CN105735354B - 一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法，该方法包括施工准备‑钢板支护‑顶板土体开挖‑下返墙施工‑下返柱施工‑顶板结构施工‑顶板回填‑地下一层侧下返墙上部结构施工‑地下一层侧下返墙下部结构施工‑中立柱结构施工‑柱间底板结构施工‑地下二层施工‑重复地下部分施工直至整个工程结束。本发明能有效解决传统城市地下工程在施工时所存在的路面交通影响严重、噪音大、污染大、工程周期长、成本和投入高以及人员调用多等问题。

Description

一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法

技术领域

本发明涉及建筑工程设计及施工技术领域，具体涉及一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法。

背景技术

随着中国城市建设的跨越式发展，大型地下商场、地下停车场、地下车站、地下交通枢纽、地下变电站等的建设中都面临着深基坑工程的问题。由于工程地质和水文地质条件复杂多变、环境保护要求越来越高、基坑工程规模向超大面积和大深度方向发展、工期进度及资源节约等开发条件要求日益复杂，常规的施工方法一般是自下而上依次施工，即在施工前首先要进行临时支护形成帷幕，阻断交通避免行人和车辆在施工现场通行，然后从上而下开挖施工，直至开挖至最低处，开挖完成后从最底层开设进行具体的结构建设，及从底端自下而上依次进行逐层施工，显然传统的施工方法需要帷幕从施工开始一直到施工结束才能拆除，严重影响路面通行，尤其是在交通拥堵的市区内进行施工时更加明显；此外，传统的施工方法中，开挖后的施工空间部分是不进行封闭的，在施工时会产生大量的尘土、噪音等污染，严重影响附近居民的生活；同时，传统的施工方法中，由于采用自下而上的施工，所以每完成一层主体结构的施工后需要等该层主体结构的混凝土风干或达到标准强度后才能进行上一层的施工，以此类推进行以上逐层的施工，显然需要耗费极多工时，导致工程周期大幅增长、工程成本和投入高，人员调用多。

发明内容

本发明旨在提供一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法，以解决传统城市地下工程在施工时所存在的路面交通影响严重、噪音大、污染大、工程周期长、成本和投入高以及人员调用多等问题。

本发明是通过如下技术方案予以实现的：

一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法，该方法包括以下步骤：

(1)施工准备：施工前先对地下管线摸排，在地面作好标记，向机械操作司机现场交底，根据施工要求进行施工区域的围挡和封闭，确定施工前人员配置的人员数量，确保工程在开工前的临时用水、用电，待地勘报告出来以后进入下一步施工；

(2)钢板支护：沿建筑边线外打入12m长的拉森钢板桩，一次性打入地下，遇到到障碍物不能打入时，待钎探检测确定为持力层后将桩头割掉；

(3)顶板土体开挖：根据现场施工土质分析情况，采用拉森钢板桩沿工程外墙外边缘进行基坑围护，将距外墙外侧1000mm的控制线在原始地貌上作标记，然后再打入拉森钢板桩护壁，拉森钢板桩护壁上按每层结构板底进行标高，采用机械凿挖及人工清底相结合的方式进行土方开挖，开挖自上而下进行，边挖边检查槽宽，开挖至每层结构板底标高后进行基层清底；

(4)下返墙施工：向下开挖至顶板底设计标高后，两侧墙体部分按设计尺寸开0.4m深槽，修整槽边和底部坡度，使槽边和底部呈45°斜坡，设置模板，并按设计纵向搭接长度加工、预埋外墙钢筋；

(5)下返柱施工：在中部两侧人工开挖柱帽及0.4m深的下返柱，支立柱帽及下返柱模板，按下返墙施工要求开孔、埋顶，柱帽部分的立面模均采用胶合板模板；

(6)顶板结构施工：顶板采用胶合板地膜铺设，胶合板地膜采用18mm厚防水胶合板，在胶合板地膜的接缝处打设标高控制木桩，并铺设平整并与木桩钉实；

(7)顶板回填：在顶板上设置保护层，然后在保护层上进行市政管道的安装，经安装预验合格后进行顶板上方的土方回填，夯压密实符合规范要求；

(8)地下一层侧下返墙上部结构施工：开设施工竖井，完成后即可向地下主体结构掘进，先在两侧墙开设施工通道，形成外侧墙混凝土结构，然后施工边柱形成竖向支撑，再开挖其他土方呈两侧的倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护；

