具有超短地下牆的圍護結構施工方法
2023-10-10 11:05:54
專利名稱：具有超短地下牆的圍護結構施工方法
技術領域：
本發明涉及土木交通建築行業基坑工程，具體涉及一種用於其下方進行盾構區間 隧道穿越施工的基坑、具有超短地下牆的圍護結構的施工方法。
背景技術：
在城市交通建設中，往往會出現地面挖掘基坑結構建成後，其下方進行盾構區間 隧道穿越施工的情況。基坑的建造一般涉及到其四周的圍護結構現場澆築的鋼筋混凝土 地下連續牆，而通常為了確保開挖期間基坑的整體穩定等要求，地下牆的插入比一般大於 0.7。換而言之，其下方進行隧道穿越施工時隧道掘進機將需要鑽透地下牆。雖然盾構機可 以切割低標號混凝土類的脆性材質，但是對於鋼筋混凝土結構則很難鑽透。以往預留地鐵區間穿越段的深基坑如復興東路隧道工程等，設計中均考慮採用特 殊幅地下牆即將穿越段地下牆設計成與預留線路正交，並在坑底下盾構穿越區地下牆採 用玻璃纖維筋(GFRP)等強度替代普通鋼筋，用ClO混凝土替代原設計的C30混凝土，盾構 機可直接切割纖維筋和低標號混凝土，在坑底下的加固體中正常穿越。由於地鐵12號線 盾構隧道與本工程斜交角度大、範圍長，若採用上述方案，需保證盾構機與待穿越地下牆正 交，由此引起基坑平面範圍加大，增加動拆遷量，工程投資增加。即便如此，從既有工程實施 經驗來看，後期盾構切割穿越地下牆仍存在較大施工風險。因此穿越段的圍護結構設計必須考慮盾構機的切削能力，採取措施減小地鐵12 號線下穿外灘通道的工程風險，確保地鐵12號線的順利實施。針對必須確保盾構穿越的建設條件以及穿越段的具體特點，經過對穿越段方案廣 泛深入地討論，提出了穿越段圍護結構選型按以下原則進行設計縮短穿越段圍護結構插 入深度，通過技術措施確保基坑施工安全，以減少地鐵12號線的建設風險。
發明內容
本發明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種具有超短地下牆的圍護 結構施工方法，該具有超短地下牆的圍護結構施工方法通過將地下牆的牆趾設於盾構頂上 方不小於0. 5m處以使盾構機可以從其下方穿過，並在基坑兩側每對地下牆之間設置橫向 的地下牆短牆支撐，以約束基坑開挖期間地下牆向坑內方向的水平位移，確保後期盾構的 順利穿越。本發明目的實現由以下技術方案完成一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，該方法用於其下方進行盾構隧道穿越施工的基坑工程中，其特徵在於該方法具有如下步驟a)根據每對待建超短地下牆的尺寸進行成槽施工，所挖的槽段底部應位於盾構頂上方不小於0. 5m處;b)在步驟a)所形成的槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建一對所述的超短地下牆；
c)在步驟b)所形成超短地下牆之間再次進行成槽施工，以構成垂直於所述超短 地下牆的槽段，所述槽段底部與超短地下牆槽段底部平齊；d)在步驟C)所形成的槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建橫向地下牆短牆。該方法在步驟d)之後還包括有在基坑外設置型鋼水泥土攪拌樁的步驟，在完成 主體結構施工後拔除型鋼。該方法在步驟d)之後在盾構穿越段的坑底採用全斷面旋噴加固。所述旋噴加固所產生的加固體的底部與所述地下牆短牆的牆趾齊平。步驟c)中所挖設的槽段的兩端分別位於兩個超短地下牆長度方向的中心線處。本發明的優點是可確保後期盾構的順利穿越，與傳統的盾構穿越玻璃纖維筋地 下牆相比，盾構無需穿越地下牆，減少了工程風險與造價。
