CN105756091A - 一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法 - Google Patents

一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法 Download PDF

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Abstract

一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，包括：施工基坑围护墙；开挖基坑土体，保留离建筑物较近的土体；在预留土体的下方水平顶入第一层钢支撑；开挖预留土体；在上部开挖平整后的土面上浇筑地铁车站顶板；待顶板混凝土达到设计强度后拆除模板，铺设顶板防水材料，回填土方恢复路面；在顶板下方设计高度，继续水平顶入第二层钢支撑；继续根据设计高度开挖土体；在设计高度水平压入第三层钢支撑，施加预应力；继续依据设计高度开挖土体；在设计高度水平压入第四层钢支撑，施加预应力；开挖土体至基坑底部，平整土面，浇筑车站底板；按照顺做法施工车站边墙和中板，随边墙向上施工，自下而上依次拆除钢支撑，完成车站土建结构。

Description

一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法
技术领域
本发明涉及一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，尤其适用于土层中车站基坑采用内支撑的施工方法。
背景技术
目前,城市修建地铁车站基坑的周边环境越来越复杂，尤其在市区对邻近建筑物或者需要特殊保护的古建(构)筑物的影响较大。保护邻近建筑物经常采用袖阀管注浆、打设隔离桩等做法，但是注浆和隔离桩改变了原有的地质条件，一是可能影响地下水环境，二是可能在注浆或打隔离桩的时候导致地层膨胀，加重邻近建筑物的附加变形。
现有的基坑开挖方法中，为了控制周边地表沉降和围护(桩)墙变形常采用分区分段支护开挖，先放坡开挖基坑中心部分，最后开挖围护桩附近土体，并及时支撑。即使这样，围护墙变形及地表沉降依然较大，难以达到保护邻近建筑物的效果，还须采用其他措施。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种控制邻近建筑物变形的深基坑施工方法，该基坑的施工方法在现有的分区分段开挖支护的基础上改变开挖支护顺序，并及时自上而下逆做地下工程的主体结构，消除围护墙基坑内侧暴露时间，很好的控制了墙后邻近建筑物的沉降。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，包括以下步骤：
步骤1施工基坑围护墙；
步骤2对邻近建筑物无影响的土体进行开挖，保留离建筑物较近的土体，即预留土体；
步骤3在围护墙顶浇筑围护墙冠梁；
步骤4在预留土体的下方水平顶入第一层钢支撑，一端顶在围护墙上，另一端固定在对称侧的冠梁上，并锁紧第一层钢支撑，对第一层钢支撑施加设计预应力；
步骤5开挖预留土体；在上部开挖平整后的预留土体的土面上浇筑地铁车站顶板；待顶板混凝土达到设计强度后拆除模板，铺设顶板防水材料，回填土方恢复路面；
步骤6在顶板下方设计高度，继续水平顶入第二层钢支撑，一端顶在围护墙上，另一端固定在对称侧的围护墙腰梁上，并锁紧施加设计预应力值；
步骤7重复步骤5，继续根据设计高度开挖土体；
步骤8重复步骤6，在设计高度水平压入第三层钢支撑，施加预应力；
步骤9重复步骤5，继续依据设计高度开挖土体；
步骤10重复步骤6，在设计高度水平压入第四层钢支撑，施加预应力；
步骤11开挖土体至基坑底部，平整土面，浇筑车站底板，养护至设计强度；
步骤12按照顺做法施工车站边墙和中板，随边墙向上施工，自下而上依次拆除钢支撑，完成车站土建结构。
进一步的，按照上述方法完成距离建筑物较近基坑处的车站建设，然后按照常规方法开挖两端对建筑物影响较小的基坑土体，完成整个地铁车站。
进一步的，在所述的步骤2中，在开挖露出基坑围护墙顶的位置施工用于支挡上部土体变形的挡土墙。
进一步的，所述步骤5中开挖预留土体的具体过程如下：
计算钢支撑的竖向承载力，保证钢支撑的靠近建筑物一端不下滑，先利用大型挖掘机自上而下挖走土体，剩余土体距离钢支撑的高度根据挖掘机重力和钢支撑的竖向承载力计算得出，经由皮带运输或吊装运输，距离第一步开挖设计高度的设定高度时，采用人工开挖平整土面。
本发明的有益效果如下：
本发明采用半逆作法施工，可以借助地铁车站顶板的刚度控制围护墙的水平位移。每开挖一步都在邻近建筑物一侧预留土体，可以减少围护墙偏移，在做好钢支撑的前提下再开挖预留土体，从施工步序上控制了围护墙临空的时间，从而控制了围护结构的变形。通过控制基坑围护结构的变形来控制基坑开挖过程中对邻近建筑物的影响，保证邻近基坑的建筑物不发生沉降、倾斜等问题。
附图说明
图1为本发明平面图示意图；
图2为A-A剖面图；
图3为B-B剖面图；
图4(a)～4(j)为邻近建筑物的基坑支护、土体开挖步序图；其中4(a)为水平压入钢支撑；4(b)为开挖第一部分土体，与上一步同样预留土体；4(c)为施工车站顶板，拆除对应支撑，回填上部土体；4(d)为水平压入第二道钢支撑；4(e)为开挖第二部分土体并预留一侧；4(f)为水平压入第三道钢支撑；4(g)为开挖第三部分土体并预留一侧；4(h)为水平压入第四道钢支撑；4(i)为开挖第四部分土体，施工底板；4(j)为顺做法拆除支撑同时完成车站内部结构。
