CN109611119A - 地下结构顶板的形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地下结构顶板的形成方法，包括：在地表既有建筑物下形成暗挖通道，所述暗挖通道内设置有初期支护；在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；在待形成顶板区域铺设上排钢筋和下排钢筋，所述上排钢筋和下排钢筋都与初期支护焊接；最后设置顶板模板；通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。本发明所提供的方法，通过先铺设钢筋，并将钢筋与初支系统焊接在一起，增加了浇筑混凝土时结构的稳定性，然后通过顶板混凝土浇捣孔从地面输送混凝土至暗挖通道顶部形成地下结构顶板，解决了在地下方形通道中结构顶板浇筑困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及土木建筑工程施工技术领域，尤其是涉及一种地下结构顶板的形成方法。
背景技术
在不移动或破坏既有建筑物的下方施工地下结构现有技术有几种施工方法，比如盾构法、顶管法、矿山法、圆形管幕法(管棚法)。盾构法与顶管法是采用掘进设备前进而其后紧随预制结构的施工方法，其施工的结构主要为隧道形式，结构的空间和形式受到隧道断面形状的限制，不适应复杂的地下结构施工；矿山法是用开挖地下坑道的作业方式修建隧道的施工方法，矿山法对地质条件要求较高，虽可以通过一些加固方式得到改善的围岩条件，但在软土地区中，地质条件的改善难度和代价都十分巨大而且目前技术仅适用于地铁区间旁通道这一类小型的地下结构，不适用于大型的方形地下结构；圆形管幕法是利用圆形钢管形成拱状顶板或侧墙来支撑主顶板土体，再进行地下结构施工的方法，圆形管幕法对既有建筑物和拟建地下结构的覆土厚度有一定要求，在副含水的软土地区，采用预加固方法也较难保证顶板水土流失，地下结构质量较难保证。采用冻结暗挖法可以在软土地质条件尤其是淤泥质地基中支撑上部土体和既有建构筑物，又能形成大型方形断面地下通道，但形成的方形断面在之后的回筑结构中，形成地下结构的顶板存在困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种地下结构顶板的形成方法，以解决在地下方形通道中，结构顶板浇筑困难的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种地下结构顶板的形成方法，包括以下步骤：
形成暗挖通道于地表既有建筑物下方，所述暗挖通道内设置有初期支护；
在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋，所述上排钢筋与初期支护焊接；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋，所述下排钢筋与初期支护焊接；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中设置顶板模板；以及
通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。
可选的，所述混凝土浇捣孔从地表面钻孔延伸至所述暗挖通道，所述混凝土浇捣孔的底面与所述暗挖通道的顶面齐平。
可选的，形成所述暗挖通道包括：设置暗挖区以及冻结暗挖区周围设定范围内以及暗挖区内的土体；所述在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔的步骤包括：在暗挖区周围设定范围内以及暗挖区内的土体的冻结期间，从地表面开挖混凝土浇捣孔至所述暗挖区的开挖面；当所述暗挖区开挖完成形成暗挖通道后，所述混凝土浇捣孔的底面与所述暗挖通道的顶面齐平。
可选的，在开挖所述暗挖区形成暗挖通道的同时设置所述初期支护。
可选的，在所述暗挖通道中通过喷射混凝土形成所述初期支护；在喷射混凝土形成所述初期支护时，将所述混凝土浇捣孔密封。
可选的，在所述暗挖区周围以及暗挖区内的土体的冻结期间，在所述暗挖区的上部还设置有辅助浇捣孔，所述辅助浇捣孔作为放气孔兼混凝土补充孔。
可选的，在开挖所述暗挖区形成所述暗挖通道的同时预埋隆沉注浆管。
可选的，所述隆沉注浆管之间的距离为1.5米至3米。
可选的，浇筑所述顶板的所述混凝土为自密实混凝土。
可选的，采用泵送挤压法分多个区域向所述顶板模板浇筑所述混凝土。
可选的，在铺设所述上排钢筋时，还包括在所述暗挖通道内设置顶板排架，所述顶板模板置于所述顶板排架之上。
可选的，在形成所述顶板前，通过混凝土浇筑依次形成有底板和侧墙；在所述底板、侧墙以及顶板浇筑的混凝土的强度到达设计要求后，去除所述顶板模板、所述顶板排架以及初期支护形成地下结构。
可选的，所述地下结构形成后，对土体进行解冻。
可选的，对所述土体进行解冻时，在所述隆沉注浆管上安装注浆阀并对土体进行注浆。
