CN105862910B - 一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法，该建造方法用于建造矩形立体地下车库，设置有N层停车平台，4≤N≤15；具体包括以下步骤：(1)、将钢板桩沉入地下；(2)、将型钢立柱下沉到设定位置；(3)、开挖土方至立体地下车库的顶板位置并浇筑顶板；(4)、继续开挖土方至第一层停车平台，并进行相应停车平台的安装；(5)、继续开挖土方至第二层停车平台，并进行相应停车平台的安装；(6)、依照步骤(5)的方法，直到完成第N‑1停车平台的安装；(7)、开挖第N‑1层停车平台下的土方，浇筑立体地下车库的底板，形成最下一层停车平台。本建筑方法可降低地下地下车库的建造成本。

Description

一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法

技术领域

本发明属于停车结构及建造领域，具体涉及一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法。

背景技术

随着城市建设的不断发展，可利用土地越来越紧张，而汽车保有量却不断攀升，城市停车矛盾已十分突出，解决停车问题已成为城市建设中不能回避的难题。传统的方法是在地下开挖多层平面类型的普通车库，该法施工简单，但造价较高，且占地巨大，特别是在老旧居民小区中，根本不具备场地条件。地下智能立体车库的到来解决了这一难题，地下智能立体车库，以其地面占用空间小、停车集中、智能便利、避雨防盗等特点，已广泛应用于各大中城市。在地下车库建造中，传统的基坑支护工艺是采用地下连续墙或者排桩+止水帷幕结合支撑体系，待开挖到底后进行内部结构的施工。该法工艺成熟，可靠性高，得到比较广泛的应用。但该法缺点同样明显：施工速度慢，造价高，污染大，效率低，不可回收利用。由于在地下车库建造总成本中，设备本身成本固定，占总成本比例较小，土建部分成本占比大，如何有效地降低土建部分的成本成为推广地下立体车库的主要问题之一。

申请号为201510280109.X的发明专利，公开了一种地下浅层全自动停车库的建造方法，综合明挖法的快速、工程造价低和盖挖法的基坑暴露时间短，恢复路面快的优点，基坑土方采取明挖施工，地下结构先施工，顶板恢复地面通行后再施工内部结构，可缩短占用道路施工的范围和时间，减少对城市交通的影响。该法采用预制板作为支护体系，施工完成后与边墙一起作为永久承重结构的一部分，避免了浪费。但该法本质还是顺作法，基坑开挖到底后，进行主体结构的施工，基坑支护较为复杂，时间及价格综合成本较大，效率较低。

申请号为201110079344.2的发明专利，公开了一种地下车库的建造方法，包括：使用围成框的四块墙板纵向下沉；该四块预制墙板下沉入地表之后，在其上对应接附墙板；预制墙板下沉到指定深度之后，进行封底并且建筑升降平台的底座，在该底座上布置千斤顶；在该千斤顶上布置多层的、停放车辆的钢架结构。该法采用混凝土预制板墙沉入地下，下沉过程中未见支撑体系详细布置，存在较大的安全隐患。且该法下沉过程中会产生大量的泥浆污染，在城市核心区等位置限制使用，一定程度上加大了实施的难度。

申请号为201210217743.5的发明专利，公开了一种电梯式地下立体车库井筒及其建造方法，其井壁为钢筋混凝土复合井壁，外井壁由桩或地下连续墙构成，内井壁的钢筋和外井壁的钢筋连接，内井壁自上而下被分成多段浇筑而成，相邻两端之间，处于下方的那段的上端压在处于上方的那段的下端外，并在该区域形成凸出内井壁表面的环状凸形横向结构支撑。该发明还提供了上述井筒的建造方法，其井外壁在基坑开挖前先一次性全部建造完成，形成竖向结构支撑；内井壁在外井壁的挡土、止水作用下，采用自上而下逐段施工，完成井筒结构施工并形成环状凸形横向结构支撑，内外井壁结合为整体。但该法外侧墙体实为复合墙，由支护墙(地下连续墙/桩)与结构墙组成，仍采用传统的基坑支护工艺，内部结构仍采用现场浇筑，支护费用高，施工速度慢，效率低，无形中增加了单个车位的综合成本，加大市场推广难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法，以降低立体地下车库的建造成本，该建造方法用于建造矩形立体地下车库，所述矩形立体地下车库设置有N层停车平台，4≤N≤15；具体包括以下步骤：