图中，1为建筑物；2为支撑，其中2-1为第一层钢支撑，2-2为第二层钢支撑，2-3为第三层钢支撑，2-4为第四层钢支撑；3为基坑围护墙；4挡土墙；5为预留土体；6为隔离桩；7为锚杆；8为围护墙冠梁；9为车站顶板；10为车站底板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2、图3所示，车站基坑与邻近建筑物1的位置关系，按照常规方式施工基坑围护墙3，对邻近建筑物无影响的土体按照常规方法进行开挖，在距离邻近建筑物较近的地方施工隔离桩6，隔离桩6的作用是保护建筑物；在隔离桩6上施工锚杆7并施加预应力；然后开挖基坑土体，但是保留离建筑物1较近的土体5，在开挖露出基坑围护墙3顶的位置施工挡土墙4，用于支挡上部土体变形；并在基坑围护墙3顶浇筑围护墙冠梁8用于增加基坑围护墙3的刚度；接下来要在邻近建筑物的基坑内支护支撑2，具体的步骤如下：
如图4所示，为邻近建筑物的基坑支护、土体开挖步序。
步骤一，首先在预留土体5的下方水平顶入钢管支撑2-1，一端顶在基坑围护墙3上，另一端固定在对称侧的冠梁8上，并锁紧施加设计预应力。
步骤二，开挖预留土体5，计算钢支撑2-1的竖向承载力，保证钢支撑2-1的靠近建筑物一端不下滑，先利用大型挖掘机自上而下挖走土体，剩余土体距离钢支撑的高度可根据挖掘机重力和钢支撑的竖向承载力计算得出(约为1m)，经由皮带运输或吊装运输，不可采用超过钢支撑竖向承载力的大型运输设备，尽量减少对下方土体的扰动。距离第一步开挖设计高度的20cm时，采用人工开挖平整土面。
步骤三，在上部开挖平整后的土面上搭设脚手架制作模板，绑扎钢筋，浇筑地铁车站顶板9。待顶板混凝土达到设计强度后拆除模板，铺设顶板防水材料，回填土方恢复路面。
步骤四，在顶板下方设计高度，继续水平顶入钢支撑2-2，一端顶在围护墙上，另一端固定在对称侧的围护墙腰梁上，并锁紧施加设计预应力值。
步骤五，如图4(e)重复步骤二，继续根据设计高度开挖土体。
步骤六，重复步骤四，在设计高度水平压入钢支撑2-3，施加预应力。
步骤七，重复步骤五，继续依据设计高度开挖土体。
步骤八，重复步骤六，在设计高度水平压入钢支撑2-4，施加预应力。
步骤九，开挖土体至基坑底部，平整土面，浇筑车站底板10，养护至设计强度。
步骤十，按照顺做法施工车站边墙和中板，随边墙向上施工，依次拆除钢支撑，完成车站土建结构。
按照上述方法完成距离建筑物较近基坑处的车站建设，然后按照常规方法开挖两端对建筑物1影响较小的基坑土体，完成整个地铁车站。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1施工基坑围护墙；
步骤2对邻近建筑物无影响的土体进行开挖，保留离建筑物较近的土体，即预留土体；
步骤3在围护墙顶浇筑围护墙冠梁；
步骤4在预留土体的下方水平顶入第一层钢支撑，一端顶在围护墙上，另一端固定在对称侧的冠梁上，并锁紧第一层钢支撑，对第一层钢支撑施加设计预应力；
步骤5开挖预留土体；在上部开挖平整后的预留土体的土面上浇筑地铁车站顶板；待顶板混凝土达到设计强度后拆除模板，铺设顶板防水材料，回填土方恢复路面；
步骤6在顶板下方设计高度，继续水平顶入第二层钢支撑，一端顶在围护墙上，另一端固定在对称侧的围护墙腰梁上，并锁紧施加设计预应力值；
步骤7重复步骤5，继续根据设计高度开挖土体；
步骤8重复步骤6，在设计高度水平压入第三层钢支撑，施加预应力；
步骤9重复步骤5，继续依据设计高度开挖土体；
步骤10重复步骤6，在设计高度水平压入第四层钢支撑，施加预应力；
步骤11开挖土体至基坑底部，平整土面，浇筑车站底板，养护至设计强度；
步骤12按照顺做法施工车站边墙和中板，随边墙向上施工，自下而上依次拆除钢支撑，完成车站土建结构。
2.如权利要求1所述的控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，其特征在于，所述的步骤1中在施工基坑围护墙后，需要在距离邻近建筑物较近的地方施工隔离桩，在隔离桩上施工锚杆并施加预应力。
3.如权利要求1所述的控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，其特征在于，在所述的步骤2中，在开挖露出基坑围护墙顶的位置施工用于支挡上部土体变形的挡土墙。
4.如权利要求1所述的控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，其特征在于，所述步骤5中开挖预留土体的具体过程如下：
计算钢支撑的竖向承载力，保证钢支撑的靠近建筑物一端不下滑，先利用大型挖掘机自上而下挖走土体，剩余土体距离钢支撑的高度根据挖掘机重力和钢支撑的竖向承载力计算得出，经由皮带运输或吊装运输，距离第一步开挖设计高度的设定高度时，采用人工开挖平整土面。
5.如权利要求1所述的控制邻近建筑物变形的地铁车站基坑施工方法，其特征在于，步骤12完成距离建筑物较近基坑处的车站建设后，然后按照常规方法开挖两端对建筑物影响较小的基坑土体，完成整个地铁车站。
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