综上所述，在本发明提供的地下结构顶板的形成方法中，包括：形成暗挖通道于地表既有建筑物下方，所述暗挖通道内设置有初期支护；在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋，所述上排钢筋与初期支护焊接；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋，所述下排钢筋与初期支护焊接；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中设置顶板模板；以及通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。本发明所提供的方法，通过先铺设钢筋，并将钢筋与初支系统焊接在一起，增加了浇筑混凝土时结构的稳定性，然后通过顶板混凝土浇捣孔从地面输送混凝土至暗挖通道顶部形成地下结构顶板，解决了在地下方形通道中结构顶板浇筑困难的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的地下结构顶板的形成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的设置顶板的混凝土浇捣孔的俯视图；
图3为本发明实施例提供的设置顶板的混凝土浇捣孔的正视图；
图4为本发明实施例提供的设置顶板的混凝土浇捣孔的侧视图；
图5为本发明实施例提供的暗挖区形成初期支护后的正视图；
图6为本发明实施例提供的进行地下结构底板浇筑后的正视图；
图7为本发明实施例提供的进行地下结构侧墙浇筑后的正视图；
图8为本发明实施例提供的进行地下结构侧墙浇筑后暗挖通道内的正视图；
图9为本发明实施例提供的在待形成所述顶板的区域铺设上排钢筋以及设置顶板排架的正视图；
图10为本发明实施例提供的在待形成所述顶板的区域铺设下排钢筋的正视图；
图11为本发明实施例提供的在待形成所述顶板的区域设置顶板模板的正视图；
图12为本发明实施例提供的在待形成所述顶板的区域浇筑混凝土的正视图；
图13为本发明实施例提供的进行地下结构顶板浇筑后的正视图；
图14为本发明实施例提供的去除顶板模板、顶板排架以及初期支护后的结构示意图；
图15为本发明实施例提供的在暗挖区设置隆沉注浆管的正视图；
图16为本发明实施例提供的在暗挖区设置隆沉注浆管的侧视图；
其中，1-地表既有建筑物，2-原有地下结构，3-暗挖区，4-混凝土浇捣孔，5-辅助浇捣孔，6-地表面，7-初期支护，8-底板，9-侧墙，10-上排钢筋，11-顶板排架，12-下排钢筋，13-顶板模板，14-顶板，15-隆沉注浆管。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如背景技术中所述的，采用冻结暗挖法可以在软土地质条件形成大型方形断面地下通道，但形成的方形通道中回筑结构时在实现顶板结构的形成上存在着困难。
经发明人发现，由于采用暗挖法形成通道，在做结构的顶板时，所需顶板的厚度(高度)为1米至1.2米，人很难进入顶板中进行一系列操作(如铺设钢筋等)，即无法采用先形成模板，再铺设钢筋的方法来做结构的顶板。在圆形拱幕法中形成通道顶部为拱形，可以在通道的顶部开孔，从下往顶部的开孔喷射混凝土，由于形成通道顶部为拱形，则混凝土会由于重力作用从拱形的两边往下流动，从而形成顶板，但在采用暗挖法形成通道顶部为水平，混凝土流淌范围有限，无法利用上述方法形成顶板。
因此，在进行地下施工时，为了解决上述问题，本发明提供了一种地下结构顶板的形成方法。
参阅图1，其为本发明实施例提供的地下结构顶板的形成方法的流程示意图，如图1所示，所述地下结构顶板的形成方法包括以下步骤:
步骤S1：形成暗挖通道于地表既有建筑物下方，所述暗挖通道内设置有初期支护；
步骤S2：在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；
步骤S3：在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋，所述上排钢筋与初期支护焊接；
步骤S4：在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋，所述下排钢筋与初期支护焊接；
步骤S5：在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中设置顶板模板；以及
步骤S6：通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。
进一步的，在步骤S1中，通过冻结暗挖法在地表既有建筑物下方形成所述暗挖通道。具体的，所述冻结暗挖法的实施步骤包括：先在地表既有建筑物下方区域的土体中设置暗挖区；然后在暗挖区周围设定范围内以及暗挖区域内设置冻结管；通过在冻结管中输入低温的盐水对暗挖区周围设定范围内的土体以及暗挖区域内的土体进行冻结；最后，当冻结达到设计要求之后，使用开挖机械对暗挖区内的土地进行开挖，形成所述暗挖通道。进一步的，在开挖所述暗挖区形成暗挖通道的同时设置所述初期支护；具体的，在对所述暗挖区进行开挖前将所述暗挖区分为多个区域，对所述暗挖区分区进行开挖，每开挖一个区的一段距离便需要在土体被挖除的区域做初期支护，为地下空间提供支撑。
