CN111206943A - 微干扰的后补暗挖接口连接构件及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了微干扰的后补暗挖接口连接构件及其施工方法，包括端部横梁、端部柱、连接构件纵梁、连接构件楼板和连接构件侧墙；连接构件楼板的钢筋与既有地下构筑物的纵向钢筋连接，并在变形缝位置断开；连接构件纵梁的钢筋与既有地下构筑物的纵向钢筋连接；连接构件侧墙与既有地下构筑物的连接处设有新建柱；既有地下构筑物与连接构件的连接部分的围护桩在凿除时均保留相应的围护桩纵向钢筋围护桩纵向钢筋均锚入相应的连接构件楼板内。在施工时，先对既有地下构筑物进行针对性改造，然后分别将连接构件纵梁、连接构件楼板和连接构件侧墙与既有地下构筑物进行连接。本发明更加经济、合理、安全、高效地完成了后补暗挖接口连接构件的设置。
Description
技术领域
本发明涉及地下构筑物建造技术领域，特别涉及微干扰的后补暗挖接口连接构件及其施工方法。
背景技术
在地下工程领域，当项目分期实施时，先实施部分与后实施部分存在接口连接构件，接口连接构件的作用是结构受力的传递、接口防水的密闭。较优的接口连接构件，能够确保接口部位的结构受力安全，能够满足地下构件的变形、防水等使用要求。当后实施的结构采用明挖法施工时，由于施工时的工作面较大，可以灵活地对结构构件进行处理，如改造、扩建或调整受力体系等。但若后实施的结构采用暗挖法施工时，由于暗挖断面受限、工作面受限、受力体系调整困难等原因，无法采取多种接口构件的处理手段，而可能对结构受力安全和使用效果产生负面影响。因此，如何安全、合理、较优地布置接口是暗挖法预留工程实施的基础。
本领域相关技术的现状，具体如下：
对于分期实施的暗挖法地下结构，常规的接口做法是，在先实施部分预留好接口连接构件，与先实施的结构同步设计、同步施工，接口连接构件的尺寸与后实施结构相匹配，在构件中留好钢筋接驳器。后实施的部分采用暗挖法施工，当暗挖施工到接口位置时，将预留的接口连接构件保护层剥离，钢筋接入之前留好的钢筋接驳器，浇筑成完整的接口连接构件。
但一旦接口条件因某些原因发生变化，比如原接口预留尺寸发生变化、施工工法有所调整、接口位置需要移位等原因，原预留的接口连接构件不能使用，就需要对接口构件进行后补施工。先对已实施的结构在接口部位进行加固，确保要改造部位不参与受力后，然后凿除废弃的接口连接构件，再新增调整后的接口连接构件。若采用上述常规的改造，干扰很大，一是干扰已建好的结构的使用，如论是对既有结构加固或者是凿除，均影响到了既有结构的正常使用；二是干扰新建工程的施工，对原接口构件凿除和新建，事先需要在接口部位进行加固，分为内部受力加固和外部地基加固，外部地基加固与新建暗挖结构是有冲突的，在改造阶段无法进行暗挖施工。
因此在技术快速发展、施工工期紧张、对既有结构和新建施工影响要求日益严苛的情况下，通过对后补的接口连接构件进行优化，使之能够安全、经济、高效地完成，对整个地下工程而言具有重要意义。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供微干扰的后补暗挖接口连接构件及其施工方法，实现的目的是解决预埋接口与后期暗挖连通建筑接口位置冲突的矛盾，避免了改造时干扰已建建筑的使用功能，更加经济、合理、安全、高效地完成了后补暗挖接口连接构件的设置。
为实现上述目的，本发明公开了微干扰的后补暗挖接口连接构件，所述连接构件与既有地下构筑物连接。
所述连接构件包括若干端部横梁、若干端部柱、若干连接构件纵梁、若干连接构件楼板和若干连接构件侧墙；
若干所述端部横梁和若干所述端部柱均用于承担所述既有地下构筑物的荷载；
若干所述连接构件纵梁和若干所述连接构件楼板组成梁板体系，所述梁板体系承担竖直方向的水和/或土荷载，以及自重；
若干所述连接构件侧墙承用于担侧向的水平荷载，并作为连接构件框架体系中楼板的支点；
每一所述连接构件楼板的钢筋分别与所述既有地下构筑物的纵向钢筋连接，并在变形缝位置断开；
每一所述连接构件纵梁的钢筋分别与所述既有地下构筑物的纵向钢筋连接，并在所述变形缝位置不得断开；
