CN110306591A - 一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地下工程建设领域，涉及一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，完成围护结构的施工，并在围护结构之间施工立柱桩；开挖至第一层土方，施工顶层板，顶层板的两端分别支撑于两侧的围护结构上；向下开挖至第二层土方，施工第一层板，立柱桩支撑第一层板；向下开挖至第三层土方，施工第二层板，立柱桩贯穿第二层板；完成地下二层剩余结构的施工以及地下一层剩余结构的施工，且切割除去立柱桩位于第一层板与第二层板之间的部分。本发明自上而下开挖基坑，利用各层的层板作为基坑横向支撑，开挖至基底后从下而上施工剩余结构，不需要设置临时支撑，且空间不受限，有利于层板以外的其他结构的施工。

Description

一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法
技术领域
本发明属于地下工程建设技术领域，具体涉及一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法。
背景技术
地铁地下车站通常为一狭长条形基坑，一般可采用明挖法或逆作法进行施工。明挖法为自上而下开挖基坑后，自下而上施工内部结构；逆作法为自上而下开挖基坑同时利用内部结构楼板作为支撑自上而下施工结构。以上两种方法均有各自的优缺点：明挖法为地铁地下车站的首选方法，具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，同时可以实现全包防水，其缺点是对周围环境的影响较大，需长时间占用路面对路面交通影响大，而且基坑开挖时需设置较多的临时支撑；逆作法无需设置临时支撑，利用各层结构板形成水平支撑，但需设置钢管柱，对垂直度要求较高，对平面定位与倾斜度要求高，施工难度大；此外，常规逆作法无法实现全包防水结构，防水效果差，且施工作业环境差，施工条件差施工条件差。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，利用各层的层板作为基坑横向支撑，免去施工临时支撑。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，包括如下步骤：
1）完成地下结构两侧的围护结构的施工，并在围护结构之间施工立柱桩；
2）开挖至第一层土方，施工顶层板，顶层板的两端分别支撑于两侧的围护结构上；
3）向下开挖至第二层土方，施工第一层板，立柱桩支撑第一层板；
4）向下开挖至第三层土方，施工第二层板，立柱桩贯穿第二层板；
5）完成地下二层的第二框架柱、第二侧墙的施工，地下一层的第一框架柱、第一侧墙的施工，且切割除去立柱桩位于第一层板与第二层板之间的部分。
进一步地，施工围护结构时，围护结构的顶部用于支撑顶层板的一侧采用素混凝土浇筑；在开挖至第一层土方后，凿除围护结构顶部的素混凝土部分，在围护结构的顶部形成支撑台阶；再施工顶层板时，将顶层板的两端分别支撑于两侧的围护结构的支撑台阶上。
进一步地，施工顶层板时，在顶层板上沿地下结构的长度方向上预留多个第一临时结构孔；待第一框架柱、第一侧墙施工完成后，封堵第一临时结构孔。
进一步地，施工第一层板时，在第一层板上沿地下结构的长度方向上预留多个第二临时结构孔；待第二框架柱、第二侧墙施工完成后，封堵第二临时结构孔。
进一步地，步骤2）中，在施工顶层板前，在围护结构上对应顶层板的位置处自上而下铺设第一防水卷材，第一防水卷材的顶端和底端分别延伸至顶层板预设位置的上方和下方。
更进一步地，待顶层板施工完成后，第一防水卷材的顶端包覆在顶层板上。
更进一步地，步骤3）中，在施工第一层板前，在围护结构上对应第一侧墙和第一层板的位置处自上而下铺设第二防水卷材，第二防水卷材的顶端与第一防水卷材的底端密封连接。
更进一步地，步骤4）中，在施工第二层板前，在围护结构上对应第二侧墙的位置处以及基坑底自上而下铺设第三防水卷材，第三防水卷材的顶端与第二防水卷材的底端密封连接。
进一步地，施工层板时，在层板上用于与侧墙连接的位置处预埋钢带止水板，钢带止水板的一端埋入层板内，另一端伸出至层板外；在后期施工侧墙时，钢带止水板伸出层板外的一端埋入侧墙内。
进一步地，施工层板时，同时施工层板对应的纵梁，纵梁为上翻梁或下翻梁；框架柱设置于相邻的纵梁之间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法自上而下开挖基坑，利用各层的层板作为基坑横向支撑，开挖至基底后从下而上施工剩余结构，不需要设置临时支撑；
（2）本发明通过在层板上预留临时结构孔，利于下一层土方的开挖，同时还可以起到照明和通风的作用，改善施工条件；
（3）本发明通过在围护结构之间施工立柱桩，在施工第一层板时，立柱桩的顶部埋入第一层板内，起到临时支撑第一层板的作用；
（4）本发明提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法能较好地实现地下结构，适用于城市轨道交通地铁地下车站、地下室、综合管廊等主体结构工程；
（5）本发明提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法简便易行、经济合理、技术成熟、前景广阔、效益良好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工示意图；
