CN107165171A - 地下室支护冻结施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种地下室支护冻结施工方法，其特征是地下室外边缘设置钻孔灌注桩作为支护桩，离钻孔灌注桩外侧1～1.3m部位设置冻土墙，在冻结孔外侧50～60cm部位设置卸压孔，每个冻结孔对应布置两个卸压孔，卸压孔直径为25～30cm。冻土墙每隔8m～12m设置冻土拱脚，冻土墙根据土质设置冻结管。冻土墙每隔3跨设置水平预应力装置；冻土墙和冻土拱脚顶部设置压顶梁。冻土墙顶面进行绝热保护；间歇冻结参数如下：每冻结时间30min间歇10min。

Description

地下室支护冻结施工方法
技术领域
本发明涉及一种地下室支护冻结施工方法，适用于建筑施工领域。
背景技术
目前地下室支护形式种类繁多，各种支护方案日趋成熟，不同地下室支护体系适用于不同的情况，选择时应遵循“安全、经济、可行”的原则，首先根据工程地质及水文地质条件、地下室深度、相邻建筑物及道路交通情况和周边环境等，通过计算，再经技术、经济综合比选后确定最终的围护及支撑形式。地下室的内支撑会给地下室开挖带来较大困难，如果能省略内支撑则不但会加快施工进度，而且会带来很大经济效益。但省略内支撑后地下室的压顶梁压力会很大，一方面要设法减少土的主动土压力，另一方面要加固压顶梁的刚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种地下室支护冻结施工方法，解决省略内支撑后地下室安全的问题。
为此本发明提供的技术方案中地下室外边缘设置钻孔灌注桩作为支护桩，离钻孔灌注桩外侧1～1.3m部位设置冻土墙，在冻结孔外侧50～60cm部位设置卸压孔，每个冻结孔对应布置两个卸压孔，卸压孔直径为25～30cm。冻土墙每隔8m～12m设置冻土拱脚。
冻土墙根据土质设置冻结管，对地下室支护进行了计算机数值模拟，在计算机数值模拟过程中，根据等温线的分布趋势确定以下参数：对于淤泥质土，冻结管间距为大于或等于0.9m且小于1m；对于粉土，冻结管间距为大于或等于1m且小于1.05m；对于粘土，冻结管间距为大于或等于1.05m，且小于或等于1.1m。冻土墙在外侧被动土压力作用受到弯剪压应力，冻土墙每隔3跨设置水平预应力装置，以缓解冻土墙弯剪压应力状态。
冻土墙和冻土拱脚顶部设置压顶梁，压顶梁采用两个槽钢双拼焊接，离冻土墙中心轴线0.8～1m部位设置辅助梁，辅助梁采用槽钢，辅助梁支承在工程桩上面，辅助梁顶部标高与冻土墙顶部标高相同，辅助梁顶部设置钢绞线支座，钢绞线支座采用工字钢，钢绞线支座与辅助梁垂直设置，两者焊接联接，钢绞线支座一端搁置在冻土墙上面，钢绞线支座另一端悬挑出辅助梁，钢绞线支座悬挑方向顶端设置预留孔，钢绞线通过压顶梁预留孔及钢绞线支座预留孔，通过锚具将张拉完毕后的钢绞线固定。
冻土墙厚度根据地下室开挖深度进行选取，对于地下室深度大于或等于8m时，冻土墙挠度控制在0.015H，H为地下室开挖深度；对于地下室深度小于8m且大于或等于6m时，冻土墙挠度控制在0.012H；对于地下室深度小于6m时，冻土墙挠度控制在0.01H且不小于50cm。对于周边环境对地下室支护有要求的，冻土墙厚度要进行以下调整，对于地下室10m范围内有建筑物的冻土墙挠度值乘以1.2；对于地下室10m至20m范围内有建筑物的冻土墙挠度值乘以1.1。
冻土墙平均温度根据土质选取，对于淤泥质土，平均温度为大于或等于-12℃且小于-10℃；对于粉土，平均温度为大于或等于-10℃且小于-9℃，对于粘土，平均温度为平均温度为大于或等于-9℃且小于-8℃。
冻土拱脚平均温度根据土质选取，对于淤泥质土，平均温度为大于或等于-16℃且小于-14℃；对于粉土，平均温度为大于或等于-14℃且小于-13℃，对于粘土，平均温度为平均温度为大于或等于-13℃且小于-12℃。冻土拱脚为高应力区，降低这部分土体的温度，以增加它的强度，这样成为受力合理的不等强度拱圈，可以节省大量冻结所需的能耗。
随着地下室开挖，冻土墙的暴露面逐渐增加而冷量损失加大，在夏季尤其如此。温度升高导致墙体强度降低，加快蠕变的发展。因此墙体的绝热保温非常重要，甚至会成为工程成败的关键。冻土墙顶面选用如下措施进行绝热保护：
(1)覆盖塑料薄膜或钉上保温泡沫板；
(2)顶面喷射混凝土，混凝土喷射层同时作承载结构的一部分；
(3)顶面喷射聚氨基甲酸脂泡沫保温层；
(4)冻土墙外面设置水泥搅拌桩，水泥搅拌桩直径为500～600mm，相邻水泥搅拌桩相互咬合，咬合长度为200mm，水泥搅拌桩墙不仅可以隔热，同时与冻土墙联合护壁。
土冻结时冰冻线向未冻土方向发展，同时水分反向向冻结面迁移，这时未冻土孔隙水压减小，有效应力增大，由固结引起的未冻土收缩抵消了部分冻胀。为了减少冻胀对邻近建筑的影响，采取间歇冻结方法，由此减少冻结时产生的冻胀，从而减少冻结时间而节约冻结费用。间歇冻结参数如下：每冻结时间30min间歇10min。
本发明适应性强，隔水性能好且对周围环境没污染，社会效益好；另一方面本发明施工进度快，经济效益也很可观。
附图说明
图1为基坑支护结构示意图。
各附图中：1、冻土墙，2、冻土拱脚，3、压顶梁，4、辅助梁，5、钢绞线支座，6、钢绞线，7、工程桩，8、锚具。
具体实施方式
某地下室长为67m，宽为48m，深为6.8m，支护桩采用直径1.4m的钻孔灌注桩，沿地下室周边布设136根，间距为1.6m，桩长28m，冻结孔距离支护桩中心1.1m。冻结孔数量为132个，冻结管间距为1.05m。卸压孔在冻结孔外侧，每个冻结孔对应布置两个卸压孔。
如图所示，本实施例中冻土墙1和冻土拱脚2顶部设置压顶梁3，压顶梁3采用两个槽钢双拼焊接，离冻土墙1中心轴线0.8～1m部位设置辅助梁4，辅助梁4采用槽钢，辅助梁4支承在工程桩7上面，辅助梁4顶部标高与冻土墙1顶部标高相同，辅助梁4顶部设置钢绞线支座5，钢绞线支座5采用工字钢，钢绞线6支座与辅助梁4垂直设置，两者焊接联接，钢绞线支座5一端搁置在冻土墙1上面，钢绞线支座5另一端悬挑出辅助梁4，钢绞线支座5悬挑方向顶端设置预留孔，钢绞线6通过压顶梁3预留孔及钢绞线支座5预留孔，通过锚具8将张拉完毕后的钢绞线6固定。冻土墙1每隔3跨设置地下室支护压顶梁的加固装置，以缓解冻土墙弯剪压应力状态。
冻土墙1平均温度为-9℃。冻土拱脚为-13℃。
冻土墙1顶面选用如下措施进行绝热保护：覆盖塑料薄膜或钉上保温泡沫板；
采用间歇冻结方法，每冻结时间30min间歇10min。
本工程共设16个测斜孔，32个水平位移监测点，从监测结果可知：从深层土体位移监测情况看，16个测斜孔最大位移量均远小于报警值50mm，说明深层土体位移不大，围护结构外侧土体稳定，围护结构安全可靠。从地下室顶及周边建筑物水平位移监测情况看，32个水平位移监测点都小于报警值40mm，说明围护结构变形较小，施工过程安全可靠。

