鍵工序。此外蓋挖逆作法的混凝土澆筑，在施工的各個(gè)階段都存在現(xiàn)澆和后澆，產(chǎn)生先后交接處，這不僅給施工帶來(lái)了不便，而且為避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)、防水等問(wèn)題，對(duì)施工組織及質(zhì)量管理提出了很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，要解決現(xiàn)有的地下空間施工方法存在傳力途徑復(fù)雜，施工進(jìn)度慢，結(jié)構(gòu)整體性差，對(duì)周邊環(huán)境影響大的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，步驟如下
步驟一，在地下工程的走向上進(jìn)行兩排外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工； 步驟二，在外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)之間間隔施工成排的中間支撐構(gòu)件，所述外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐構(gòu)件上有預(yù)留的節(jié)點(diǎn)；
步驟三，在計(jì)劃開(kāi)始端開(kāi)挖施工豎井，采用淺埋暗挖法開(kāi)挖外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)與中間支撐構(gòu)件之間以及中間支撐構(gòu)件之間上部土體，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌，并將頂部初次襯砌中鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐構(gòu)件上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)固定連接；
步驟四，在頂部初次襯砌、外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)后，采用淺埋暗挖法分層開(kāi)挖下部土體直至擬建造地下空間結(jié)構(gòu)的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)之間施作側(cè)面初次襯砌，然后施作垂直地下工程走向的臨時(shí)橫支撐； 步驟五，施作底部初次襯砌；
步驟六，分段拆除臨時(shí)橫支撐，進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)施工。
所述步驟五施工完畢底部初次襯砌后，在隧道空間內(nèi)施工附加支撐構(gòu)件和架設(shè)臨時(shí)豎支撐。所述步驟六在進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)施工前，切除部分中間支撐構(gòu)件，并在剩余的中間支撐構(gòu)件之間施作縱梁，然后補(bǔ)充進(jìn)行剩余部分二次襯砌結(jié)構(gòu)，分段拆除臨時(shí)豎支撐，形成大跨度地下空間結(jié)構(gòu)。所述步驟一中，外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)為灌注樁或地下連續(xù)墻。 所述步驟二中，中間支撐構(gòu)件為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。所述步驟三中，淺埋暗挖法的開(kāi)挖方式為全斷面法、臺(tái)階法或以上兩者組合。所述步驟三中，頂部初次襯砌內(nèi)的鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)或和中間支撐構(gòu)件上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)之間連接方式為焊接或螺栓連接。所述步驟三中，施工豎井至少為一個(gè)，分別設(shè)置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。所述步驟四和步驟五中，臨時(shí)橫支撐和臨時(shí)豎支撐為型鋼支撐。所述步驟六中二次襯砌結(jié)構(gòu)的施工順序依次為底面、側(cè)面和頂面。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
(1)本發(fā)明所述地下空間施工方法為以預(yù)先設(shè)置的外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)與中間支撐構(gòu)件形成受力體系，在其保護(hù)下，采用淺埋暗挖法的施工方法進(jìn)行土體開(kāi)挖，與現(xiàn)有的明挖法和蓋挖法施工相比，極大地減小了占道面積和時(shí)間，降低了施工對(duì)交通的影響，大大縮短了工程施工工期，工程造價(jià)有效降低。(2)本發(fā)明所述施工方法，先形成土體支護(hù)體系，然后才挖除土體，大大降低了地下空間建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，另外，其支護(hù)體系將地上結(jié)構(gòu)受力體系的概念應(yīng)用到地下空間的施工中，支護(hù)體系受力明確，簡(jiǎn)單明了，可通過(guò)模擬和計(jì)算在施工之前對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的控制。(3)本方法靈活多變，不受地質(zhì)條件限制，適應(yīng)性強(qiáng)，可根據(jù)工程功能需求，修建多種結(jié)構(gòu)形式，如單層單跨、單層多跨、多層多跨等，為今后地下空間的建設(shè)提供了一種廣泛適用新方法。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于地下空間的施工。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟一示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟二和步驟三示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟四施工側(cè)面初次襯砌示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟四施工臨時(shí)橫支撐示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟五示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例一的步驟六示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例二建成后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例三建成后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例四在隧道空間內(nèi)施工附加支撐構(gòu)件和架設(shè)臨時(shí)豎支撐示意圖。CN 102410031 A
說(shuō)明書