图2为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工示意图；
图3为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工示意图；
图4为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工示意图；
图5为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的第一层板的平面布置图；
图6为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的围护结构的示意图；
图7为本发明实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的顶层板施工示意图；
图中：1、围护结构，101、钢筋混凝土，102、素混凝土，2、立柱桩，3、第一防水卷材，4、顶层板，5、第一临时结构孔，6、钢板止水带，7、第二防水卷材，8、第一层板，9、第二临时结构孔，10、第二层板，11、第三防水卷材，12、第二侧墙，13、第二框架柱，14、第一侧墙，15、第一框架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，以地下两层单柱双跨结构为例进行说明，如图1-图4所示，包括如下步骤：
1）完成地下结构两侧的围护结构1的施工，并在两个围护结构1之间施工立柱桩2；
2）在围护结构1之间开挖至第一层土方，施工顶层板4，顶层板4的两端分别支撑于两侧的围护结构1上，满足顶层板4的竖向受力要求；
3）待顶层板4达到设计强度后，向下开挖至第二层土方，施工第一层板8，立柱桩2支撑第一层板8，第一层板8通过立柱桩2满足竖向受力要求；
4）待第一层板8达到设计强度后，向下开挖至第三层土方，施工第二层板10，立柱桩2贯穿第二层板10；
5）待第二层板10达到设计强度后，完成地下二层的第二框架柱13、第二侧墙12的施工，完成施工地下一层的第一框架15柱、第一侧墙14的施工，且切割除去立柱桩2位于第一层板8与第二层板10之间的部分。
本发明提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法能够较好地实现地下结构，适用于城市轨道交通地铁地下车站、地下室、综合管廊等主体结构工程；本发明采用自上而下开挖基坑，利用各层的层板作为基坑横向支撑，开挖至基底后从下而上施工剩余结构，不需要设置临时横向支撑，空间不受限，有利于层板以外的其他结构的施工；且该方法简便易行、经济合理、技术成熟、前景广阔、效益良好。
作为一种实施方式，本实施例中的顶层板4、第一层板8和第二层板10均采用现场浇筑，且立柱桩2的顶部至少部分伸入第一层板8内并与第一层板8浇筑为一体，立柱桩2贯穿第二层板10且与第二层板10浇筑为一体。作为另一种实施方式，本实施例中的顶层板4、第一层板8也可以采用预制板，第二层板10采用现场浇筑，此时立柱桩2的顶部与第一层板8定位连接并能够支撑第一层板8，立柱桩2贯穿第二层板10且与第二层板10浇筑为一体。
进一步地，施工围护结构1时，围护结构1的顶部用于支撑顶层板4的一侧采用素混凝土102浇筑，如图6所示；在开挖至第一层土方后，凿除围护结构1顶部的素混凝土102部分，在围护结构1的顶部形成支撑台阶；再施工顶层板4时，将顶层板4的两端分别支撑于两侧的围护结构1的支撑台阶上，解决顶层板4竖向受力问题。
进一步地，施工顶层板4时，在顶层板4上沿地下结构的长度方向上预留多个第一临时结构孔5，便于第二层土方开挖时通过该第一临时结构孔5将土体转运至基坑外，同时可为顶层板4下方的第二层土方开挖提供照明，利于空气流通，改善施工条件；待第一框架15柱、第一侧墙14施工完成达到设计强度后，封堵第一临时结构孔5。进一步地，施工第一层板8时，在第一层板8上沿地下结构的长度方向上预留多个第二临时结构孔9，如图5所示，便于第三层土方开挖时通过第二临时结构孔9、第一临时结构孔5将土体转运至基坑外，同时可为第一层板8下方的第三层土方开挖提供照明，利于空气流通，改善施工条件；待第二框架柱13、第二侧墙12施工完成达到设计强度后，封堵第二临时结构孔9。
进一步地，步骤2）中，在施工顶层板4前，在围护结构1上对应顶层板4的位置处自上而下铺设第一防水卷材3，本实施例自上而下铺设第一防水卷材3至第一层土方开挖面，使第一防水卷材3的顶端和底端分别延伸至顶层板4预设位置的上方和下方；进一步地，待顶层板4施工完成后，第一防水卷材3的顶端包覆在顶层板4上，如图1和图7所示，提高地下结构的防水性能。
更进一步地，步骤3）中，在施工第一层板8前，在围护结构1上对应第一侧墙14和第一层板8的位置处自上而下铺设第二防水卷材7，本实施例自上而下铺设第一防水卷材3至第二层土方开挖面，第二防水卷材7的顶端与第一防水卷材3的底端密封连接，底端延伸至第一层板8下方的开挖面处，如图2所示。
更进一步地，步骤4）中，在施工第二层板10前，在围护结构1上对应第二侧墙12的位置处以及基坑底自上而下铺设第三防水卷材11，本实施例由其中一侧的第二侧墙12位置处自上而下铺设第一防水卷材3至第二层土方开挖面，经开挖面再向上延伸至另一侧的第二侧墙12位置处，第三防水卷材11的两端分别与两侧的第二防水卷材7的底端密封连接，形成完整的防水系统，提高地下结构的整体防水性能。
