CN110439000A - 基于板下滑槽的地下结构内部运输系统及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于板下滑槽的地下结构内部运输系统及其构建方法，于结构顶板和结构中板底部设置纵横交错的下翻梁，下翻梁的梁底设置预埋滑槽，T型锚栓可方便地固定于滑槽内，T型螺栓与滑槽之间利用滚珠实现无摩擦滑动，T型锚栓提供站内物资运输需要的锚固点。本发明由板下结构下翻梁内预埋滑槽与T型锚栓形成受力体系，满足基坑盖挖区域物质的运输需要，基于基坑明挖部分龙门吊与盖挖部分结构板下运输系统，实现基坑开挖与主体结构浇筑期间各类物资的高校运输，有效避免常规基坑开挖与主体结构浇筑期间，站内物资运输路径与基坑内支撑空间冲突，可显著提高地下工程施工效率，节约工期与工程投资，可为地下结构施工提供借鉴参考。

Description

基于板下滑槽的地下结构内部运输系统及构建方法

技术领域

本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种基于板下滑槽的地下结构内部运输系统及构建方法。

背景技术

随着经济的快速发展，为引导城市合理布局和有序开发，充分利用地下资源为城市发展提供广阔的延伸空间，近年来地下空间逐步向大埋深、大空间方向发展，在人口稠密的中心城区，由于交通出行与人民日常生活需要，基坑工程经常需要面临局部盖挖的情况，以便尽快回复路面交通，将工程对周边的影响时间与影响程度降至最低，因此在地下空间开发过程中如何高效、快速地完成现场所需物资的进出与搬运，是影响工程顺利、高效推进的一大关键因素。

作为地下工程的典型代表，城市轨道交通地下车站基坑开挖与主体结构施工过程中，由于常规明挖基坑内沿基坑高度方向布置的多道内支撑的存在，导致龙门吊水平向贯通运输路径受阻，坑内物资需要垂直吊运至地面标高后才能进行水平向运输，导致土方外运以及各类建筑材料的运输，尤其是站内物资的水平运输，效率相对低下，在一定程度上制约了工程的高效推进。甚至在某些情况下，成为了地下工程工期的制约因素。土方外运及各类建筑物资的运输效率，直接关系到预定的工程筹划能否顺利实现，关系到工程造价，单纯依靠基坑上方龙门吊的运输方式效率低下，会造成巨大的安全隐患与投资浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于板下滑槽的地下结构内部运输系统及构建方法，在结构板下设置下翻梁，在下翻梁内预埋滑槽，滑槽内预留T型螺栓伸入与机械锚固条件，提供站内物质运输设备受力支点，实现盖挖结构板下各类建筑材料的水平向运输需求。

本发明所采用的技术方案为：

基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，包括需要局部盖挖施工的地下工程主体结构，主体结构包括结构顶板、结构中板、结构底板、侧墙和结构柱，主体结构的侧墙外侧为基坑围护桩，其特征在于：

结构顶板和结构中板的板下设置有纵横交错的横向下翻梁和纵向下翻梁，横向下翻梁和纵向下翻梁底部预埋滑槽，T型锚栓嵌固于滑槽内，实现站内物资平移吊装。

横向下翻梁和纵向下翻梁通长预埋滑槽，横向下翻梁与纵向下翻梁交点处，滑槽相交贯通。

滑槽横截面呈C形，开口向下，内部形成T形槽，T型锚栓上部嵌入T形槽内，下部连接站内物资运输装备，实现站内物资横纵向移动。

T型螺栓与滑槽之间利用滚珠实现无摩擦滑动。

滑槽顶面设置有干型锚栓，干型锚栓顶部具有两个扩大端。

滑槽顶面的干型锚栓对称设置两列。

横向下翻梁和纵向下翻梁在结构顶板和结构中板的板下各设置一道或多道，其中横向下翻梁与结构柱位于同一横截面位置。

地下工程基坑由明挖段与盖挖段两部分组成，盖挖段主体结构先期实施，明挖段设置龙门吊。

基于板下滑槽的地下结构内部运输系统的构建方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：平整场地并打设降水井、基坑降水，在基坑明挖区域架设龙门吊，施做基坑围护桩与结构中柱，施做挡墙，进行基坑开挖、架设内支撑，直至开挖到结构顶板底深度，横纵向下翻梁位置拉槽开挖；

