CN104727324B - 不规则地下室支护施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不规则地下室支护施工方法,其特征是第一层支撑采用圆环形混凝土支撑,第二层采用组合架混凝土支撑;圆环形混凝土支撑高度为600‑900mm,宽度为800‑1100mm;一层角撑采用混凝土撑或者钢撑,地下连续墙兼做永久地下室外墙,在两片地下连续墙接缝处外侧设置高压旋喷桩,高压旋喷桩直径为500‑600mm;组合架混凝土支撑包括围檩和腹杆,二层角撑采用混凝土撑或者钢撑,圆环形混凝土支撑下立柱采用型钢格构柱。本发明节约了材料,施工操作空间大,施工进度快。

Description

不规则地下室支护施工方法
技术领域
本发明涉及不规则地下室支护施工方法,适用于建筑施工领域。
背景技术
随着地下空间的大量开发利用,在用地紧张的城市中心进行深地下室开挖,必将面临着地下室支护结构及土体变形对邻近地下结构的不利影响。确保地下室支护结构稳定及周边环境安全,在经济合理及施工便利等前提下,进行地下室支护与开挖的难度也越来越大。尤其是不规则地下室支护体系,受力比较复杂,稍有不慎就会出现安全,任何确保不规则地下室支护施工安全是工程技术人员面对的难题。
发明内容
本发明是提供一种不规则地下室支护施工方法,解决不规则地下室支护施工方法施工安全的问题。
为此,本发明第一层支撑采用圆环形混凝土支撑,一方面使第一层支撑受力性能合理,整体稳定性较好,能够充分发挥混凝土材料的受压特性;另一方面使地下室施工时内部空间大,从而挖掘机在操作时障碍少,加快土方挖运的速度,加快施工进度。
表1圆环形混凝土支撑和组合架混凝土支撑的轴力对比
根据计算机有限元计算与分析,第二层支撑如果采用圆环形混凝土支撑,环梁的轴力过大,环梁混凝土的抗压强度可能会达不到要求。表1为圆环形混凝土支撑和组合架混凝土支撑的轴力对比,根据对比计算结果,如果采用组合架混凝土支撑,轴力减少率为76.1%-86.7%。由此可见,如果第二层继续采用圆环形混凝土支撑,圆环形混凝土支撑可将支护结构所传来的水平荷载转化为环梁的轴力,钢筋混凝土的材料性能可能会达不到要求,所以第二层采用组合架混凝土支撑。
圆环形混凝土支撑高度为600-900mm,宽度为800-1100mm;一层角撑采用混凝土撑或者钢撑,地下连续墙兼做永久地下室外墙,为保证地下连续墙接缝处不漏水,在两片地下连续墙接缝处外侧设置高压旋喷桩,高压旋喷桩直径为500-600mm;组合架混凝土支撑包括围檩和腹杆,二层角撑采用混凝土撑或者钢撑,圆环形混凝土支撑下立柱采用型钢格构柱。
圆环形混凝土支撑施工时必须形成完整的圆环,施工放线应找准圆心,保证圆环的平滑性;否则在变形处易引起应力集中,导致整个支撑体系的破坏。
施工步骤包括:
(1)施工地下连续墙。
(2)施工工程桩作为立柱基础,然后施工立柱。
内支撑的竖向立柱采用型钢混凝土柱,型钢格构柱要求嵌入工程内1.8-2.5m。
(3)土方开挖至冠梁及混凝土支撑梁底部20cm,施工冠梁及第一道圆环形混凝土支撑。
(4)圆环形混凝土支撑达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大。由于圆环形混凝土支撑与地下连续墙之间的操作面相对较小,采用轻型挖机开挖,轻型挖机就位位置预先用土填实,且高于支撑面10-12mm,同时上铺走道板,直接向下挖下层土方,并向圆心方向边挖边退,把土方传至圆环区内,再驳运出去。
(5)挖掘机开挖一层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至组合架混凝土支撑底部以下20cm。
(6)施工组合架混凝土支撑。
钢筋绑扎时先绑扎围檩的钢筋,然后绑扎腹杆钢筋,腹杆主筋伸进围檩内,伸进长度至少为40倍腹杆主筋直径。腹杆节点处钢筋的伸入和绑扎应合理交叉,以免影响混凝土支撑的有效高度。腹杆主筋采用整根直料,围檩钢筋施工时采用绑扎搭接接头,以利爆破拆除施工。
(7)组合架混凝土支撑达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大。
挖掘机开挖二层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至地下室底板以上30cm,余下土方采用人工修底方式挖除,减少坑底土方扰动。