(1)、将钢板桩沉入地下并到达设定标高，使钢板桩相互咬合形成封闭的钢板桩墙；

(2)、将型钢立柱下沉到设定位置，使型钢立柱沿待开挖基坑的长度方向排成两排；

(3)、开挖土方至立体地下车库的顶板，达到顶板的施工标高后，对钢板桩墙进行止水工作并浇筑顶板；

(4)、继续开挖土方至第一层停车平台，达到第一层停车平台的施工标高后，对钢板桩墙进行止水工作，并安装第一道围檩、第一层停车平台的预制层板和第一层支撑梁；第一层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(5)、继续开挖土方至第二层停车平台，达到第二层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙进行止水工作，并安装第二道围檩、第二层停车平台的预制层板和第二层支撑梁；第二层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(6)、依照步骤(5)的方法，继续开挖土方和安装停车平台，直到开挖土方至第N-1层停车平台，达到第N-1层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙进行止水工作，并安装第N-1道围檩、第N-1层停车平台的预制层板和第N-1层支撑梁；第N-1层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(7)、开挖第N-1层停车平台下的土方，在完成基坑的开挖后，浇筑立体地下车库的底板，形成最下一层停车平台，即第N层停车平台。

上述各层停车平台的预制层板采用钢结构或钢砼结构，当预制层板采用钢砼结构时，预制层板上预埋有钢质连接件。在目前，围檩常规安装方式是架设在钢板桩墙内壁上的钢牛腿上，这已能满足本申请的需要。

预制层板与钢板桩墙的连接可以采用常用的焊接方式。预制层板与型钢立柱的连接可以采用焊接或螺栓连接，也可以采用焊接和螺栓连接相结合的方式进行。

支撑梁可以采用目前常用的钢结构或钢砼结构，当然也可以采用其它的强度符合要求的合金钢；当支撑梁采用钢砼结构时，支撑梁上预埋有钢质连接件。支撑梁与型钢立柱的连接可以采用常规的焊接或螺栓连接，也可以采用焊接和螺栓连接相结合的方式进行。

在本申请中，第一层停车平台为最上层的停车平台，依次往下为第二层停车平台，第三层停车平台，最下一层停车平台为第N层停车平台。

在本申请中，钢板桩墙同时起到基坑支护和立体地下车库外墙的作用，即两墙合一，两墙合一可有效地降低建造成本和提高施工的效率。

采用本申请所建造的立体地下车库，其中的型钢立柱是作为立体地下车库的中间承重柱，用于支撑停车平台，型钢立柱布置在巷道的两侧，相邻型钢立柱沿巷道走向方向上的间距根据立体地下车库中停车单元的大小进行确定。

型钢立柱由型钢制作而成，不但具有强度高，占地面积少的优点，而且便于预先制作，在需要时直接将其沉入预定位置即可。而常规的钢砼结构的立柱，需要在完成基坑开挖后，才能进行现场浇筑，对施工的进度有较大的影响。型钢立柱还可作为基坑开挖过程中的临时支柱使用，例如在基坑开挖过程中，作为转运土方设备的固定柱以及吊装停车平台预制件的临时支柱等。

在本申请中，土方的开挖与立体地下车库停车平台的建造同步进行，在开挖土方的过程中，当开挖土方至立体地下车库的顶板位置，达到顶板的施工标高后，即进行顶板的浇筑，完成顶板的浇筑后，继续进行土方开挖，当土方开挖到每一层停车平台，达到该层停车平台的施工标高后，即可进行钢板桩墙的止水工作，以保证钢板桩墙具有良好的防水功能；同时进行围檩的安装，以及该层停车平台的预制层板和支撑梁的安装，通过预制层板和支撑梁的连接，钢板桩墙、预制层板、支撑梁和型钢立柱形成稳固的框架结构，使钢板桩墙在整个施工过程中，均能受到良好的支撑，不会发生塌方或倾覆等事故。

最下一层的停车平台设置在立体地下车库的底板上，当完成立体地下车库的底板的浇筑工作后，立体地下车库的土建工作基本完成，进入到设备安装阶段。

在目前，建造立体地下车库的常规方法为：先完成基坑的开挖，然后再在基坑内进行立体地下车库的建造，为保证安全，需要在基坑内设置大量的水平支撑，然后从基坑底部开始立体地下车库的建造，随着立体地下车库的主体不断地升高，水平支撑被顺序拆除，直到完成整个立体地下车库的建造。水平支撑作为基坑的临时支护，保证了施工的安全性，但同时由于水平支撑的架设和拆除均需要花费大量的时间和人工，在增加了立体地下车库建造时间的同时，还增加了建造费用。