步骤二：在横纵向下翻梁底中间部位放置顶部设置干型锚栓的滑槽，滑槽开口部位用海绵条封堵，防止结构板浇筑期间混凝土进入；为确保结构板浇筑期间滑槽位置相对固定，对滑槽两侧进行限位处理，即沿滑槽纵向用销钉在其两侧固定；

步骤三：立模、绑扎钢筋，将围护桩与结构中柱顶部混凝土凿除后露出纵向受力钢筋，将纵向受力钢筋锚入结构顶板内，灌注混凝土，浇筑盖挖部分结构顶板与相应位置纵横向下翻梁；

步骤四：待混凝土达到设计强度后进行拆模，盖挖部分结构顶板上方回填土体，路面施工，随后恢复该区域地面交通；

步骤五：基坑明挖部分按常规工序进行土方开挖、及时架设内支撑，直至开挖到结构中板或结构底板底部深度，并按要求铺设防水层、浇筑结构中板或结构底板；

步骤六：基坑盖挖部分继续向下开挖，从一侧或两侧明挖部分向盖挖方向开挖，待结构顶板下方空间充裕时，揭开顶板下翻梁处预埋滑槽底部海绵条，对滑槽封口部位进行清理；

步骤七：将T型螺栓沿滑槽纵向塞入，随后旋转90°后，通过螺母与垫片固定在滑槽下部，随后将T型螺栓与站内物资运输装备相连，利用站内物资运输装备实现土方的外运与钢材、钢模板、脚手架以及防水材料的站内运输；

龙门吊负责基坑外与明挖基坑之间的物资运输，站内物资运输装备负责明挖基坑处物资在盖挖区域各个位置的运输；

步骤八：待开挖至结构中板标高时，及时浇筑侧墙、结构中板及板下相应部位的下翻梁，预埋的滑槽在混凝土浇筑前固定到位，结构中板与结构中柱的连接，通过预留钢筋接驳器的方式实现结构之间的有效连接；

步骤九：按顺序进行结构中板下方土体开挖、浇筑侧墙，待开挖到坑底后，及时铺设防水层并浇筑结构底板；

步骤十：按照结构侧墙、结构柱、结构中板与结构顶板的常规顺序，浇筑明挖部分结构体系，待结构顶板达到设计强度后，进行回填土体处理，恢复路面交通，完成地下结构施工。

本发明具有以下优点：

本发明提供了一种新型的地下结构施工期间物质运输理念，丰富了现有的基坑开挖与站内物质运输方法。基坑工程与主体结构施工所涉及的基坑围护桩为常规钻孔灌注桩，施工工艺成熟，所涉及的成孔打桩设备及其他辅助设施均为常规机械设备；主体结构施工期间涉及的防水材料、防水混凝土、模板与钢筋等均为常规材料。结构板下设置的下翻梁与预埋滑槽，具体数量、位置等可根据站内物资运输需要灵活确定，有效提高施工期间盖挖顶板下方物资运输效率，缩短了工期，节约了工程投资，经济技术效益显著。

结构板下翻梁内设置的预埋滑槽采用常规钢材，背后“干型”螺栓数量与长度，可根据需要提供的竖向锚固力综合确定，有效满足了物资运输期间较大竖向荷载的受力需求。本发明具有较高的经济效益和社会效益，在城市轨道交通、市政公路、民用建筑等地下结构工程中有广泛的应用前景。

