冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)建方法。傳統(tǒng)蓋挖法施工方法存在諸多弊端，本發(fā)明包括圍護(hù)樁、冠梁、半圓樁、臨時立柱及蓋挖車站頂板；冠梁位于圍護(hù)樁頂部，冠梁梁頂設(shè)置半圓樁，半圓樁內(nèi)側(cè)的冠梁梁頂搭設(shè)蓋挖車站頂板；蓋挖車站頂板下方由豎直的臨時立柱支撐，圍護(hù)樁內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱支撐。本發(fā)明充分利用圍護(hù)樁參與受力，蓋挖頂板所傳遞下來的道路荷載有鋼立柱及圍護(hù)樁承擔(dān)，達(dá)到蓋挖條件下施工的目的，就地取材、節(jié)省投資，施工簡便，不增加額外場地占用，有效的控制了地表位移對于臨近建構(gòu)筑物帶來的風(fēng)險。
【專利說明】
冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)建方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于地鐵工程結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)建方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蓋挖法施工車站一般用于交通較為繁忙區(qū)域，該區(qū)域施工操作面有限、管線及建構(gòu)筑物較多且距離地鐵基坑較近，冠梁基槽開挖一般要采取放坡開挖方式且占用一定場地，勢必影響本來已經(jīng)很緊張的地面通行空間。對于距離建構(gòu)物較近，可能存在無放坡開挖條件或放坡開挖嚴(yán)重影響臨近建構(gòu)物安全，另一方面由于結(jié)構(gòu)抗浮的需要，圍護(hù)粧的鋼筋需要錨入車站頂板，由于圍護(hù)粧設(shè)計時以強(qiáng)度進(jìn)行控制，在基坑階段即出現(xiàn)大于0.2mm的裂縫，設(shè)計使用年限上與主體能否匹配尚值得商榷。蓋挖法施工車站結(jié)合半圓粧及壓頂梁方案，能最大限度的克服冠梁基槽開挖階段對占地空間的要求，減小冠梁基槽基坑階段對建構(gòu)筑物存在的風(fēng)險，滿足結(jié)構(gòu)抗浮問題并使得地鐵內(nèi)力傳遞路徑明確?，F(xiàn)已成為蓋挖車站施工過程中減小對交通影響、控制風(fēng)險源的一種行之有效施工方法。
[0003]冠梁基槽基坑深度一般為2.5m左右，對于蓋挖法車站來講，由于車站頂板需置于冠梁頂標(biāo)高位置，導(dǎo)致冠梁降低標(biāo)高，冠梁基槽深度一般可達(dá)到5m左右?？紤]到冠梁基槽開挖時的施工人員人身安全問題，需要進(jìn)行基坑支護(hù)，常用的支護(hù)方式為放坡開挖或放坡與土釘墻結(jié)合方式，該支護(hù)方式存在占用場地大、控制變形不利兩大弊端，對于處于城市繁華地段往往無放坡條件，或勉強(qiáng)采用放坡但距離建構(gòu)筑基礎(chǔ)過近，導(dǎo)致潛在的風(fēng)險源問題。若單獨(dú)采取基坑支護(hù)如施做鋼粧，則又帶來工程造價提高問題，對于管線較為密集區(qū)域，施工圍護(hù)粧場地已十分緊張，更無條件施做鋼粧。另一方面對于富水地層，抗浮問題是蓋挖法施工車站必須考慮的，采用圍護(hù)粧鋼筋錨入車站頂板方式以達(dá)到圍護(hù)粧參與抗浮目的，但涉及到內(nèi)力傳遞、耐久性設(shè)計等諸多尚存在爭議問題。由此可見，傳統(tǒng)的設(shè)計施工方法存在諸多弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)建方法，利用鋼支撐兼做臨時鋼立柱，與半圓粧、壓頂梁、防水材料等形成的一套完整的體系，充分利用現(xiàn)場材料，在不增加開挖空間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)冠梁基槽安全施工，減小對周邊建構(gòu)筑物影響。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于:
包括圍護(hù)粧、冠梁、半圓粧、臨時立柱及蓋挖車站頂板；
冠梁位于圍護(hù)粧頂部，冠梁梁頂設(shè)置半圓粧，半圓粧內(nèi)側(cè)的冠梁梁頂搭設(shè)蓋挖車站頂板；