本申请中，通过型钢立柱联系起来的预制层板和支撑梁起到水平支撑的作用，为钢板桩墙提供支撑力，以抵抗外部土体和水体的压力。水平支撑的取消，节约了水平支撑的架设和拆除的人工费用及时间，还节约了水平支撑构件的费用，从而提高了立体地下车库的建造效率，以及降低了立体地下车库的建造费用。

在本申请中，立体地下车库的建造采用了逆作式施工，在完成外侧钢板桩墙和内部型钢立柱的施工后，先进行基坑的部分土方开挖，并完成立体地下车库顶板的浇筑。在完成顶板的浇筑后，继续进行基坑的土方开挖和建造用于承载车辆的停车平台；土方的开挖与停车平台的建造同步进行，两者交替施工，直到完成立体地下车库的底板浇筑。

逆作式施工在保证安全施工的基础上，有效地节约了基坑内部临时支撑的建造费用，并提高了立体地下车库的建造效率，为立体地下车库的推广提供了一定的基础。

进一步，预制层板上设置有用于相互连接的钢质预埋件，在将预制层板安装到位后，相邻的预制层板通过钢质预埋件连接起来；通过钢质预埋件将预制层板连接为一个整体，使各预制层板可以相互依靠，将外部压力均匀地分布到整个立体地下车库的各个部分。为方便安装，还可以在预制层板上设置用于螺栓连接的部件。

进一步，围檩安装在钢板桩墙内壁上的钢牛腿上。根据具体的情况，预制层板可以支撑在钢牛腿上，以增强预制层板与钢板墙的连接强度。

为方便安装，型钢立柱上设置有用于固定预制层板和/或支撑梁的支撑件。在将预制层板或支撑梁吊装到位后，如果没有支撑件，就需要采用人工或工具将预制层板或支撑梁与型钢立柱进行预定位，然后再进行焊接，而在设置支撑件后，可先用螺栓将预制层板或支撑梁与型钢立柱进行定位预连接，不但提高了操作的安全性，还提高了施工的效率。

为增强钢板桩的抗腐蚀性能，钢板桩在沉桩前涂刷防腐剂，防腐剂可以用目前常用的煤焦油环氧漆、硅酸锌环氧底漆、多胺固化环氧树脂类漆均可满足本申请的需要。

可用于制作型钢立柱的型钢有多种，本申请中优选采用H型钢、钢管、角钢或T型钢制作。这些型钢不但具有较高的强度，而且还具有良好的安装和加工性能，可作为立体地下车库的结构材料。

支撑梁采用H型钢制作，H型钢作为常规的结构用钢材，目前已有较多的规格和型号，可供选择的范围较大，也易于进行标准化制作，在本申请中优选作为支撑梁的制作材料。

围檩也可以优选采用H型钢制作而成，用H型钢制作围檩可以提高围檩的加工效率和实现标准化，有利于立体地下车库的标准化作业。

型钢立柱沿立体地下车库的长度方向的间距为7.0～7.5m。型钢立柱布置在巷道的两侧，其沿立体地下车库长度方向的间距决定了两根型钢立柱之间所构成的停车单元的停车数量，在本申请中，每个停车单元有三个停车位，7.0～7.5m的间距可保证车辆具有适宜的停放空间。

附图说明

图1为采用本发明所建造的立体地下车库的内部停车平面示意图。

图2为图1中未安装车辆升降装置以及未停放车辆的示意图。

图3为图1中G-G面的剖面示意图。

图4为挖掘机对图1所示的立体地下车库的基坑开始挖掘的示意图。

图5为完成顶板浇筑后，继续进行挖掘的示意图。

图6为完成第一层停车平台的安装后，继续进行挖掘的示意图。

图7为图6中K-K面的俯视图，通过巷道能够看到挖掘机的工作情形。

图8为完成第二层停车平台的安装后，继续进行挖掘的示意图。

图9为完成第五层停车平台的安装后，继续进行挖掘的示意图。

图10为完成底板浇筑后的示意图。

图11为一个停车单元的停车板的结构简图。

图12为图11中的一个预制层板的结构简图。

图13为图12中F-F面的剖视图。

图14和图15分别为预制层板的另外两种结构简图。

图16和图17分别为相邻两块预制层板的局部简图。

图18为将图16和图17中的两块预制层板连接后的结构简图。

图19和图20分别为设置有凸块和卡槽的相邻两块预制层板的局部简图。

图21为将图19和图20中的两块预制层板连接后的结构简图。

图22为设置有支撑件的型钢立柱与预制层板和支撑梁连接后的结构简图。

具体实施方式

以下结合具体的装配式立体地下车库的建造对本发明作进一步的描述，在本实施例中，参阅图1、图2和图3，立体地下车库为长方形建筑物，其中用于运输车辆的巷道2沿立体地下车库的长度方向布置在立体地下车库的中间，巷道2的两侧为停车平台，该立体地下车库共设有6层停车平台，其中第1层停车平台的层高2.8m，用于停放SUV，第2～6层停车平台的层高2.4m，用于停放小型轿车。