3/4頁(yè)圖10是本發(fā)明實(shí)施例四形成的大跨度空間結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明實(shí)施例四切除部分中間支撐構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本發(fā)明實(shí)施例五步驟一示意圖。圖13是本發(fā)明實(shí)施例五的步驟二和步驟三示意圖。圖14是本發(fā)明實(shí)施例五的步驟四施工側(cè)面初次襯砌示意圖。圖15是本發(fā)明實(shí)施例五的步驟四施工臨時(shí)橫支撐示意圖。圖16是本發(fā)明實(shí)施例五的步驟五示意圖。圖17是本發(fā)明實(shí)施例五的步驟六示意圖。圖18是本發(fā)明實(shí)施例六建成后的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 一外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)、2—中間支撐構(gòu)件、3—頂部初次襯砌、4 一臨時(shí)橫支撐、5 —底部初次襯砌、6 —臨時(shí)豎支撐、7 —二次襯砌結(jié)構(gòu)、8 —側(cè)面初次襯砌、9 一附加支撐構(gòu)件、10 —施工豎井、11 一縱梁、12 —預(yù)留的節(jié)點(diǎn)、13 —上部土體、14 一下部土體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1 圖6所示，為建造單層多跨地下空間。步驟如下
步驟一，在地下工程的走向上進(jìn)行兩排外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1的施工；所述步驟一中，外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1為灌注樁或地下連續(xù)墻。
步驟二，在外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1之間間隔施工成排的中間支撐構(gòu)件2，所述外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1 和中間支撐構(gòu)件2在有預(yù)留的節(jié)點(diǎn)12 ；所述步驟二中，中間支撐構(gòu)件2為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。步驟三，在計(jì)劃開(kāi)始端開(kāi)挖施工豎井10，采用淺埋暗挖法開(kāi)挖外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1與中間支撐構(gòu)件2之間以及中間支撐構(gòu)件2之間上部土體13，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌3，并將頂部初次襯砌3中鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1和中間支撐構(gòu)件2上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)12固定連接；所述步驟三中，淺埋暗挖法的開(kāi)挖方式為全斷面法、臺(tái)階法或以上兩者組合。所述步驟三中，頂部初次襯砌3內(nèi)的鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1或和中間支撐構(gòu)件2 上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)12之間連接方式為焊接或螺栓連接。所述步驟三中，施工豎井10至少為一個(gè)，分別設(shè)置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。步驟四，在頂部初次襯砌3、外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1和中間支撐構(gòu)件2形成整體結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)后，采用淺埋暗挖法分層開(kāi)挖下部土體14直至擬建造地下空間結(jié)構(gòu)的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1之間施作側(cè)面初次襯砌8，然后施作垂直地下工程走向的臨時(shí)橫支撐4 ；所述步驟四中，臨時(shí)橫支撐4和臨時(shí)豎支撐6為型鋼支撐。 步驟五，施作底部初次襯砌5 ；
步驟六，分段拆除臨時(shí)橫支撐4，進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)7施工，形成單層多跨的地下空間結(jié)構(gòu)。所述二次襯砌結(jié)構(gòu)7設(shè)置在兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內(nèi)側(cè)，并在接頭處通過(guò)防水處理封閉。所述二次襯砌結(jié)構(gòu)7的施工順序依次為底面、側(cè)面和頂 實(shí)施例二為建造單層多洞地下空間，參見(jiàn)圖7，與實(shí)施例一不同的是，所述二次襯砌結(jié)構(gòu)7設(shè)置在兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內(nèi)側(cè)以及中間支撐構(gòu)件2兩側(cè)實(shí)施例二為建造單層多洞地下空間，并在接頭處通過(guò)防水處理封閉。
實(shí)施例三為建造多層多洞地下空間，建成后的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖8，與實(shí)施例二不同的是，在每層分隔處，設(shè)置了橫向的二次襯砌結(jié)構(gòu)7充當(dāng)樓板。實(shí)施例四，為建造大跨度地下空間結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖9 圖11，與實(shí)施例一不同的是， 所述步驟五施工完畢底部初次襯砌5后，在隧道空間內(nèi)施工附加支撐構(gòu)件9和架設(shè)臨時(shí)豎支撐6所述步驟六在進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)7施工前，切除部分中間支撐構(gòu)件2，并在剩余的中間支撐構(gòu)件2之間施作縱梁11，然后補(bǔ)充進(jìn)行剩余部分二次襯砌結(jié)構(gòu)，分段拆除臨時(shí)豎支撐6，形成大跨度地下空間結(jié)構(gòu)。實(shí)施例五，為建造單層單跨地下空間結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖12 圖17，與實(shí)施例一不同的是，在步驟一中，僅設(shè)置兩排外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1，取消步驟二中的中間支撐構(gòu)件2，其余各步均做相應(yīng)調(diào)整，二次襯砌結(jié)構(gòu)7設(shè)置在外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1之間初次襯砌內(nèi)側(cè)、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內(nèi)側(cè)并在接頭處通過(guò)防水處理封閉。實(shí)施例六，為建造雙層單跨地下空間結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖18，與實(shí)施例五不同的是，沿兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)1的內(nèi)側(cè)全長(zhǎng)進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)7的設(shè)置，在每層分隔處，設(shè)置了橫向的二次襯砌結(jié)構(gòu)7充當(dāng)樓板。
