CN104153390B - 超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其包括对工程场地方位进行勘察；查清地下水来源是承压水还是孔隙水，分析各岩层的渗透系数以及结构建成前后的渗流量；建立抗浮模型，确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，确保水土压力与结构安全平衡水位，设置水平环管、集水池和自动潜水泵；利用永久结构梁板体系的水平力学性能，计算确定环框板结构尺寸，并考虑与永久结构梁板桩融为一体无缝衔接，充分利用环板支撑体系，抵抗围护结构外侧的水土压力；利用混凝土自防水能力，优化混凝土配方和灌筑工艺。本发明工序简单，建造效率高、效果好，工期短，能有效节约资源，降低建造成本。
Description
技术领域
本发明涉及工程建筑技术领域，尤其涉及一种超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法。
背景技术
目前国内外超大钢筋混凝土地下框架结构均采用围护结构+支撑体系或锚干体系抵挡水土压力；抵抗浮力通常采用抗拔桩或抗浮锚杆；防水采用全包柔性性防水层；抗温度变形和不均匀沉降，通常采用伸缩缝、沉降缝(变形缝)。但是，我们通过二十多年的研究、调查、实践，发现上述措施，不仅资源浪费大、工期长，建造效率偏低，而且投资大且效果欠佳，无法有效满足超大地下钢筋混凝土框架结构的建造。
发明内容
本发明是为了解决现有的超大钢筋混凝土地下框架的建造方法工序繁杂，工期长，建造效率偏低，资源浪费大，建造成本高且建造效果差的问题而提出了一种工序简单，建造效率高、效果好，工期短，能有效节约资源，降低建造成本的超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
上述的超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中，具体包括以下步骤：(1)勘察，即对工程场地方位进行勘察，测量工程地质、水文地质，弄清楚各项物理力学指标；查清地下水来源是承压水还是孔隙水，分析各岩层的渗透系数以及结构建成前后的渗流量；(2)抗浮设计，即建立抗浮模型，确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，以确保水土压力与结构安全平衡水位，进行水平环管、集水池和自动潜水泵设置；(3)环框梁板支撑体系，即利用永久结构梁板体系的水平力学性能计算确定环框板结构尺寸，并使永久结构梁、板、桩与围护结构融为一体，无缝衔接，形成框架结构，利用环板水平支撑体系，以抵抗围护结构外侧的水土压力；(4)叠合结构，即利用混凝土自防水能力，优化混凝土配方和灌筑工艺。
所述超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中，所述步骤(1)勘察具体包括以下步骤：(1.1)收集区域地质资料及既有地质资料，了解工程场地范围内地层情况、构造情况，通过地质调绘查明工程场地的地貌特征，详细查明场地范围内地层层序、岩层接触关系、构造特征、岩土特征、岩土分布，特别是特殊岩土及不良地质单元的特征和分布；(1.2)通过钻探与物探相结合详细查明断层破碎带与风化沟槽的分布范围，通过原位测试与室内试验相结合详细查明各岩土层的物理、力学参数；(1.3)通过钻探与水文试验相结合详细查明场地范围内地下水的类型、埋藏条件、补给来源、径流方向、腐蚀性、各岩土层的渗透性及其他特性，为降水设计提供相关的计算参数；(1.4)调查区域水文地质资料，结合场地地貌条件、勘察期地下水位、水位年变幅等情况综合分析提供抗浮水位；(1.5)根据基坑开挖深度、各岩土层的分布及渗透性情况，围护结构及主体结构对各地层地下水渗流的影响，基坑开挖时的最大涌水量进行预测，计算确定结构安全平衡水位值，并对结构建成后的每天室内渗水量进行预测。
所述超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中，所述步骤(2)抗浮设计具体包括以下步骤：(2.1)确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，确保水土压力与结构安全平衡水位；(2.2)通过底板的土工布反滤层，地下水进入了100mm粗砂层和400mm碎石层内的塑料盲沟；(2.3)通过塑料盲沟将地下水汇集到底板周边的8处取水口内，在水压的作用下，地下水进入立管和水平环管网、集水池和自动潜水泵。
所述超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中，所述步骤(3)环框梁板支撑体系具体操作为：首先施作支撑环板的临时钢管，然后对原状土体进行夯实硬化，使其能够承受环板自重，再绑扎钢筋，一端与围护结构主筋连接，另一端支承在临时钢管柱上，最后灌注混凝土。