用于垂直运输车辆的井道1设置在立体地下车库长度方向一侧的中部，各层停车平台以型钢立柱在立体地下车库宽度方向上的连线为分割线，分别形成六个停车单元3，除设置有井道1的停车单元外，其它停车单元中，每个停车单元设3个停车位，每层停车平台共设有32个停车位，总计192个停车位。

在本实施例中，巷道2上下贯通各停车平台，沿立体地下车库宽度方向相邻的两根型钢立柱之间依靠支撑梁联系起来。

立体地下车库的基坑净开挖尺寸为44.40×18.95m，深17.0m，采用400×170热轧U型钢板桩作为外墙兼基坑支护，桩长21m。

双拼Hw400×400型钢作为围檩与预制层板连接。型钢立柱采用长21m的Hw400×400型钢制作，型钢立柱在立体地下车库长度方向的间距为7.2m；支撑梁采用Hw400×400型钢制作。

以下为上述立体地下车库的建筑步骤：

(1)、参阅图4，将上述U型钢板桩沉入地下并到达设定标高，使U型钢板桩相互咬合形成封闭的钢板桩墙20。图中的附图标记90表示地面，在本实施例中U型钢板桩下沉完成后，其底标高为-21米，以地面标高为±0.00米。

(2)、继续参阅图4，将作为型钢立柱30的Hw400×400型钢下沉到设定位置，使Hw400×400型钢沿待开挖基坑的长度方向排成两排，在本实施例中，型钢立柱30下沉完成后，其底标高为-22.80米，以地面标高为±0.00米。

(3)、继续参阅图4，用挖掘机5进行基坑的土方挖掘；开挖土方至立体地下车库的顶板80，达到顶板80的施工标高后，对钢板桩墙20进行止水工作并浇筑顶板80，请同时参阅图5，图5为完成顶板80的浇筑后，继续进行土方挖掘的示意图。

(4)、参阅图6，当开挖土方至第一层停车平台，达到第一层停车平台的施工标高后，对钢板桩墙20进行止水工作，并安装第一道围檩41、第一层停车平台的预制层板51和第一层支撑梁61；在本实施例中，在钢板桩墙20的内侧面上安装有钢牛腿22，第一道围檩41架设在钢牛腿22上。

在以下的施工过程中，围檩均安装在钢牛腿上，不再赘述。

参阅图7，由于巷道2上下贯通，通过巷道2能够看到挖掘机5的工作情形，挖出的土方可通过井道1运出基坑。

(5)、参阅图8，继续开挖土方至第二层停车平台，达到第二层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙20进行止水工作，并安装第二道围檩42、第二层停车平台的预制层板52和第二层支撑梁62。

(6)、依照步骤(5)的方法，继续开挖土方和安装停车平台，参阅图9，直到开挖土方至第五层停车平台，达到第五层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙进行止水工作，并安装第五道围檩45、第五层停车平台的预制层板55和第五层支撑梁65。

(7)、参阅图10，继续开挖第五层停车平台下的土方，在完成基坑的开挖后，浇筑立体地下车库的底板70，形成最下一层，也即第六层停车平台。

为增强钢板桩的耐腐蚀性能，在本实施例中，U型钢板桩在沉桩前涂刷有多胺固化环氧树脂涂料。

在本实施例中，在除底层外的其它层的停车平台中，除与井道1相邻的两个停车单元外，每个停车单元的停车板由四块预制层板组成，预制层板采用钢砼结构，以下结合附图来说明预制层板的结构形式。

参阅图11，图11为本实施例立体地下车库的一个停车单元的停车板50，停车板50由第一预制层板501、第二预制层板502、第三预制层板503和第四预制层板504四块预制层板组成。

以第一预制层板501为例，请同时参阅图12和图13，第一预制层板501的四个侧面均设置有预埋板506。第二预制层板502、第三预制层板503和第四预制层板504与第一预制层板501相类似均设置有预埋板，当预制层板布置到设定位置后，将相邻的预埋板焊接起来，形成一个整体，其中与钢板桩墙相邻的预制层板焊接在围檩上。