(9)地下一层侧下返墙下部结构施工：在两侧下返墙上部结构下方向下开挖至地下一层底板底部标高处，同样开挖呈倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护；

(10)中立柱结构施工：开挖两根中立柱土方，进行喷锚混凝土护坡，设置钢支撑采用￠219-10钢管，上下端设300×300×10钢垫板，柱位人工开挖孔桩，桩径3800mm，钢筋砼护壁厚150mm，然后支模板钢筋绑扎，预留柱、板钢筋，柱身结构浇筑混凝土后拆除支撑，进行混凝土底板及外侧下返墙浇筑，然后将两根中立柱之间的土方挖除；

(11)柱间底板结构施工：中立柱独立基础与中立柱的施工完毕后，开挖至底板底标高并找平，将预留的钢筋与即将施工的柱间底板绑扎连接，待钢筋验收完毕后在底板中间开预留口，进行柱间底板的混凝土浇筑；

(12)地下二层施工：按照与地下一层施工相同的布置施工开挖出地下二层和层间中立柱，其中在机械开挖至距底垫层底100-150mm位置即可，余下100-150mm土方采用人工开挖；

(13)重复地下部分施工：重复步骤(12)进行余下部分施工，直至工程结束。

顶板侧模安装时根据边线先立一侧模板，先将模板底部临时固定，根据顶板边线把模板调正并用斜撑加固牢靠，用钢尺和线锤检验结构尺寸及校正模板的垂直度，模板的接缝用5×5cm的木楔子钉入地下20cm将两块竹胶板定在木楔子上进行固定，接缝用胶带纸封闭，在浇筑混凝土前，模板应浇水湿润。

外侧墙模板安装的龙骨采用截面80×80mm松木枋，木枋的设置先竖向后横向，竖向、横向间距均为500mm，竖向再用120mm槽钢布置，模板全部靠钢管斜撑来支顶，利用脚手架的可调支托进行紧固。

所述步骤(8)分为以下步骤：

(801)先施工靠近竖井的一段，形成一段混凝土结构后，再开挖横向通道，施工另一侧的侧墙然后对称施工两侧墙，沿一端向另一侧下返墙挖，每次长度不超过5米；

(802)通道分两层开挖、支护，每层厚度根据设计高度要求进行开挖，机械开挖人工配合修坡，边开挖边对两侧土体进行支护，内通道边坡支护采用素喷50mm厚砼。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的城市地下工程盖挖全逆作施工方法具有以下优点：

1、具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点，它克服了常规临时支护存在的诸多不足之处，是进行可持续发展的城市地下空间开发和建设节约型社会的有效经济手段；

2、采用逆作法，一般地下室外墙与基坑围护墙采用两墙合一的形式，一方面省去了单独设立的围护墙，另一方面可在工程用地范围内最大限度扩大地下室面积，增加有效使用面积；

3、围护墙的支撑体系由地下室楼盖结构代替，省去大量支撑费用。而且楼盖结构即支撑体系，还可以解决特殊平面形状建筑或局部楼盖缺失所带来的布置支撑的困难，并使受力更加合理；

4、总工期的缩短，因而在软土地区对于具有多层地下室的高层建筑，采用逆作法施工具有明显的经济效益，一般可节省地下结构总造价的25-35％；

5、由于逆作法在施工地下室时是采用先表层楼面整体浇筑，再向下挖土施工，故其在施工中的噪音因表层楼面的阻隔而大大降低，从而避免了因夜间施工噪音问题而延误工期；

6、通常的地基处理采取开敞开挖手段，产生了大量的建筑灰尘，从而影响了城市的形象；采用逆作法施工，由于其施工作业在封闭的地表下，可以最大限度的减少扬尘；

7、由于逆作法的采取表层支撑，底部施工的作业方法，故在城市交通土建中大有用武之地，它可以在地面道路继续通车的情况下，进行道路地下作业，从而避免了因堵车绕道而产生的损失；