圖1為本發明實施例穿越段圍護結構平面圖；圖2為本發明實施例圍護結構橫斷面圖。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發明特徵及其它相關特徵作進一步詳細說明，以便 於同行業技術人員的理解如圖1-2所示，標號1-10分別表示基坑1、盾構區間段2、普通地下牆3、超短地 下牆4、地下牆短牆5、型鋼水泥土攪拌樁6、加固體7、鋼支撐8、鋼筋砼支撐9、鋼筋砼圍檁 10。如圖1-2所示，基坑1沿地表道路建設規劃挖掘而成，而盾構區間段2穿越其下 方，根據基坑1的長寬，在基坑1兩側分布有若干地下牆，由於基坑1其他部位(如兩端部) 對本發明實施例的描述不產生影響，故圖1中略去，而中只保留基坑1兩側的部分地下牆結 構。其中基坑1左右兩側地下牆平行並對稱分布，即基坑1左右兩側相對的地下牆可近似 構成一個長方體的兩側面。為描述方便，本文中將具有上述位置關係的地下牆稱為一對地 下牆。由於隧道穿越施工的因素，基坑1兩側的地下牆分為兩種在非盾構區間穿越段的地下牆為普通地下牆3，此處地下牆可採用正常基坑圍護 結構，此為本領域技術人員常見技術，在此不在贅述。在盾構區間穿越段，該處基坑1兩側的地下牆為厚度Im的超短地下牆4，此處超 短指的是插入比超短，目的是減少基坑1底部以下超短地下牆4的深度，而使隧道掘進機 順利通過，為達到此目的，超短地下牆4的牆趾應位於後期盾構頂上方不小於0. 5m的位置 處。在滿足此條件的基礎上，本實施例中預設其它工況如下超短地下牆4在坑底以下牆 體長度為4m，此時基坑深度為16m，此時超短地下牆4的插入比為0. 25。由於超短地下牆 4的坑底以下長度不足，為保證圍護結構受力體系的可靠性，每對超短地下牆4中間還垂直 設置有地下牆短牆5，以約束地下牆向坑內方向的水平位移。該地下牆短牆5位於基坑1底 部以下位置處，以避免幹擾以後基坑1內的施工；而其兩端應儘可能位於超短地下牆4的中 心處，此時超短地下牆4在地下牆短牆5端部的兩側長度相同，更易保持其結構的穩定，而以上描述的每對地下牆可近似構成一個長方體的兩側面，同樣是為了達到此目的。當每對 地下牆構成一個長方體的兩側面，而地下牆短牆5兩端分別位於兩個超短地下牆4長度方 向的中心線處時，為最優選的情況。在實際施工中，隨著基坑1形狀的變化，可能無法滿足 上述要求，則應儘可能的符合上述的要求。除此之外，在地下牆之間還設置有鋼支撐8、鋼筋砼支撐9及鋼筋砼圍檁10，此為 業內常見技術，在此不在贅述。在基坑1盾構區間穿越段的外側，還連續設置有若干長型Φ 1000型鋼水泥土攪拌 樁6，以確保開挖期間基坑的整體穩定及滿足基坑抗管湧等要求。為降低工程實施風險，基 坑1盾構穿越段坑底還採用全斷面旋噴加固以構成加固體7，以減小坑底土體隆起位移量， 確保周邊環境的安全，加固體7底部與地下牆短牆5的牆趾齊平。以上描述了施工完成後的基坑圍護結構，以對本發明的目的及構思進行說明。結 合上述的基坑圍護結構，以下對於本圍護結構的施工方法進行詳細闡述a)首先在地面劃定待建超短地下牆4的寬度區域，如圖1中所示意的超短地下牆 4的寬度區域，超短地下牆4所包圍的區域為基坑1所在處，並在連續牆形成後需深挖基坑 1。之後開挖土體並形成超短地下牆槽段，槽段的底部應位於之後盾構頂上方不小於0. 5m 處。b)之後在步驟a)所形成的槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建一對超短地 下牆4，此時超短地下牆4的牆趾即滿足了位於後期盾構頂上方不小於0. 5m的位置處的要 求。c)在步驟b)所形成超短地下牆4之間劃定待建地下牆短牆5的寬度區域。之後 開挖土體，以構成垂直於超短地下牆4的槽段，所述槽段底部與步驟a)中槽段的底部平齊。