Claims (6)

1.一种地下室支护冻结施工方法，其特征是：地下室外边缘设置钻孔灌注桩作为支护桩，离钻孔灌注桩外侧1～1.3m部位设置冻土墙，在冻结孔外侧50～60cm部位设置卸压孔，每个冻结孔对应布置两个卸压孔，卸压孔直径为25～30cm；冻土墙每隔8m～12m设置冻土拱脚，冻土墙根据土质设置冻结管，对于淤泥质土，冻结管间距为大于或等于0.9m且小于1m；对于粉土，冻结管间距为大于或等于1m且小于1.05m；对于粘土，冻结管间距为大于或等于1.05m，且小于或等于1.1m；冻土墙厚度根据地下室开挖深度进行选取，对于地下室深度大于或等于8m时，冻土墙挠度控制在0.015H，H为地下室开挖深度；对于地下室深度小于8m且大于或等于6m时，冻土墙挠度控制在0.012H；对于地下室深度小于6m时，冻土墙挠度控制在0.01H且不小于50cm；对于周边环境对地下室支护有要求的，冻土墙厚度要进行以下调整，对于地下室10m范围内有建筑物的冻土墙挠度值乘以1.2；对于地下室10m至20m范围内有建筑物的冻土墙挠度值乘以1.1；
冻土墙每隔3跨设置水平预应力装置；冻土墙和冻土拱脚顶部设置压顶梁，压顶梁采用两个槽钢双拼焊接，离冻土墙中心轴线0.8～1m部位设置辅助梁，辅助梁采用槽钢，辅助梁支承在工程桩上面，辅助梁顶部标高与冻土墙顶部标高相同，辅助梁顶部设置钢绞线支座，钢绞线支座采用工字钢，钢绞线支座与辅助梁垂直设置，两者焊接联接，钢绞线支座一端搁置在冻土墙上面，钢绞线支座另一端悬挑出辅助梁，钢绞线支座悬挑方向顶端设置预留孔，钢绞线通过压顶梁预留孔及钢绞线支座预留孔，通过锚具将张拉完毕后的钢绞线固定；
冻土墙顶面进行绝热保护。
2.根据权利要求1所述的地下室支护冻结施工方法，其特征是：冻土墙顶面选用如下措施进行绝热保护：覆盖塑料薄膜或钉上保温泡沫板。
3.根据权利要求1所述的地下室支护冻结施工方法，其特征是：冻土墙顶面选用如下措施进行绝热保护：顶面喷射混凝土，混凝土喷射层同时作承载结构的一部分。
4.根据权利要求1所述的地下室支护冻结施工方法，其特征是：顶面喷射聚氨基甲酸脂泡沫保温层。
5.根据权利要求1所述的地下室支护冻结施工方法，其特征是：冻土墙顶面选用如下措施进行绝热保护：冻土墙外面设置水泥搅拌桩，水泥搅拌桩直径为500～600mm，相邻水泥搅拌桩相互咬合，咬合长度为200mm，水泥搅拌桩墙不仅可以隔热，同时与冻土墙联合护壁。
6.根据权利要求1所述的地下室支护冻结施工方法，其特征是间歇冻结参数如下：每冻结时间30min间歇10min。
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