蓋挖車站頂板下方由豎直的臨時立柱支撐，圍護(hù)粧內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱支撐。
[0006]半圓粧內(nèi)側(cè)側(cè)壁設(shè)置壓頂梁壓覆蓋挖車站頂板端部。
[0007]蓋挖車站頂板頂部內(nèi)側(cè)設(shè)置有牛腿，牛腿內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱支撐。
[0008]臨時立柱端部設(shè)置有臨時立柱柱頂連梁。
[0009]蓋挖車站頂板下方的臨時立柱底端設(shè)置有臨時立柱粧基礎(chǔ)。
[0010]圍護(hù)粧內(nèi)布設(shè)圍護(hù)粧鋼筋，圍護(hù)粧鋼筋綁扎時向上預(yù)留半圓粧內(nèi)的半圓粧鋼筋。[0011 ]冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建方法，其特征在于:
包括以下步驟:
步驟一:進(jìn)行圍護(hù)粧、臨時立柱粧基礎(chǔ)施工，圍護(hù)粧鋼筋綁扎時對半圓粧鋼筋進(jìn)行預(yù)留，澆筑圍護(hù)粧粧身部分混凝土，待混凝土澆筑至冠梁頂標(biāo)高時，于半圓粧內(nèi)側(cè)放置半圓粧木模板繼續(xù)澆筑半圓粧混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除半圓粧木模板，同時進(jìn)tx臨時立柱及臨時立柱粧基礎(chǔ)的施工；
步驟二:進(jìn)行基坑一次開挖，基坑開挖至冠梁底標(biāo)高位置處對冠梁縱向通過植筋方式將整個基坑冠梁連接在一起，達(dá)到整體受力的目的，施工蓋挖車站頂板及其上牛腿，待蓋挖車站頂板混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，施做蓋挖車站頂板防水，于半圓粧上通過植筋方式施做壓頂梁并進(jìn)行混凝土澆筑；
步驟三:隨基坑開挖并架設(shè)臨時立柱，第一道臨時立柱架設(shè)于牛腿上，通過牛腿及蓋挖車站頂板將側(cè)向水平荷載傳遞至圍護(hù)粧上，施工過程中可依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對臨時立柱內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，保證基坑安全性；
步驟四:開挖至基底后，按照施工步序依次施工車站底板、中板、頂板，最后恢復(fù)路面，完成整個地鐵車站蓋挖法施工工序。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明采用地鐵施工中常用的Φ609鋼支撐，并充分利用圍護(hù)粧參與受力，蓋挖頂板所傳遞下來的道路荷載有鋼立柱及圍護(hù)粧承擔(dān)，達(dá)到蓋挖條件下施工的目的，就地取材、節(jié)省投資。
[0013]2、本發(fā)明對圍護(hù)粧鋼筋組成、綁扎、澆筑進(jìn)行改進(jìn)，利用半圓粧自身較大的抗彎剛度承擔(dān)基坑側(cè)向土壓力及地面超載，不需要額外因施做冠梁基槽而進(jìn)行基坑開挖。施工簡便，不增加額外場地占用，有效的控制了地表位移對于臨近建構(gòu)筑物帶來的風(fēng)險。
[0014]3、本發(fā)明通過后期于半圓粧植筋方式施做壓頂梁，壓頂梁將正常使用期間水浮力傳遞至圍護(hù)粧，通過圍護(hù)粧與周邊土體側(cè)摩阻力來平衡浮力，達(dá)到結(jié)構(gòu)抗浮目的。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)橫剖示意圖；
圖2是本發(fā)明的半圓粧及壓頂梁構(gòu)造大樣圖；
圖3是本發(fā)明的半圓粧構(gòu)造平面大樣圖。
[0016]圖中，1-半圓粧，2-壓頂梁，3-冠梁，4-圍護(hù)粧，5-蓋挖車站頂板，6_半圓粧鋼筋，7_圍護(hù)粧鋼筋，8-半圓粧木模板，9-壓頂梁鋼筋，10-牛腿，11-臨時立柱，12-臨時立柱柱頂連梁，13-臨時立柱粧基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0018]本發(fā)明涉及的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，包括圍護(hù)粧4、冠梁3、半圓粧1、臨時立柱11(鋼支撐)及蓋挖車站頂板5。冠梁3位于圍護(hù)粧4頂部，冠梁3梁頂設(shè)置半圓粧1，半圓粧I內(nèi)側(cè)的冠梁3梁頂搭設(shè)蓋挖車站頂板5。蓋挖車站頂板5下方由豎直的臨時立柱11支撐，圍護(hù)粧4內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱11支撐。