(8)施工地下室底板。
地下室底板底模采用素混凝土或铺碎石振动灌浆,素混凝土和铺碎石振动灌浆应待混凝土或灌浆达到5MPa后进行钢筋绑扎施工,支撑底模应高于两侧土面10-12mm,并且设置明排水沟,防雨后泥浆倒灌。
(9)拆除组合架混凝土支撑及二层角撑。
在开挖过程中采用了爆破作业模式,组合架混凝土支撑分为8次进行爆破,二层角撑分为6次进行爆破。
在爆破拆除内支撑前,先进行内力释放的施工,即在每隔一根支撑梁断面,进行混凝土人工凿除,而梁钢筋不截断,由梁钢筋的变形来实现内力释放,避免荷载突然增加造成对结构的破坏。在支撑梁下方铺垫细砂,降低塌落引起的震动。
(10)拆除圆环形混凝土支撑及一层角撑。
在开挖过程中采用了爆破作业模式,圆环形混凝土支撑分为8次进行爆破,一层角撑分为6次进行爆破。
(11)浇筑地下室顶板。
本发明根据地下室结构情况采用不同的支撑结构体系,第一层支撑能够充分利用环梁,撑杆和环梁的弯矩都较小,不但节约了材料,还具有施工操作空间大,施工进度快,第二层支撑具有刚度大和变形小的特点,与地下室支护结构的受力性能相匹配。
附图说明
图1为一层地下室支护平面布置图,图2为二层地下室支护平面布置图。
附图标记:1、圆环形混凝土支撑,2、一层角撑,3、地下连续墙,4、组合架混凝土支撑,5、二层角撑。
具体实施方式
某工程建筑面积为12.6万平米,地下建筑面积为3.2万平米,两层地下室,在工程施工当中,地下室开挖深度为11米,局部地区甚至达到12.6米。
本发明第一层支撑采用圆环形混凝土支撑1,第二层采用组合架混凝土支撑4。
圆环形混凝土支撑1高度为700mm,宽度为900mm;一层角撑2采用混凝土撑或者钢撑,地下连续墙3兼做永久地下室外墙,为保证地下连续墙3接缝处不漏水,在两片地下连续墙3接缝处外侧设置高压旋喷桩,高压旋喷桩直径为600mm;组合架混凝土支撑4包括围檩和腹杆,二层角撑5采用混凝土撑或者钢撑,圆环形混凝土支撑1下立柱采用型钢格构柱。
圆环形混凝土支撑1施工时必须形成完整的圆环,施工放线应找准圆心,保证圆环的平滑性;否则在变形处易引起应力集中,导致整个支撑体系的破坏。
施工步骤包括:
(1)施工地下连续墙3。
(2)施工工程桩作为立柱基础,然后施工立柱。
内支撑的竖向立柱采用型钢混凝土柱,型钢格构柱要求嵌入工程内2m。
(3)土方开挖至冠梁及混凝土支撑梁底部20cm,施工冠梁及第一道圆环形混凝土支撑1。
(4)圆环形混凝土支撑1达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大。由于圆环形混凝土支撑1与地下连续墙3之间的操作面相对较小,采用轻型挖机开挖,轻型挖机就位位置预先用土填实,且高于支撑面10-12mm,同时上铺走道板,直接向下挖下层土方,并向圆心方向边挖边退,把土方传至圆环区内,再驳运出去。
(5)挖掘机开挖一层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至组合架混凝土支撑4底部以下20cm。
(6)施工组合架混凝土支撑4。
钢筋绑扎时先绑扎围檩的钢筋,然后绑扎腹杆钢筋,腹杆主筋伸进围檩内,伸进长度至少为40倍腹杆主筋直径。腹杆节点处钢筋的伸入和绑扎应合理交叉,以免影响混凝土支撑的有效高度。腹杆主筋采用整根直料,围檩钢筋施工时采用绑扎搭接接头,以利爆破拆除施工。
(7)组合架混凝土支撑4达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大。
挖掘机开挖二层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至地下室底板以上30cm,余下土方采用人工修底方式挖除,减少坑底土方扰动。
(8)施工地下室底板。
地下室底板底模采用素混凝土或铺碎石振动灌浆,素混凝土和铺碎石振动灌浆应待混凝土或灌浆达到5MPa后进行钢筋绑扎施工,支撑底模应高于两侧土面10-12mm,并且设置明排水沟,防雨后泥浆倒灌。
(9)拆除组合架混凝土支撑4及二层角撑5。
在开挖过程中采用了爆破作业模式,组合架混凝土支撑4分为8次进行爆破,二层角撑5分为6次进行爆破。
在爆破拆除内支撑前,先进行内力释放的施工,即在每隔一根支撑梁断面,进行混凝土人工凿除,而梁钢筋不截断,由梁钢筋的变形来实现内力释放,避免荷载突然增加造成对结构的破坏。在支撑梁下方铺垫细砂,降低塌落引起的震动。