附图说明

图1为基坑平面布置示意图。

图2为结构板先筑区域基坑开挖断面图（-1层盖挖施工）。

图3为结构板先筑区域基坑开挖断面图（施工完成）。

图4为结构板下预埋滑槽示意图（结构板下仰视图）。

图5为结构板下预埋滑槽示意图（A-A断面图）。

图中，1-主体结构，2-围护桩，3-结构顶板，4-结构中板，5-结构底板，6-侧墙，7-结构柱，8-回填土体，9-横向下翻梁，10-纵向下翻梁，11-滑槽，12-干型锚栓，13-T型锚栓，14-站内物资运输装备，15-龙门吊，16-内支撑，17-钢护筒，18-桩基础，19-挡墙。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，包括需要局部盖挖施工的地下工程主体结构1，主体结构1包括结构顶板3、结构中板4、结构底板5、侧墙6和结构柱7，结构柱7在中部或跨中设置有一排或多排。围护桩2与结构柱7共同承担基坑开挖期间主体结构1及上方回填土体8重量。基坑围护桩2与结构柱7在基坑开挖前施做。

主体结构1的侧墙6外侧为基坑围护桩2，结构顶板3和结构中板4的板下设置有纵横交错的横向下翻梁9和纵向下翻梁10，横向下翻梁9和纵向下翻梁10底部预埋滑槽11，T型锚栓13嵌固于滑槽11内，实现站内物资平移吊装。本发明由板下结构下翻梁内预埋滑槽11及其内部的T型螺栓13共同提供竖向受力条件，满足基坑盖挖区域物质的运输需要。

横向下翻梁9和纵向下翻梁10的梁底通长预埋滑槽11，横向和纵向滑槽11在横向下翻梁9与纵向下翻梁10交点处相交贯通。滑槽11横截面呈C形，开口向下，内部形成T形槽，T型锚栓13上部嵌入T形槽内，下部连接站内物资平移装备14用于物资横纵向移动。T型螺栓13与滑槽11之间利用滚珠实现无摩擦滑动。滑槽11顶面同时预埋有干型锚栓12，干型锚栓12顶部具有两个扩大端。滑槽11顶面的干型锚栓12对称设置两列。

横向下翻梁9和纵向下翻梁10在结构顶板3和结构中板4的板下各设置一道或多道，其中横向下翻梁9与结构柱7位于同一横截面位置。

结构板下设置的下翻梁与预埋滑槽11，具体数量、位置等可根据需要灵活确定，预埋滑槽11背后干型螺栓12数量与长度，可根据需要提供的竖向锚固力综合确定。

地下工程基坑由明挖段与盖挖段两部分组成，盖挖段主体结构1先期实施，明挖段设置龙门吊15。明挖段基坑开挖深度与盖挖段基坑开挖进度应尽量匹配，以实现站内物资最大运输效率。

龙门吊15负责基坑外与明挖基坑之间的物资运输，站内物资平移装备14负责明挖基坑处物资在盖挖区域各个位置的运输。龙门吊15与站内物资平移系统的有效配合，实现施工用物资的顺利进出与移动，提高施工期工作效率。

基于板下滑槽的地下结构内部运输系统可实现地下工程整体工期的缩减与施工效率的提高，实际工程不仅需要考虑到站内物质运输的便利，还需要考虑到施工期间龙门吊运输可能碰撞基坑内支撑的潜在风险，本发明对工程安全的提升也大有裨益。

上述基于板下滑槽的地下结构内部运输系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤一：平整场地并打设降水井、基坑降水，在基坑明挖区域架设龙门吊15，施做基坑围护桩2与结构中柱7，施做挡墙19，进行基坑开挖、架设内支撑，直至开挖到结构顶板3底深度，横纵向下翻梁位置拉槽开挖；

步骤二：在横纵向下翻梁底中间部位放置顶部设置干型锚栓12的滑槽11，滑槽11开口部位用海绵条封堵，防止结构板浇筑期间混凝土进入；为确保结构板浇筑期间滑槽11位置相对固定，对滑槽11两侧进行限位处理，即沿滑槽11纵向用销钉在其两侧固定；

步骤三：立模、绑扎钢筋，将围护桩2与结构中柱7顶部混凝土凿除后露出纵向受力钢筋，将纵向受力钢筋锚入结构顶板3内，灌注混凝土，浇筑盖挖部分结构顶板3与相应位置纵横向下翻梁9、10；