[0019]半圓粧I內(nèi)側(cè)側(cè)壁設(shè)置壓頂梁2壓覆蓋挖車站頂板5端部。蓋挖車站頂板5頂部內(nèi)側(cè)設(shè)置有牛腿1，牛腿1內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱11支撐。
[0020]臨時立柱11端部設(shè)置有臨時立柱柱頂連梁12(鋼圍檁)。蓋挖車站頂板5下方的臨時立柱11底端設(shè)置有臨時立柱粧基礎(chǔ)13。
[0021 ]圍護(hù)粧4內(nèi)布設(shè)圍護(hù)粧鋼筋7，圍護(hù)粧鋼筋7綁扎時向上預(yù)留半圓粧I內(nèi)的半圓粧鋼筋6。
[0022]圍護(hù)粧4通過預(yù)留鋼筋，使得圍護(hù)粧4粧體與半圓粧I一次澆筑達(dá)到無需冠梁3基槽開挖的目的，蓋挖車站頂板5置于圍護(hù)粧4粧頂冠梁3上，在蓋挖車站頂板5澆筑完畢后通過植筋方式施做壓頂梁2達(dá)到抗浮目的，避免了圍護(hù)粧4鋼筋錨入蓋挖車站頂板5導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力、耐久性設(shè)計等諸多問題。
[0023]上述冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建方法，包括以下步驟: 步驟一:進(jìn)行圍護(hù)粧4、臨時立柱粧基礎(chǔ)13施工，圍護(hù)粧鋼筋7綁扎時對半圓粧鋼筋6進(jìn)行預(yù)留，澆筑圍護(hù)粧4粧身部分混凝土，待混凝土澆筑至冠梁3頂標(biāo)高時，于半圓粧I內(nèi)側(cè)放置半圓粧木模板8繼續(xù)澆筑半圓粧I混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除半圓粧木模板8，同時進(jìn)行臨時立柱11及臨時立柱粧基礎(chǔ)13的施工；
步驟二:進(jìn)行基坑一次開挖，基坑開挖至冠梁3底標(biāo)高位置處對冠梁3縱向通過植筋方式將整個基坑冠梁3連接在一起，達(dá)到整體受力的目的，施工蓋挖車站頂板5及其上牛腿10，待蓋挖車站頂板5混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，施做蓋挖車站頂板5防水，于半圓粧I上通過植筋方式施做壓頂梁2并進(jìn)行混凝土澆筑；
步驟三:隨基坑開挖并架設(shè)臨時立柱11，第一道臨時立柱11架設(shè)于牛腿10上，通過牛腿10及蓋挖車站頂板5將側(cè)向水平荷載傳遞至圍護(hù)粧4上，施工過程中可依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對臨時立柱11內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，保證基坑安全性；
步驟四:開挖至基底后，按照施工步序依次施工車站底板、中板、頂板，最后恢復(fù)路面，完成整個地鐵車站蓋挖法施工工序。
[0024]本發(fā)明利用地鐵施工現(xiàn)場常用的Φ609鋼支撐達(dá)到承載蓋挖頂板及其荷載的目的，避免額外的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作；圍護(hù)粧鋼筋綁扎時，對粧頂以上(即冠梁頂以上)鋼筋采取從粧身直接伸出約50%鋼筋方式，澆筑后即可形成受力模式類似于擋墻的半圓粧結(jié)構(gòu)，對于粧間土體支護(hù)采取后期植筋方式形成完整的擋土墻結(jié)構(gòu)；因單獨(dú)施做壓頂梁，圍護(hù)粧鋼筋不需要錨入車站頂板，結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞途徑明確，設(shè)計理論清楚。因此冠梁基槽施工期間不需要單獨(dú)施做基坑，半圓粧自身具有較強(qiáng)的抗彎剛度，達(dá)到了減小施做空間、控制地表變形的目的。本方法具體具體操作簡便，在地鐵設(shè)計中較為經(jīng)濟(jì)適用。