每一所述连接构件侧墙与所述既有地下构筑物的连接处均设有新建柱；每一所述新建柱中均预留用于连接相应的所述连接构件侧墙的钢筋接驳器，并籍由所述钢筋接驳器连接相应的所述连接构件侧墙的钢筋；
所述既有地下构筑物与所述连接构件的连接部分的每一围护桩在凿除时均保留相应的围护桩纵向钢筋；若干所述围护桩纵向钢筋均锚入相应的所述连接构件楼板内，与相应的所述连接构件楼板的钢筋连接。
优选的，所述既有地下构筑物的荷载包括上部的土体、已建地下结构楼板、已建地下结构侧墙、已建地下结构的设备和/或人产生的荷载；所述水平荷载包括水平方向的水和/或土荷载。
优选的，每一所述连接构件楼板和每一所述连接构件纵梁均在先期施工时预留后期施工时连接用的钢筋接驳器。
本发明还提供所述的微干扰的后补暗挖接口连接构件的施工方法，步骤如下：
步骤一、针对所述既有地下构筑物采用暗挖法施工，建造后作地下构筑物；
步骤二、根据所述后作地下构筑物对所述既有地下构筑物进行改造，按照接通之后的框架体系，将所述既有地下构筑物内的新建顶板结构部分浇筑完成，并与暗梁相接；所述既有地下构筑物的改造结构施工至所述既有地下构筑物的侧墙边，在需要后期连接的所有构件中，预留后期结构施工的钢筋接驳器；
步骤三、沿所述后作地下构筑物与所述既有地下构筑物交汇方向暗挖施工至所述既有地下构筑物的围护桩边；在最后一榀格栅密贴围护结构设置，形成初期支护；
步骤四、在初期支护施工完成后，进行初支背后的注浆，确保初支和围岩之间填充密实；二次衬砌施工至变形缝位置，并预留止水带，在端部将外包防水板预留一段，并做好保护；
步骤五、在所述二次衬砌混凝土达到设计强度后，在二衬与初支之间进行填充注浆，确保密实；
步骤六、在所述既有地下构筑物的内部改造和所述后作地下构筑物的外部开挖及支护均完成后，凿除所述既有地下构筑物的侧墙；
步骤七、在门洞凿除后，从前一阶段浇筑完成的暗挖结构变形缝位置，至前一阶段改造的所述既有地下构筑物的节点处，采用现浇的方式浇筑形成接口连接构件。
优选的，在所述步骤六中，按临时支护的门式框架，凿除框架内的侧墙；若果是多跨门洞，则跳跨凿除；每一跨凿除后，在跨中采用临时型钢进行支撑。
本发明的有益效果：
本发明的应用能够解决预埋接口与后期连通建筑接口位置冲突的矛盾，避免了改造时干扰已建建筑的使用功能，更加经济、合理、安全、高效地完成了后补暗挖接口连接构件的设置。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出本发明一实施例的平面结构示意图。
图2示出本发明一实施例的剖面结构示意图。
图3示出本发明一实施例的立面结构示意图。
图4示出本发明一实施例中连接构件楼板的钢筋连接结构示意图。
图5示出本发明一实施例中连接构件纵梁的钢筋连接结构示意图。
图6示出本发明一实施例中连接构件侧墙与既有地下构筑物连接结构示意图。
图7示出本发明一实施例中连接构件楼板与围护桩连接结构示意图。
图8示出本发明一实施例中既有地下构筑物预留接口平面结构示意图。
图9示出本发明一实施例中既有地下构筑物预留接口剖面结构示意图。
图10示出本发明一实施例中既有地下构筑物新建结构平面结构示意图。
图11示出本发明一实施例中既有地下构筑物新建结构剖面结构示意图。
图12示出本发明一实施例中既有地下构筑物预留后期钢筋接驳器的平面结构示意图。
图13示出本发明一实施例中后作地下构筑物采用暗挖法施工，做到围护桩边的平面结构示意图。
图14示出本发明一实施例中后作地下构筑物采用暗挖法施工，做到围护桩边的剖面结构示意图。
图15示出本发明一实施例中完成建造的平面结构示意图。
图16示出本发明一实施例中完成建造的剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图1至图7所示，微干扰的后补暗挖接口连接构件，连接构件1与既有地下构筑物2连接。
连接构件1包括若干端部横梁11、若干端部柱12、若干连接构件纵梁13、若干连接构件楼板14和若干连接构件侧墙15；
若干端部横梁11和若干端部柱12均用于承担既有地下构筑物2的荷载；
若干连接构件纵梁13和若干连接构件楼板14组成梁板体系，梁板体系承担竖直方向的水和/或土荷载，以及自重；
若干连接构件侧墙15承用于担侧向的水平荷载，并作为连接构件框架体系中楼板的支点；