可以理解，与钢板桩墙相邻的预制层板也可以焊接在钢板桩墙上。

同样可以理解，布置在朝向巷道一侧的预制层板，其朝向巷道一侧的侧面可以不设置预埋板。

参阅图13，第一预制层板501包括水平板507和位于水平板507一侧的梁板508，梁板508的设置可以有效地降低水平板507的厚度，根据立体地下车库具体的梁柱间跨度和所停车辆的载荷，参阅图14和图15，可以设置两条或三条梁板，当然也可以设置纵横相交的多条梁板。

为了提高施工的安全性和方便性，预制层板在安装有预埋板的基础上，还可以设置有用于螺栓连接的连接孔，以第一预制层板501和第二预制层板502的连接为例，参阅图16和图17，第一预制层板501和第一预制层板502的相邻侧分别设置有可以相互搭接的凸台，凸台上分别设置有第一连接孔5011和第二连接孔5022，参阅图18，当第一预制层板501和第一预制层板502定位后，先用螺栓509将两块板进行预连接，然后再将预埋板焊接在一起。

或者，参阅图19和图20，第一预制层板501和第一预制层板502的相邻侧分别设置有可以相互插接的凸块和卡槽，在凸块和卡槽上分别设置有第三连接孔5012和第四连接孔5022，参阅图21，当第一预制层板501和第一预制层板502定位后，先用螺栓510将两块板进行预连接，然后再将预埋板焊接在一起。

其它预制层板可以设置类似的连接孔。

在本实施例中，在作为型钢立柱30的槽钢的腹板上焊接有支撑件，用于固定预制层板和支撑梁，以下以第二层停车平台的预制层板52和第二层支撑梁62与型钢立柱30的连接为例，说明支撑件是如何使用的，参阅图22，在作为型钢立柱30的槽钢的腹板两侧面分别焊接第一支撑件301和第二支撑件302，当第二层停车平台的预制层板52布置到设定位置时，会压在第一支撑件301的上面，然后将预制层板52与槽钢进行焊接，由于有第一支撑件301的支撑，可方便地对预制层板52进行定位，并可提高操作的便利性和安全性。采用同样的方法可将第二层支撑梁62焊接在槽钢上。第一支撑件301和第二支撑件302在本实施例中采用角钢制作，当然也可以用扁钢弯曲而成，或者由两块钢板焊接而成。

Claims (9)

1.一种装配式立体地下车库的逆作式建造方法，该建造方法用于建造矩形立体地下车库，所述矩形立体地下车库设置有N层停车平台，4≤N≤15；其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将钢板桩沉入地下并到达设定标高，使钢板桩相互咬合形成封闭的钢板桩墙；

(2)、将型钢立柱下沉到设定位置，使型钢立柱沿待开挖基坑的长度方向排成两排；

(3)、开挖土方至立体地下车库的顶板，达到顶板的施工标高后，对钢板桩墙进行止水工作并浇筑顶板；

(4)、继续开挖土方至第一层停车平台，达到第一层停车平台的施工标高后，对钢板桩墙进行止水工作，并安装第一道围檩、第一层停车平台的预制层板和第一层支撑梁；第一层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(5)、继续开挖土方至第二层停车平台，达到第二层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙进行止水工作，并安装第二道围檩、第二层停车平台的预制层板和第二层支撑梁；第二层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(6)、依照步骤(5)的方法，继续开挖土方和安装停车平台，直到开挖土方至第N-1层停车平台，达到第N-1层停车平台的施工标高后，继续对钢板桩墙进行止水工作，并安装第N-1道围檩、第N-1层停车平台的预制层板和第N-1层支撑梁；第N-1层支撑梁布置在沿立体地下车库宽度方向上相邻的两根型钢立柱之间；

(7)、开挖第N-1层停车平台下的土方，在完成基坑的开挖后，浇筑立体地下车库的底板，形成最下一层停车平台，即第N层停车平台。

2.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，所述预制层板上设置有用于相互连接的钢质预埋件，在将预制层板安装到位后，相邻的预制层板通过钢质预埋件连接起来。

3.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，围檩安装在钢板桩墙内壁上的钢牛腿上。

4.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，型钢立柱上设置有用于固定预制层板和/或支撑梁的支撑件。

5.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，钢板桩在沉桩前涂刷防腐剂。

6.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，所述型钢立柱采用H型钢、钢管、角钢或T型钢制作。

7.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，所述支撑梁采用H型钢制作。

8.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，围檩由H型钢制作而成。

9.根据权利要求1所述的建造方法，其特征在于，型钢立柱沿立体地下车库的长度方向的间距为7.0～7.5m。