(10)拆除圆环形混凝土支撑1及一层角撑2。
在开挖过程中采用了爆破作业模式,圆环形混凝土支撑1分为8次进行爆破,一层角撑2分为6次进行爆破。
(11)浇筑地下室顶板。
本实施例监测内容主要包括地下室周边建筑物及道路沉降观测、地下室支护结构水平位移观测、支撑梁钢筋应力监测、立柱沉降等,共布设位移观测点36处,钢筋应力计12组,测斜孔15个。监测资料显示,地下室开挖至回填期间,地下室支护结构地下连续墙3累计最大位移值仅为6.3mm,立柱最大沉降量仅为4.6mm,地下室深层土体位移最大为8.37mm,周边道路沉降最大为8.6mm,周边建筑物沉降最大为18.6mm。各项监控指标均控制在设计及规范要求范围内,地下室工程施工情况非常理想。

Claims (4)

1.一种不规则地下室支护施工方法,其特征是第一层支撑采用圆环形混凝土支撑,第二层采用组合架混凝土支撑;圆环形混凝土支撑高度为600-900mm,宽度为800-1100mm;一层角撑采用混凝土撑或者钢撑,地下连续墙兼做永久地下室外墙,在两片地下连续墙接缝处外侧设置高压旋喷桩,高压旋喷桩直径为500-600mm;组合架混凝土支撑包括围檩和腹杆,二层角撑采用混凝土撑或者钢撑,圆环形混凝土支撑下立柱采用型钢格构柱;
施工步骤包括:
(1)施工地下连续墙;
(2)施工工程桩作为立柱基础,然后施工立柱;
内支撑的竖向立柱采用型钢格构柱,型钢格构柱要求嵌入工程桩内1.8-2.5m;
(3)土方开挖至冠梁及混凝土支撑梁底部20cm,施工冠梁及第一层圆环形混凝土支撑;
(4)圆环形混凝土支撑达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大;
(5)挖掘机开挖一层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至组合架混凝土支撑底部以下20cm;
(6)施工组合架混凝土支撑;
钢筋绑扎时先绑扎围檩的钢筋,然后绑扎腹杆钢筋,腹杆主筋伸进围檩内,伸进长度至少为40倍腹杆主筋直径;腹杆节点处钢筋的伸入和绑扎应合理交叉,以免影响混凝土支撑的有效高度;腹杆主筋采用整根直料,围檩钢筋施工时采用绑扎搭接接头,以利爆破拆除施工;
(7)组合架混凝土支撑达到设计强度后,挖掘机先开挖环梁圈内土方,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,从圆心处往四周开挖,呈同心圆形式扩大;
挖掘机开挖二层角撑下土方,将土方倒运至环梁圈内长臂挖掘机抓土位置,采用长臂挖掘机坐在地面将土方垂直运输至地面,挖至地下室底板以上30cm,余下土方采用人工修底方式挖除,减少坑底土方扰动;
(8)施工地下室底板;
地下室底板底模采用素混凝土或铺碎石振动灌浆,素混凝土和铺碎石振动灌浆应待混凝土或灌浆达到5MPa后进行钢筋绑扎施工,支撑底模应高于两侧土面10-12mm,并且设置明排水沟,防雨后泥浆倒灌;
(9)拆除组合架混凝土支撑及二层角撑;
在开挖过程中采用了爆破作业模式,组合架混凝土支撑分为8次进行爆破,二层角撑分为6次进行爆破;
(10)拆除圆环形混凝土支撑及一层角撑;
在开挖过程中采用了爆破作业模式,圆环形混凝土支撑分为8次进行爆破,一层角撑分为6次进行爆破;
(11)浇筑地下室顶板。
2.根据权利要求1所述的不规则地下室支护施工方法,其特征是圆环形混凝土支撑施工时必须形成完整的圆环,施工放线应找准圆心,保证圆环的平滑性;否则在变形处易引起应力集中,导致整个支撑体系的破坏。
3.根据权利要求1所述的不规则地下室支护施工方法,其特征是圆环形混凝土支撑与地下连续墙之间采用轻型挖机开挖,轻型挖机就位位置预先用土填实,且高于支撑面10-12mm,同时上铺走道板,直接向下挖下层土方,并向圆心方向边挖边退,把土方传至圆环区内,再驳运出去。
4.根据权利要求1所述的不规则地下室支护施工方法,其特征是在爆破拆除内支撑前,先进行内力释放的施工,即在每隔一根支撑梁断面,进行混凝土人工凿除,而梁钢筋不截断,由梁钢筋的变形来实现内力释放,避免荷载突然增加造成对结构的破坏;在支撑梁下方铺垫细砂,降低塌落引起的震动。
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