步骤四：待混凝土达到设计强度后进行拆模，盖挖部分结构顶板3上方回填土体8，路面施工，随后恢复该区域地面交通；

步骤五：基坑明挖部分按常规工序进行土方开挖、及时架设内支撑，直至开挖到结构中板4或底板5底部深度，并按要求铺设防水层、浇筑结构中板4或底板5；

步骤六：基坑盖挖部分继续向下开挖，从一侧或两侧明挖部分向盖挖方向开挖，待结构顶板3下方空间充裕时，揭开顶板3下翻梁处预埋滑槽11底部海绵条，对滑槽11封口部位进行清理；

步骤七：将T型螺栓13沿滑槽11纵向塞入，随后旋转90°后，通过螺母与垫片固定在滑槽11下部，随后将T型螺栓13与站内物资平移装备14相连，利用站内物资平移装备14实现土方的外运与钢材、钢模板、脚手架以及防水材料的站内运输；

龙门吊15负责基坑外与明挖基坑之间的物资运输，站内物资平移装备14负责明挖基坑处物资在盖挖区域各个位置的运输；

步骤八：待开挖至结构中板4标高时，及时浇筑侧墙6、结构中板4及板下相应部位的下翻梁，预埋滑槽11在混凝土浇筑前固定到位，结构中板4与结构中柱7的连接，通过预留钢筋接驳器的方式实现结构之间的有效连接；

步骤九：按顺序进行结构中板4下方土体开挖、浇筑侧墙6，待开挖到坑底后，及时铺设防水层并浇筑结构底板5；

步骤十：按照结构侧墙6、结构柱7、结构中板4与结构顶板3的常规顺序，浇筑明挖部分结构体系，待结构顶板达到设计强度后，进行回填土体8处理，恢复路面交通，完成地下结构施工。

地下工程盖挖范围，可根据工程实施难度、工筹安排、地面交通需求以及工程整体情况综合确定，可考虑具备盖挖或全部铺盖。

结构板下设置的下翻梁的布置与站内水平运输装备的数量，可根据施工工期与物质运输需求综合确定。

下翻梁内的预埋滑槽，具体尺寸与构造可根据站内水平运输装备需要提供的最大竖向承载力考虑，同时考虑不小于2的安全系数。

下翻梁内的预埋滑槽，在横向下翻梁与纵向下翻梁相交处，是贯通的，以确保站内水平运输装备可到达任意所需位置。

下翻梁内及预埋滑槽，在主体结构施工后不用凿除，在后期装修层高度范围内统一处理。

基坑工程与主体结构施工所涉及的基坑围护桩2为常规钻孔灌注桩，施工工艺成熟，所涉及的成孔打桩设备及其他辅助设施均为常规机械设备；主体结构施工期间涉及的防水材料、防水混凝土、模板与钢筋等均为常规材料.

本发明具有设计简单、简洁易作、施工成本低廉、工艺简便且质量易于控制的优点。下翻梁内设置的预埋滑槽11数量与具体位置，可根据站内物资运输需要灵活布置于结构板下方，利用预埋滑槽11及背后干型螺栓12与混凝土之间的锚固力，实现物资运输期间竖向承载力的要求。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，包括需要局部盖挖施工的地下工程主体结构（1），主体结构（1）包括结构顶板（3）、结构中板（4）、结构底板（5）、侧墙（6）和结构柱（7），主体结构（1）的侧墙（6）外侧为基坑围护桩（2），其特征在于：

结构顶板（3）和结构中板（4）的板下设置有纵横交错的横向下翻梁（9）和纵向下翻梁（10），横向下翻梁（9）和纵向下翻梁（10）底部预埋滑槽（11），T型锚栓（13）嵌固于滑槽（11）内，实现站内物资平移吊装。