8、地下连续墙与土体之间粘结力和摩擦力不仅可利用来承受垂直荷载，而且还可充分利用它承受水平风力和地震作用所产生建筑物底部巨大水平剪力和倾覆力矩，从而大大提高了抗震效应。

附图说明

图1是本发明的施工流程图；

图2是本发明中拉森钢板护壁或钢管结构图；

图3是本发明中开挖至结构板底标高结构图；

图4是本发明中顶板结构及下返墙、柱施工结构图；

图5是本发明中地模大样图；

图6是本发明中外侧墙模及地模大样图；

图7是本发明中柱帽胶合板模大样图；

图8是本发明中顶板回填并恢复交通的示意图；

图9是本发明中地下一层侧下返墙上部结构施工图；

图10是本发明中开挖第一段下返墙挖剖面图；

图11是本发明中地下一层侧下返墙下部结构施工图；

图12是本发明中开挖第二段下返墙挖剖面图；

图13是本发明中中立柱结构施工图；

图14是本发明中中立柱土方开挖剖面图；

图15是本发明中柱间底板结构施工图；

图16是本发明中地下二层侧下返墙上部结构施工图；

图17是本发明中地下二层侧下返墙下部结构施工图；

图18是本发明中地下二层中立柱结构施工图；

图19是本发明中地下二层柱间底板结构施工图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

如图1所示，本发明提供的城市地下工程盖挖全逆作施工方法，它包括以下步骤：

(1)施工准备：施工前先对地下管线摸排，在地面作好标记，向机械操作司机现场交底，根据施工要求进行施工区域的围挡和封闭，确定施工前人员配置的人员数量，确保工程在开工前的临时用水、用电，待地勘报告出来以后进入下一步施工；

(2)钢板支护：沿建筑边线外打入12m长的拉森钢板桩，一次性打入地下，遇到到障碍物不能打入时，待钎探检测确定为持力层后将桩头割掉，如图2所示；

(3)顶板土体开挖：根据现场施工土质分析情况，采用拉森钢板桩沿工程外墙外边缘进行基坑围护，将距外墙外侧1000mm的控制线在原始地貌上作标记，然后再打入拉森钢板桩护壁，拉森钢板桩护壁上按每层结构板底进行标高，采用机械凿挖及人工清底相结合的方式进行土方开挖，开挖自上而下进行，边挖边检查槽宽，开挖至每层结构板底标高后进行基层清底，如图3所示；

(4)下返墙施工：向下开挖至顶板底设计标高后，两侧墙体部分按设计尺寸开0.4m深槽，修整槽边和底部坡度，使槽边和底部呈45°斜坡，设置模板，并按设计纵向搭接长度加工、预埋外墙钢筋；

(5)下返柱施工：在中部两侧人工开挖柱帽及0.4m深的下返柱，支立柱帽及下返柱模板，按下返墙施工要求开孔、埋顶，柱帽部分的立面模均采用胶合板模板，如图4所示；

(6)顶板结构施工：顶板采用胶合板地膜铺设，胶合板地膜采用18mm厚防水胶合板，在胶合板地膜的接缝处打设标高控制木桩，并铺设平整并与木桩钉实，如图5-7所示；

(7)顶板回填：在顶板上设置保护层，然后在保护层上进行市政管道的安装，经安装预验合格后进行顶板上方的土方回填，夯压密实符合规范要求即可恢复交通，如图8所示；

(8)地下一层侧下返墙上部结构施工：开设施工竖井，完成后即可向地下主体结构掘进，先在两侧墙开设施工通道，形成外侧墙混凝土结构，然后施工边柱形成竖向支撑，再开挖其他土方呈两侧的倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护，具体为：先施工靠近竖井的一段，形成一段混凝土结构后，再开挖横向通道，施工另一侧的侧墙然后对称施工两侧墙，沿一端向另一侧下返墙挖，每次长度不超过5米；通道分两层开挖、支护，每层厚度根据设计高度要求进行开挖，机械开挖人工配合修坡，边开挖边对两侧土体进行支护，内通道边坡支护采用素喷50mm厚砼，如图9-10所示；