进一步地，如图1-图4所示，施工顶层板4时，在顶层板4用于与第一侧墙14连接的位置处预埋钢带止水板，且钢带止水板的一端埋入顶层板4内，另一端伸出至顶层板4外，在后期施工第一侧墙14时，该钢带止水板埋入伸出顶层板4的一端埋入第一侧墙14的顶部，起到进一步防水的作用；施工第一层板8时，在第一层板8用于与第一侧墙14和第二侧墙12连接的位置处预埋钢带止水板，且钢带止水板的一端埋入第一层板8内，另一端伸出至第一层板8外，在后期施工第一侧墙14和第二侧墙12时，第一层板8顶部和底部的钢带止水板分别埋入第一侧墙14和第二侧墙12内，起到进一步防水的作用；在施工第二层板10时，在第二层板10用于与第二侧墙12连接的位置处预埋钢带止水板，且钢带止水板的一端埋入第二层板10内，另一端伸出至第二层板10外，在后期施工第二侧墙12时，该钢带止水板埋入伸出第二层板10的一端埋入第二侧墙12的底部内。
进一步地，施工层板时，同时施工层板对应的纵梁，纵梁为上翻梁或下翻梁；框架柱设置于相邻的纵梁之间。如图1-图4所示，在施工顶层板4时，同时施工顶纵梁，且顶纵梁为下翻梁；在施工第一层板8时，同时施工第一纵梁，第一纵梁也可为下翻梁；在施工第二层板10时，同时施工第二纵梁，第二纵梁可为上翻梁。本实施例的第一框架15柱设置顶纵梁与第一纵梁之间，第二框架柱13设置于第一纵梁与第二纵梁之间。
本实施例提供的基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法还可以用于其它N层M跨的地下结构，可在上述的地下两层单柱双跨结构施工方法的基础上，在步骤4）之后继续按照第二层板10的施工方法施工第二层板10以下的其他层板，即在施工第二层板10以下的其他层板时，使立柱桩2贯穿其他层板并埋入其他层板中，如图3所示，待所有的结构板施工完成后，自下向上依次施工每一层的其他结构并切割对应的立柱桩2部分。此外，最下面一层层板上方的其他层板均可预留临时结构孔，并在后期对应的施工框架柱以及侧墙施工完成后进行封堵。至于立柱桩2的设计数量可以根据实际需求确定，也可每跨均对应设置立柱桩2，框架柱可设置于相邻的立柱桩2之间，在此不再详述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）完成地下结构两侧的围护结构的施工，并在围护结构之间施工立柱桩；
2）开挖至第一层土方，施工顶层板，顶层板的两端分别支撑于两侧的围护结构上；
3）向下开挖至第二层土方，施工第一层板，立柱桩支撑第一层板；
4）向下开挖至第三层土方，施工第二层板，立柱桩贯穿第二层板；
5）完成地下二层的第二框架柱、第二侧墙的施工，地下一层的第一框架柱、第一侧墙的施工，且切割除去立柱桩位于第一层板与第二层板之间的部分。
2.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：施工围护结构时，围护结构的顶部用于支撑顶层板的一侧采用素混凝土浇筑；在开挖至第一层土方后，凿除围护结构顶部的素混凝土部分，在围护结构的顶部形成支撑台阶；再施工顶层板时，将顶层板的两端分别支撑于两侧的围护结构的支撑台阶上。
3.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：施工顶层板时，在顶层板上沿地下结构的长度方向上预留多个第一临时结构孔；待第一框架柱、第一侧墙施工完成后，封堵第一临时结构孔。
4.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：施工第一层板时，在第一层板上沿地下结构的长度方向上预留多个第二临时结构孔；待第二框架柱、第二侧墙施工完成后，封堵第二临时结构孔。
5.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：步骤2）中，在施工顶层板前，在围护结构上对应顶层板的位置处自上而下铺设第一防水卷材，第一防水卷材的顶端和底端分别延伸至顶层板预设位置的上方和下方。
6.如权利要求5所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：待顶层板施工完成后，第一防水卷材的顶端包覆在顶层板上。
7.如权利要求5所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：步骤3）中，在施工第一层板前，在围护结构上对应第一侧墙和第一层板的位置处自上而下铺设第二防水卷材，第二防水卷材的顶端与第一防水卷材的底端密封连接。
8.如权利要求7所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：步骤4）中，在施工第二层板前，在围护结构上对应第二侧墙的位置处自上而下铺设第三防水卷材至基坑底，第三防水卷材的顶端与第二防水卷材的底端密封连接。
9.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：施工层板时，在层板上用于与侧墙连接的位置处预埋钢带止水板，钢带止水板的一端埋入层板内，另一端伸出至层板外；在后期施工侧墙时，钢带止水板伸出层板外的一端埋入侧墙内。
10.如权利要求1所述的一种基坑工程免设临时支撑的地下结构的施工方法，其特征在于：施工层板时，同时施工层板对应的纵梁，纵梁为上翻梁或下翻梁；框架柱设置于相邻的纵梁之间。
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