2.根据权利要求1所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

横向下翻梁（9）和纵向下翻梁（10）通长预埋滑槽（11），横向下翻梁（9）与纵向下翻梁（10）交点处，滑槽（11）相交贯通。

3.根据权利要求2所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

滑槽（11）横截面呈C形，开口向下，内部形成T形槽，T型锚栓（13）上部嵌入T形槽内，下部连接站内物资运输装备（14），实现站内物资横纵向移动；

T型螺栓（13）与滑槽（11）之间利用滚珠实现无摩擦滑动。

4.根据权利要求3所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

滑槽（11）顶面设置有干型锚栓（12），干型锚栓（12）顶部具有两个扩大端。

5.根据权利要求4所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

滑槽（11）顶面的干型锚栓（12）对称设置两列。

6.根据权利要求5所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

横向下翻梁（9）和纵向下翻梁（10）在结构顶板（3）和结构中板（4）的板下各设置一道或多道，其中横向下翻梁（9）与结构柱（7）位于同一横截面位置。

7.根据权利要求6所述的基于板下滑槽的地下结构内部运输系统，其特征在于：

地下工程基坑由明挖段与盖挖段两部分组成，盖挖段主体结构（1）先期实施，明挖段设置龙门吊（15）。

8.基于板下滑槽的地下结构内部运输系统的构建方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：平整场地并打设降水井、基坑降水，在基坑明挖区域架设龙门吊（15），施做基坑围护桩（2）与结构中柱（7），施做挡墙（19），进行基坑开挖、架设内支撑，直至开挖到结构顶板（3）底深度，横纵向下翻梁位置拉槽开挖；

步骤二：在横纵向下翻梁底中间部位放置顶部设置干型锚栓（12）的滑槽（11），滑槽（11）开口部位用海绵条封堵，防止结构板浇筑期间混凝土进入；为确保结构板浇筑期间滑槽（11）位置相对固定，对滑槽（11）两侧进行限位处理，即沿滑槽（11）纵向用销钉在其两侧固定；

步骤三：立模、绑扎钢筋，将围护桩（2）与结构中柱（7）顶部混凝土凿除后露出纵向受力钢筋，将纵向受力钢筋锚入结构顶板（3）内，灌注混凝土，浇筑盖挖部分结构顶板（3）与相应位置纵横向下翻梁；

步骤四：待混凝土达到设计强度后进行拆模，盖挖部分结构顶板（3）上方回填土体（8），路面施工，随后恢复该区域地面交通；

步骤五：基坑明挖部分按常规工序进行土方开挖、及时架设内支撑，直至开挖到结构中板（4）或结构底板（5）底部深度，并按要求铺设防水层、浇筑结构中板（4）或结构底板（5）；

步骤六：基坑盖挖部分继续向下开挖，从一侧或两侧明挖部分向盖挖方向开挖，待结构顶板（3）下方空间充裕时，揭开顶板（3）下翻梁处预埋滑槽（11）底部海绵条，对滑槽（11）封口部位进行清理；

步骤七：将T型螺栓（13）沿滑槽（11）纵向塞入，随后旋转90°后，通过螺母与垫片固定在滑槽（11）下部，随后将T型螺栓（13）与站内物资运输装备（14）相连，利用站内物资运输装备（14）实现土方的外运与钢材、钢模板、脚手架以及防水材料的站内运输；

龙门吊（15）负责基坑外与明挖基坑之间的物资运输，站内物资运输装备（14）负责明挖基坑处物资在盖挖区域各个位置的运输；

步骤八：待开挖至结构中板（4）标高时，及时浇筑侧墙（6）、结构中板（4）及板下相应部位的下翻梁，预埋的滑槽（11）在混凝土浇筑前固定到位，结构中板（4）与结构中柱（7）的连接，通过预留钢筋接驳器的方式实现结构之间的有效连接；

步骤九：按顺序进行结构中板（4）下方土体开挖、浇筑侧墙（6），待开挖到坑底后，及时铺设防水层并浇筑结构底板（5）；

步骤十：按照结构侧墙（6）、结构柱（7）、结构中板（4）与结构顶板（3）的常规顺序，浇筑明挖部分结构体系，待结构顶板达到设计强度后，进行回填土体（8）处理，恢复路面交通，完成地下结构施工。