d)在步驟C)所形成的溝槽內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建地下牆短牆5，此 過程中應保證成型後的地下牆短牆5的頂部不高於之後基坑1底部的要求。e)如上述順序按照施工方向依次構建每對超短地下牆4及其之間的地下牆短牆 5。f)之後在基坑1外設置型鋼水泥土攪拌樁6。g)之後基坑1盾構穿越段的坑底採用全斷面旋噴加固以構成加固體7，此時加固 體7的底部與所述地下牆短牆的牆趾齊平。h)深挖基坑1，基坑1盾構穿越段需要挖至地下牆短牆5的牆趾處。i)在完成主體結構施工後拔除型鋼水泥土攪拌樁6內的型鋼，為盾構穿越提供條 件。本發明方法所涉及的施工流程，包括但不限於上述的9個步驟。以上結合附圖及實施例對本發明目的做了詳細說明，但不應僅僅限於以上所描述 的工況。對於坑底將來有盾構穿越施工的基坑，均可採用本發明的技術方案。
權利要求
一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，該方法用於其下方進行盾構隧道穿越施工的基坑工程中，其特徵在於該方法具有如下步驟a)根據每對待建超短地下牆的尺寸進行成槽施工，所挖的槽段底部應位於盾構頂上方不小於0.5m處；b)在步驟a)所形成的槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建一對所述的超短地下牆；c)在步驟b)所形成超短地下牆之間再次進行成槽施工，以構成垂直於所述超短地下牆的槽段，所述槽段底部與超短地下牆槽段底部平齊；d)在步驟c)所形成的槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建橫向地下牆短牆。
2.根據權利要求1所述的一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，其特徵在於該方 法在步驟d)之後還包括有在基坑外設置型鋼水泥土攪拌樁的步驟，在完成主體結構施工 後拔除型鋼。
3.根據權利要求1所述的一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，其特徵在於該方 法在步驟d)之後在盾構穿越段的坑底採用全斷面旋噴加固。
4.根據權利要求3所述的一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，其特徵在於所述 旋噴加固所產生的加固體的底部與所述地下牆短牆的牆趾齊平。
5.根據權利要求1所述的一種具有超短地下牆的圍護結構施工方法，其特徵在於步驟 c)中所挖設的槽段的兩端分別位於兩個超短地下牆長度方向的中心線處。
全文摘要
本發明涉及土木交通建築行業基坑工程，具體涉及一種用於其下方進行盾構區間隧道穿越施工的基坑、具有超短地下牆的圍護結構的施工方法，該方法具有如下步驟根據每對待建超短地下牆的尺寸進行成槽施工，所挖的槽段底部應位於盾構頂上方不小於0.5m處；之後在上述槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建一對所述的超短地下牆；之後在超短地下牆之間再次進行成槽施工，以構成垂直於所述超短地下牆的槽段，槽段底部與超短地下牆槽段底部平齊；在槽段內吊放鋼筋籠及灌注混凝土，以構建橫向地下牆短牆，本發明的優點是可確保後期盾構的順利穿越，與傳統的盾構穿越玻璃纖維筋地下牆相比，盾構無需穿越地下牆，減少了工程風險與造價。
文檔編號E02D3/12GK101824823SQ200910312920
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者馮雲, 葉蓉, 唐冬梅, 奚程磊, 季應偉, 解蕾, 陳鴻 申請人:上海市隧道工程軌道交通設計研究院