權(quán)利要求
1.一種樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于步驟如下步驟一，在地下工程的走向上進(jìn)行兩排外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)的施工；步驟二，在外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)之間間隔施工成排的中間支撐構(gòu)件(2)，所述外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)和中間支撐構(gòu)件(2 )上有預(yù)留的節(jié)點(diǎn)(12 )；步驟三，在計(jì)劃開(kāi)始端開(kāi)挖施工豎井(10)，采用淺埋暗挖法開(kāi)挖外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)與中間支撐構(gòu)件(2)之間以及中間支撐構(gòu)件(2)之間上部土體(13)，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌(3)，并將頂部初次襯砌(3)中鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)和中間支撐構(gòu)件 (2)上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)(12)固定連接；步驟四，在頂部初次襯砌(3)、外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)和中間支撐構(gòu)件(2)形成整體結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)后，采用淺埋暗挖法分層開(kāi)挖下部土體(14)直至擬建造地下空間結(jié)構(gòu)的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)之間施作側(cè)面初次襯砌(8)，然后施作垂直地下工程走向的臨時(shí)橫支撐(4);步驟五，施作底部初次襯砌(5)；步驟六，分段拆除臨時(shí)橫支撐(4)，進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)(7)施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟五施工完畢底部初次襯砌(5)后，在隧道空間內(nèi)施工附加支撐構(gòu)件(9)和架設(shè)臨時(shí)豎支撐(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟六在進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)(7)施工前，切除部分中間支撐構(gòu)件(2)，并在剩余的中間支撐構(gòu)件(2)之間施作縱梁(11 )，然后補(bǔ)充進(jìn)行剩余部分二次襯砌結(jié)構(gòu)施工，分段拆除臨時(shí)豎支撐(6)，形成大跨度地下空間結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟一中，外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)為灌注樁或地下連續(xù)墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟二中，中間支撐構(gòu)件(2)為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟三中，淺埋暗挖法的開(kāi)挖方式為全斷面法、臺(tái)階法或以上兩者組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟三中，頂部初次襯砌(3)內(nèi)的鋼格柵與外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)(1)或和中間支撐構(gòu)件(2)上的預(yù)留的節(jié)點(diǎn)(12)之間連接方式為焊接或螺栓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟三中，施工豎井(10)至少為一個(gè)，分別設(shè)置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟四和步驟五中，臨時(shí)橫支撐(4 )和臨時(shí)豎支撐(6 )為型鋼支撐。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，其特征在于所述步驟六中二次襯砌結(jié)構(gòu)(7)的施工順序依次為底面、側(cè)面和頂面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種樁墻法建造地下空間結(jié)構(gòu)，施工步驟為步驟一，外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工；步驟二，中間支撐構(gòu)件施工；步驟三，采用淺埋暗挖法開(kāi)挖上部土體，并施作頂部初次襯砌；步驟四，在頂部初次襯砌、外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)和中間支撐構(gòu)件形成整體結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)后，采用淺埋暗挖法分層開(kāi)挖下部土體直至擬建造地下空間結(jié)構(gòu)的底部、然后在相鄰兩外側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)之間施作側(cè)面初次襯砌，及施作垂直地下工程走向的臨時(shí)橫支撐；步驟五，施作底部初次襯砌；步驟六，分段拆除臨時(shí)橫支撐，進(jìn)行二次襯砌結(jié)構(gòu)施工。具有受力明確，施工對(duì)周邊環(huán)境影響小，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于地下空間的修建。
文檔編號(hào)E21D13/02GK102410031SQ201110232300
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者樂(lè)貴平, 汪挺, 賀美德 申請(qǐng)人:北京市市政工程研究院