进一步的，参阅图2至图5，在步骤S2中，所述在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔的步骤具体包括：在暗挖区3周围设定范围内以及暗挖区3内的土体的冻结期间，从地表面6开挖混凝土浇捣孔4至所述暗挖区3的开挖面；当所述暗挖区3开挖完成形成暗挖通道后，所述混凝土浇捣孔4的底面与所述暗挖通道的顶面齐平。进一步的，由于在开挖所述暗挖区3形成暗挖通道的同时设置所述初期支护7。具体的为，在通过在暗挖通道内通过喷射混凝土形成初期支护7，而所述混凝土浇捣孔4的底面与所述暗挖通道的顶面齐平，为防止所述混凝土浇捣孔4被喷射的混凝土堵住。因此在喷射混凝土形成初期支护的同时应将所述混凝土浇捣孔4密封。例如，可以在喷射混凝土前使用盖子将所述混凝土浇捣孔4给封住，待混凝土的喷射完成后，再将盖子拿掉，此处所述方法为一可选方案但不仅限于此方法。
进一步的，参阅图6、图7和图13在施做地下结构时，分底板8，侧墙9以及顶板14三段依次进行浇筑，在进行所述步骤S3之前，即在形成所述顶板14前，还需要依次形成底板8和侧墙9。具体的，在对底板8，以及侧墙9进行浇筑的时候，由于上方预留的空间比较大，工人可进入通道中进行对底板8以及侧墙9进行混凝土浇筑。
当底板8和侧墙9形成后，进行步骤S3，进行顶板结构的施工。具体的，参阅图8和图9，先在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋10以及在所述暗挖通道内设置顶板排架11，将上排钢筋10与初期支护7焊接。优选的，所述上排钢筋距离所述暗挖通道顶部10厘米。接着参阅图10，进行步骤S4，在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋12，将下排钢筋12与初期支护7焊接。具体的，所述下排钢筋位于所述上排钢筋之下且距离所述上排钢筋为顶板厚度剪去两面保护层厚度之和(约为7～9厘米)。然后参阅图11，进行步骤S5，在顶板排架11上铺设顶板模板13，所述顶板排架11主要起支撑顶板模板13的作用，增加了浇筑混凝土时结构的稳定性。具体的，所述顶板模板与所述下排钢筋的间距为保护层厚度，一般为35～45毫米。
具体的，在形成顶板结构所需的钢筋和模板设置好之后，进行步骤S6。参阅图12和图13，通过混凝土浇捣孔4从地表面6向顶板模板13分区输送混凝土，进行顶板混凝土的浇筑。进一步的，考虑到顶板混凝土难以灌满，采用泵送挤压法分多区连续灌注顶板混凝土；在一个实施例中，分为八区向顶板模板连续灌注顶板混凝土，具体的，浇筑顶板的混凝土为自密实混凝土。更进一步的，向顶板模板13分区输送混凝土时，每个区域的混凝土浇捣孔4的数量由自密实混凝土流淌半径以及所浇筑的顶板结构形式而定，一般为4米见方的平面区域。
更进一步的，参阅图2至图5，在所述暗挖区3周围设定范围内以及暗挖区3内的土体的冻结期间，还设置有辅助浇捣孔5，所述辅助浇捣孔5作为放气孔兼混凝土补充孔。所述辅助浇捣孔5位于所述暗挖区3的上部且靠近顶板浇筑的区域，具体的，辅助浇捣孔5的数量与自密实混凝土流淌半径相适应。
当顶板的混凝土浇筑完成后，需拆除防护门，再分块凿除与既有地下结构连接部位的地连墙，切割控制在每块2吨以内，采用叉车配合进行驳运，后浇带完成即可停止之前暗挖区周围设定范围内的冻结，割除并封堵好每个冻结孔。参阅图14，待底板8、侧墙9以及顶板14的混凝土凝固的强度达到设计要求后，拆除顶板模板13和顶板排架11以及割除初期支护7，形成地下结构。新形成的地下结构与原有地下结构2的位置相对应，最后在形成的地下结构的内表面施做10毫米厚聚合物水泥防水砂浆进行防水。
进一步的，参阅15至图16，地下结构施工完成后，需要对冻土进行解冻，解冻时由于土体结构被破坏体积缩小会导致地面以及地表既有建筑物1的沉降，因此在在开挖所述暗挖区3形成所述暗挖通道的同时，会在暗挖区3的上部，下部以及侧部预埋隆沉注浆管15。进一步的，隆沉注浆管15之间的距离范围为1.5米至3米，具体距离可以视情况而定，一般情况下，暗挖区3上部的隆沉注浆管15分布比较稀疏，注浆管之间的距离范围可以为2.0米至2.5米。暗挖区下部以及侧部的隆沉注浆管15分布比较密，注浆管之间的距离范围可以为1.6米至1.9米。更进一步的，对土体解冻时，在所述隆沉注浆管上安装注浆阀，根据地面监测数据及时对土体进行注浆，补充和加固土体，抵消冻土融化的影响，具体的，注浆采用水灰比为1的水泥浆。