所述超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中，所述步骤(4)叠合结构具体包括以下步骤：(4.1)主体结构的设计采用中低强度的防水混凝土；(4.2)减少水泥用量，原则上不超过260kg/m3,增加优质粉煤灰比例，一般不低于胶凝材料的30％；(4.3)降低坍落度,即车站控制在100mm以内；(4.4)缩短施工缝间距，严禁板墙同时灌注混凝土；(4.5)严格控制混凝土的入模温度；(4.6)在围护结构无渗漏条件下施作内衬；(4.7)混凝土及早养护，即利用混凝土自动水喷淋养护系统；(4.8)采用混凝土输送泵，以降低坍落度泵送。
所述超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其中：所述建造方法还包括有害水压无害利用；所述有害水压无害利用具体是指利用倒滤层，通过管网系统，泄水减压溢出的地下水，通过净水装置净化处理后，可进入中水系统，可用于绿化，让地下水旧地循环，回归大自然，保护水的原生态；同时设置地下水位观测管，随时监视地下水的变化情况。
有益效果
本发明超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法工序简单，建造效率高、效果好，工期短，能有效节约资源，降低了建造成本；本发明颠覆了传统的设计理念，颠覆了无效复杂的施工工艺，颠覆了长期盲目执行的《规范》，使工程建造真正回归到经典的力学原理，敬畏自然规律；从而节省了大量资源，减少了环境污染，充分利用地下水原生态，节约了工程投资，缩短了工期；为社会、为事业的可持续发展创造了巨大的经济效益和社会效益。
具体实施方式
本发明超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，包括以下步骤：
S010、勘察
即详细、精准对工程场地方位进行勘察、查清等，工程地质、水文地质、弄清楚各项物理力学指标；查清地下水来源是承压水还是孔隙水，精心分析各岩(土)层的渗透系数，结构建成前、后的渗流量；其包括以下具体步骤：
S011、收集区域地质资料及既有地质资料，了解工程场地范围内地层情况、构造情况，通过地质调绘查明工程场地的地貌特征，详细查明场地范围内地层层序、岩层接触关系、构造特征、岩土特征、岩土分布，特别是特殊岩土(人工填土、软土、膨胀土等)和不良地质单元(砂土液化等)的特征和分布；
S012、通过钻探与物探相结合详细查明断层破碎带与风化沟槽的分布范围，通过原位测试(静探、旁压、螺旋板等)与室内试验相结合详细查明各岩土层的物理、力学参数；
S013、通过钻探与水文试验相结合详细查明场地范围内地下水的类型、埋藏条件、补给来源、径流方向、腐蚀性、各岩土层的渗透性等，为降水设计提供相关的计算参数；
S014、调查区域水文地质资料，结合场地地貌条件、勘察期地下水位、水位年变幅等情况综合分析提供抗浮水位；
S015、根据基坑开挖深度、各岩土层的分布及渗透性情况，围护结构及主体结构对各地层地下水渗流的影响，基坑开挖时的最大涌水量进行预测，计算确定结构安全平衡水位值，并对结构建成后的每天室内渗水量进行预测。
S020、抗浮设计
利用经典的阿基米德定律，建立抗浮模型；具体包括以下步骤：
S021、确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，确保水土压力与结构安全平衡水位；
S022、通过底板的土工布反滤层，地下水进入了100mm粗砂层和400mm碎石层内的塑料盲沟；
S023、通过塑料盲沟将地下水汇集到底板周边的8处取水口内，在水压的作用下，地下水进入立管和水平环管网、集水池和自动潜水泵。
S030、环框梁板支撑体系
即充分利用永久结构梁板体系的水平力学性能，计算确定环框板结构尺寸，并使永久结构梁、板、桩与围护结构融为一体，无缝衔接，形成框架结构，利用环板水平支撑体系，以抵抗围护结构外侧的水土压力；
具体操作为：首先施作支撑环板的临时钢管，然后对原状土体进行夯实硬化，使其能够承受环板自重，再绑扎钢筋，一端与围护结构主筋连接，另一端支承在临时钢管柱上，最后灌注混凝土；其中，该环板支撑体系，不仅使基坑安全、稳定，同时为基坑中地下主体结构提供尽可能宽敞的作业空间。
S040、叠合结构
即充分发挥混凝土自防水能力，优化混凝土配方和灌筑工艺，提高其抗裂性能；其具体包括以下步骤：
S041、主体结构的设计采用中低强度的防水混凝土(C30S8)；
S042、减少水泥用量，原则上不超过260kg/m3,增加优质粉煤灰比例，一般不低于胶凝材料的30％；
S043、降低坍落度,即车站控制在100mm以内；