[0025]本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 包括圍護(hù)粧(4 )、冠梁(3 )、半圓粧(I)、臨時立柱(11)及蓋挖車站頂板(5 ); 冠梁(3)位于圍護(hù)粧(4)頂部，冠梁(3)梁頂設(shè)置半圓粧(I)，半圓粧(I)內(nèi)側(cè)的冠梁(3)梁頂搭設(shè)蓋挖車站頂板(5); 蓋挖車站頂板(5 )下方由豎直的臨時立柱(11)支撐，圍護(hù)粧(4)內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱(11)支撐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 半圓粧(I)內(nèi)側(cè)側(cè)壁設(shè)置壓頂梁(2 )壓覆蓋挖車站頂板(5 )端部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 蓋挖車站頂板(5)頂部內(nèi)側(cè)設(shè)置有牛腿(10)，牛腿(10)內(nèi)側(cè)由水平的臨時立柱(11)支撐。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 臨時立柱(11)端部設(shè)置有臨時立柱柱頂連梁(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 蓋挖車站頂板(5)下方的臨時立柱(11)底端設(shè)置有臨時立柱粧基礎(chǔ)(13)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合的結(jié)構(gòu)體系，其特征在于: 圍護(hù)粧(4)內(nèi)布設(shè)圍護(hù)粧鋼筋(7)，圍護(hù)粧鋼筋(7)綁扎時向上預(yù)留半圓粧(I)內(nèi)的半圓粧鋼筋(6)。7.冠梁基槽直立施做與蓋挖法車站結(jié)合結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)建方法，其特征在于: 包括以下步驟: 步驟一:進(jìn)行圍護(hù)粧(4)、臨時立柱粧基礎(chǔ)(13 )施工，圍護(hù)粧鋼筋(7 )綁扎時對半圓粧鋼筋(6)進(jìn)行預(yù)留，澆筑圍護(hù)粧(4)粧身部分混凝土，待混凝土澆筑至冠梁(3)頂標(biāo)高時，于半圓粧(I)內(nèi)側(cè)放置半圓粧木模板(8)繼續(xù)澆筑半圓粧(I)混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后拆除半圓粧木模板(8)，同時進(jìn)行臨時立柱(11)及臨時立柱粧基礎(chǔ)(13)的施工； 步驟二:進(jìn)行基坑一次開挖，基坑開挖至冠梁(3)底標(biāo)高位置處對冠梁(3)縱向通過植筋方式將整個基坑冠梁(3)連接在一起，達(dá)到整體受力的目的，施工蓋挖車站頂板(5)及其上牛腿(10)，待蓋挖車站頂板(5)混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度時，施做蓋挖車站頂板(5)防水，于半圓粧(I)上通過植筋方式施做壓頂梁(2)并進(jìn)行混凝土澆筑； 步驟三:隨基坑開挖并架設(shè)臨時立柱(11)，第一道臨時立柱(11)架設(shè)于牛腿(10)上，通過牛腿(10)及蓋挖車站頂板(5)將側(cè)向水平荷載傳遞至圍護(hù)粧(4)上，施工過程中可依據(jù)監(jiān)測結(jié)果對臨時立柱(11)內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整，保證基坑安全性； 步驟四:開挖至基底后，按照施工步序依次施工車站底板、中板、頂板，最后恢復(fù)路面，完成整個地鐵車站蓋挖法施工工序。
【文檔編號】E02D5/38GK106013241SQ201610544533
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】王博, 康華, 王立新, 高玄濤, 楊自剛, 杜宇, 秦宇君, 戴志仁, 王磊, 李若永, 張雄雄, 王鵬, 毛念華, 張毓斌, 王洪波
【申請人】中鐵第勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司, 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司