综上所述，在本发明提供的地下结构顶板的形成方法中，包括：形成暗挖通道于地表既有建筑物下方，所述暗挖通道内设置有初期支护；在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋，所述上排钢筋与初期支护焊接；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋，所述下排钢筋与初期支护焊接；在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中设置顶板模板；以及通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。本发明所提供的方法，通过先铺设钢筋，并将钢筋与初支系统焊接在一起，增加了浇筑混凝土时结构的稳定性，然后通过顶板混凝土浇捣孔从地面输送混凝土至暗挖通道顶部形成地下结构顶板，解决了在地下方形通道中结构顶板浇筑困难的问题。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种地下结构顶板的形成方法，其特征在于，包括以下步骤，
形成暗挖通道于地表既有建筑物下方，所述暗挖通道内设置有初期支护；
在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设上排钢筋，所述上排钢筋与初期支护焊接；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中铺设下排钢筋，所述下排钢筋与初期支护焊接；
在所述暗挖通道内靠近所述暗挖通道顶部的区域中设置顶板模板；以及
通过所述混凝土浇捣孔向所述顶板模板分区浇筑混凝土形成顶板。
2.如权利要求1所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，所述混凝土浇捣孔从地表面钻孔延伸至所述暗挖通道，所述混凝土浇捣孔的底面与所述暗挖通道的顶面齐平。
3.如权利要求1所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，形成所述暗挖通道包括：设置暗挖区以及冻结暗挖区周围设定范围内以及暗挖区内的土体；所述在暗挖通道顶部设置混凝土浇捣孔的步骤包括：在暗挖区周围设定范围内以及暗挖区内的土体的冻结期间，从地表面开挖混凝土浇捣孔至所述暗挖区的开挖面；当所述暗挖区开挖完成形成暗挖通道后，所述混凝土浇捣孔的底面与所述暗挖通道的顶面齐平。
4.如权利要求3所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在开挖所述暗挖区形成暗挖通道的同时设置所述初期支护。
5.如权利要求4所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在所述暗挖通道中通过喷射混凝土形成所述初期支护；在喷射混凝土形成所述初期支护时，将所述混凝土浇捣孔密封。
6.如权利要求3所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在所述暗挖区周围以及暗挖区内的土体的冻结期间，在所述暗挖区的上部还设置有辅助浇捣孔，所述辅助浇捣孔作为放气孔兼混凝土补充孔。
7.如权利要求3所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在开挖所述暗挖区形成所述暗挖通道的同时预埋隆沉注浆管。
8.如权利要求7所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，所述隆沉注浆管之间的距离为1.5米至3米。
9.如权利要求1所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，浇筑所述顶板的所述混凝土为自密实混凝土。
10.如权利要求1所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，采用泵送挤压法分多个区域向所述顶板模板浇筑所述混凝土。
11.如权利要求1所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在铺设所述上排钢筋时，还包括在所述暗挖通道内设置顶板排架，所述顶板模板置于所述顶板排架之上。
12.如权利要求11所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，在形成所述顶板前，通过混凝土浇筑依次形成有底板和侧墙；在所述底板、侧墙以及顶板浇筑的混凝土的强度到达设计要求后，去除所述顶板模板、所述顶板排架以及初期支护形成地下结构。
13.如权利要求12所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，所述地下结构形成后，对土体进行解冻。
14.如权利要求7或13所述的地下结构顶板的形成方法，其特征在于，对所述土体进行解冻时，在所述隆沉注浆管上安装注浆阀并对土体进行注浆。
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