S044、缩短施工缝间距，严禁板墙同时灌注混凝土；
S045、控制混凝土的入模温度(严禁高温时段、现场等待、原料暴晒，最好冰水拌制混凝土)；
S046、在围护结构无渗漏条件下施作内衬；
S047、混凝土及早养护，即利用混凝土自动水喷淋养护系统；
S048、采用高品质的混凝土输送泵，以确保降低坍落度泵送。
S050、有害水压无害利用
即利用倒滤层，通过管网系统，泄水减压溢出的地下水，通过净水装置净化处理后，可进入中水系统，可用于绿化，让地下水旧地循环，回归大自然，保护水的原生态；同时设置地下水位观测管，随时监视地下水的变化情况。
本发明工序简单，建造效率高、效果好，工期短，能有效节约资源，降低建造成本，减少了环境污染，充分利用地下水原生态，节约了工程投资，缩短了工期，为社会、为事业的可持续发展创造了巨大的经济效益和社会效益。
Claims (4)
1.一种超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)勘察
即对工程场地方位进行勘察，测量工程地质、水文地质，弄清楚各项物理力学指标；查清地下水来源是承压水还是孔隙水，分析各岩层的渗透系数以及结构建成前后的渗流量；
(2)抗浮设计
即建立抗浮模型，确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，以确保水土压力与结构安全平衡水位，进行水平环管、集水池和自动潜水泵设置；
(3)环框梁板支撑体系
即利用永久结构梁板体系的水平力学性能计算确定环框板结构尺寸，并使永久结构梁、板、桩与围护结构融为一体，无缝衔接，形成框架结构，利用环板水平支撑体系，以抵抗围护结构外侧的水土压力；具体操作为：首先施作支撑环板的临时钢管，然后对原状土体进行夯实硬化，使其能够承受环板自重，再绑扎钢筋，一端与围护结构主筋连接，另一端支承在临时钢管柱上，最后灌注混凝土；
(4)叠合结构
即利用混凝土自防水能力，优化混凝土配方和灌筑工艺；具体包括以下步骤：
(4.1)主体结构的设计采用中低强度的防水混凝土；
(4.2)减少水泥用量，原则上不超过260kg/m3,增加优质粉煤灰比例，不低于胶凝材料的30％；
(4.3)降低坍落度,即车站控制在100mm以内；
(4.4)缩短施工缝间距，严禁板墙同时灌注混凝土；
(4.5)严格控制混凝土的入模温度；
(4.6)在围护结构无渗漏条件下施作内衬；
(4.7)混凝土及早养护，即利用混凝土自动水喷淋养护系统；
(4.8)采用混凝土输送泵，以降低坍落度泵送。
2.如权利要求1所述的超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其特征在于，所述步骤(1)勘察具体包括以下步骤：
(1.1)收集区域地质资料及既有地质资料，了解工程场地范围内地层情况、构造情况，通过地质调绘查明工程场地的地貌特征，详细查明场地范围内地层层序、岩层接触关系、构造特征、岩土特征、岩土分布，特殊岩土及不良地质单元的特征和分布；
(1.2)通过钻探与物探相结合详细查明断层破碎带与风化沟槽的分布范围，通过原位测试与室内试验相结合详细查明各岩土层的物理、力学参数；
(1.3)通过钻探与水文试验相结合详细查明场地范围内地下水的类型、埋藏条件、补给来源、径流方向、腐蚀性、各岩土层的渗透性，为降水设计提供相关的计算参数；
(1.4)调查区域水文地质资料，结合场地地貌条件、勘察期地下水位、水位年变幅情况综合分析提供抗浮水位；
(1.5)根据基坑开挖深度、各岩土层的分布及渗透性情况，围护结构及主体结构对各地层地下水渗流的影响，基坑开挖时的最大涌水量进行预测，计算确定结构安全平衡水位值，并对结构建成后的每天室内渗水量进行预测。
3.如权利要求1所述的超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其特征在于，所述步骤(2)抗浮设计具体包括以下步骤：
(2.1)确定安全平衡的抗浮水位，核实常态稳定水位，据此设计倒滤层、泄水管网，确保水土压力与结构安全平衡水位；
(2.2)通过底板的土工布反滤层，地下水进入了100mm粗砂层和400mm碎石层内的塑料盲沟；
(2.3)通过塑料盲沟将地下水汇集到底板周边的8处取水口内，在水压的作用下，地下水进入立管和水平环管网、集水池和自动潜水泵。
4.如权利要求1至3任一所述的超大地下钢筋混凝土框架结构的建造方法，其特征在于：所述建造方法还包括有害水压无害利用；所述有害水压无害利用具体是指利用倒滤层，通过管网系统，泄水减压溢出的地下水，通过净水装置净化处理后，进入中水系统，用于绿化，让地下水旧地循环，回归大自然，保护水的原生态；同时设置地下水位观测管，随时监视地下水的变化情况。
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