(9)地下一层侧下返墙下部结构施工：在两侧下返墙上部结构下方向下开挖至地下一层底板底部标高处，同样开挖呈倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护，如图11-12所示；

(10)中立柱结构施工：开挖两根中立柱土方，进行喷锚混凝土护坡，设置钢支撑采用￠219-10钢管，上下端设300×300×10钢垫板，柱位人工开挖孔桩，桩径3800mm，钢筋砼护壁厚150mm，然后支模板钢筋绑扎，预留柱、板钢筋，柱身结构浇筑混凝土后拆除支撑，进行混凝土底板及外侧下返墙浇筑，然后将两根中立柱之间的土方挖除，如图13-14所示；

(11)柱间底板结构施工：中立柱独立基础与中立柱的施工完毕后，开挖至底板底标高并找平，将预留的钢筋与即将施工的柱间底板绑扎连接，待钢筋验收完毕后在底板中间开预留口，进行柱间底板的混凝土浇筑，如图15所示；

(12)地下二层施工，如图16-19所示：按照与地下一层施工相同的布置施工开挖出地下二层和层间中立柱，其中在机械开挖至距底垫层底100-150mm位置即可，余下100-150mm土方采用人工开挖；

(13)重复地下部分施工：重复步骤(12)进行余下部分施工，直至工程结束。

顶板侧模安装时根据边线先立一侧模板，先将模板底部临时固定，根据顶板边线把模板调正并用斜撑加固牢靠，用钢尺和线锤检验结构尺寸及校正模板的垂直度，模板的接缝用5×5cm的木楔子钉入地下20cm将两块竹胶板定在木楔子上进行固定，接缝用胶带纸封闭，在浇筑混凝土前，模板应浇水湿润。

外侧墙模板安装的龙骨采用截面80×80mm松木枋，木枋的设置先竖向后横向，竖向、横向间距均为500mm，竖向再用120mm槽钢布置，模板全部靠钢管斜撑来支顶，利用脚手架的可调支托进行紧固。

实施例1：江油市纪念碑中段、解放路中段平战结合公共人防工程本工程位于四川江油市，人防建筑面积约2.93万平方米；平时功能：地下商业街和地下人行过街；战时功能：人员隐蔽和物资储备库。防护类别：乙类抗力级别：6级。工程长度为1171.5米，地下一层，基本横向跨度为7米+6米+7米，局部为8米xn跨(n为5到7的整数)；纵向跨度为8米；结构层高为5.7米。

实施例2：南昌胜利路人防平战结合工程，位于南昌市东湖区胜利路，南起中山路、北至阳明路；东起象山路，西至棕帽路，属平战结合工程。全长约2030m，工程总建筑面积为52696平方米，分两期实施。具体位置为胜利路交李家路(建德观路)至中山路，轴号为B63-A2，全长730m左右，建筑面积为27000m。胜利路人防平战结合工程基础分别埋深9.5m-12m不等，主体结构采用钢筋混凝土无梁楼板；底板厚500mm、顶板厚450mm、外墙及中板厚400mm局部加梁，相邻防护单元设置钢板。该工程为单建式甲类人防工程，平时为商业街，战时为物质储备库，防核武器等级为6级。防常规武器等级为6级，防化等级物资储备库为丁级，人员掩蔽部位丙级。设计使用年限为50年。以上两个实施例工程均采用本发明提供的盖挖逆作法进行施工。

Claims (4)

1.一种城市地下工程盖挖全逆作施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

(1)施工准备：施工前先对地下管线摸排，在地面作好标记，向机械操作司机现场交底，根据施工要求进行施工区域的围挡和封闭，确定施工前人员配置的人员数量，确保工程在开工前的临时用水、用电，待地勘报告出来以后进入下一步施工；

(2)钢板支护：沿建筑边线外打入12m长的拉森钢板桩，一次性打入地下，遇到障碍物不能打入时，待钎探检测确定为持力层后将桩头割掉；

(3)顶板土体开挖：根据现场施工土质分析情况，采用拉森钢板桩沿工程外墙外边缘进行基坑围护，将距外墙外侧1000mm的控制线在原始地貌上作标记，然后再打入拉森钢板桩护壁，拉森钢板桩护壁上按每层结构板底进行标高，采用机械凿挖及人工清底相结合的方式进行土方开挖，开挖自上而下进行，边挖边检查槽宽，开挖至每层结构板底标高后进行基层清底；

(4)下返墙施工：向下开挖至顶板底设计标高后，两侧墙体部分按设计尺寸开0.4m深槽，修整槽边和底部坡度，使槽边和底部呈45°斜坡，设置模板，并按设计纵向搭接长度加工、预埋外墙钢筋；

(5)下返柱施工：在基坑中部两侧人工开挖柱帽及0.4m深的下返柱，支立柱帽及下返柱模板，按下返墙施工要求开孔、埋顶，柱帽部分的立面模均采用胶合板模板；

(6)顶板结构施工：顶板采用胶合板地膜铺设，胶合板地膜采用18mm厚防水胶合板，在胶合板地膜的接缝处打设标高控制木桩，并铺设平整并与木桩钉实；

(7)顶板回填：在顶板上设置保护层，然后在保护层上进行市政管道的安装，经安装预验合格后进行顶板上方的土方回填，夯压密实符合规范要求；

(8)地下一层侧下返墙上部结构施工：开设施工竖井，完成后即可向地下主体结构掘进，先在两侧墙开设施工通道，形成外侧墙混凝土结构，然后施工边柱形成竖向支撑，再开挖其他土方呈两侧的倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护；

(9)地下一层侧下返墙下部结构施工：在两侧下返墙上部结构下方向下开挖至地下一层底板底部标高处，同样开挖呈倒梯形结构并对边坡采用素喷50mm厚砼支护；

(10)中立柱结构施工：开挖两根中立柱土方，进行喷锚混凝土护坡，设置钢支撑采用￠219-10钢管，上下端设300×300×10钢垫板，柱位处人工开挖桩孔，孔径3800mm，钢筋砼护壁厚150mm，然后支模板钢筋绑扎，预留柱、板钢筋，柱身结构浇筑混凝土后拆除支撑，进行混凝土底板及外侧下返墙浇筑，然后将两根中立柱之间的土方挖除；

(11)柱间底板结构施工：中立柱独立基础与中立柱的施工完毕后，开挖至底板底标高并找平，将预留的钢筋与即将施工的柱间底板绑扎连接，待钢筋验收完毕后在底板中间开预留口，进行柱间底板的混凝土浇筑；

(12)地下二层施工：按照与地下一层施工相同的布置施工开挖出地下二层和层间中立柱，其中在机械开挖至距底垫层底100-150mm位置即可，余下100-150mm土方采用人工开挖；

(13)重复地下部分施工：重复步骤(12)进行余下部分施工，直至工程结束。

2.根据权利要求1所述的城市地下工程盖挖全逆作施工方法，其特征在于：顶板侧模安装时根据边线先立一侧模板，先将模板底部临时固定，根据顶板边线把模板调正并用斜撑加固牢靠，用钢尺和线锤检验结构尺寸及校正模板的垂直度，模板的接缝用5×5cm的木楔子钉入地下20cm将两块竹胶板定在木楔子上进行固定，接缝用胶带纸封闭，在浇筑混凝土前，模板应浇水湿润。

3.根据权利要求1所述的城市地下工程盖挖全逆作施工方法，其特征在于：外侧墙模板安装的龙骨采用截面80×80mm松木枋，木枋的设置先竖向后横向，竖向、横向间距均为500mm，竖向再用120mm槽钢布置，模板全部靠钢管斜撑来支顶，利用脚手架的可调支托进行紧固。

4.根据权利要求1所述的城市地下工程盖挖全逆作施工方法，其特征在于：所述步骤(8)分为以下步骤：

(801)先施工靠近竖井的一段，形成一段混凝土结构后，再开挖横向通道，施工另一侧的侧墙然后对称施工两侧墙，沿一端向另一侧下返墙挖，每次长度不超过5米；

(802)通道分两层开挖、支护，每层厚度根据设计高度要求进行开挖，机械开挖人工配合修坡，边开挖边对两侧土体进行支护，内通道边坡支护采用素喷50mm厚砼。