每一连接构件楼板14的钢筋分别与既有地下构筑物2的纵向钢筋连接，并在变形缝位置3断开；
每一连接构件纵梁13的钢筋分别与既有地下构筑物2的纵向钢筋连接，并在变形缝位置3不得断开；
每一连接构件侧墙15与既有地下构筑物2的连接处均设有新建柱4；每一新建柱4中均预留用于连接相应的连接构件侧墙15的钢筋接驳器41，并籍由钢筋接驳器41连接相应的连接构件侧墙15的钢筋；
既有地下构筑物2与连接构件1的连接部分的每一围护桩21在凿除时均保留相应的围护桩纵向钢筋22；若干围护桩纵向钢筋22均锚入相应的连接构件楼板14内，与相应的连接构件楼板14的钢筋连接。
本发明的原理如下：
1、既有地下构筑物2的改造；
在既有地下构筑物2的已建段进行内部结构的改造，目的是根据整体受力体系，对既有结构做必要的调整，为后续先、后浇筑段结构的连接做准备。
内部结构的改造，是在既有地下构筑物2内部，按照接通之后的整体受力的结构体系，进行构件补充或者调整，如永久结构柱的浇筑、永久梁或板的浇筑等。内部的改造结构施工至既有侧墙边，预留后期结构施工的钢筋接驳器。
2、既有地下构筑物2改造部分与新建部分的连接段；
后期施工段的结构采用暗挖施工，暗挖施工至已建结构的围护边，最后一榀格栅密贴围护结构设置。
初期支护施工完成后进行初支背后的注浆，确保初支和围岩之间填充密实。二次衬砌施工至变形缝位置，预留止水带，并在端部将外包防水板预留一段，并做好保护。二次衬砌混凝土达到设计强度后，在二衬与初支之间进行填充注浆，确保密实。
内部改造、外部开挖及支护均完成后，着手凿除已建建筑的侧墙。按临时支护的门式框架，凿除框架内的侧墙。如果是多跨门洞，则跳跨凿除。每一跨凿除后，在跨中采用临时型钢进行支撑。
门洞凿除后，从前一阶段浇筑完成的暗挖结构变形缝位置，至前一阶段改造的已建结构，现浇浇筑形成接口连接构件。
接口构件中的顶板与内部改造结构中预留条件进行连接，中纵梁与内部改造结构中预留条件进行连接，连通侧墙与原建筑侧墙中预先施工的暗柱连接，底板位置凿除部分的底板结构，将钢筋剥离出来后与新建底板的纵向钢筋进行焊接，并浇筑成整体。按照这样实施，即可形成暗挖接口的连接构件。
在某些实施例中，既有地下构筑物2的荷载包括上部的土体、已建地下结构楼板、已建地下结构侧墙、已建地下结构的设备和/或人产生的荷载；水平荷载包括水平方向的水和/或土荷载。
在某些实施例中，每一连接构件楼板14和每一连接构件纵梁13均在先期施工时预留后期施工时连接用的钢筋接驳器41。
如图8至16所示，本发明还提供的微干扰的后补暗挖接口连接构件的施工方法，步骤如下：
步骤一、针对既有地下构筑物2采用暗挖法施工，建造后作地下构筑物；
步骤二、根据后作地下构筑物对既有地下构筑物2进行改造，按照接通之后的框架体系，将既有地下构筑物2内的新建顶板结构部分浇筑完成，并与暗梁相接；既有地下构筑物2的改造结构施工至既有地下构筑物2的侧墙边，在需要后期连接的所有构件中，预留后期结构施工的钢筋接驳器；
步骤三、沿后作地下构筑物与既有地下构筑物2交汇方向暗挖施工至既有地下构筑物2的围护桩21边；在最后一榀格栅密贴围护结构设置，形成初期支护；
步骤四、在初期支护施工完成后，进行初支背后的注浆，确保初支和围岩之间填充密实；二次衬砌施工至变形缝位置，并预留止水带，在端部将外包防水板预留一段，并做好保护；
步骤五、在二次衬砌混凝土达到设计强度后，在二衬与初支之间进行填充注浆，确保密实；
步骤六、在既有地下构筑物2的内部改造和后作地下构筑物的外部开挖及支护均完成后，凿除既有地下构筑物2的侧墙；
步骤七、在门洞凿除后，从前一阶段浇筑完成的暗挖结构变形缝位置，至前一阶段改造的既有地下构筑物2的节点处，采用现浇的方式浇筑形成接口连接构件。
以某地铁换乘车站为例，进一步对技术方案进行说明。
地铁换乘车站为十字换乘，先实施车站已建成并开通运营，换乘节点已在先期实施的车站部分同步施工完成。
先期实施的车站采用明挖法施工，在设计时考虑后实施车站同样为明挖法施工，接口位置平面为不规则的断面，如图8所示，已做好的结构楼板、梁等预留了后期连接的条件，如图9所示。
在后做部分车站实施时，因现场不具备明挖条件，需采用暗挖法实施，原预留接口条件不能满足新的工法要求，需对接口构件进行调整、改造。
本实施例中的接口构件分为两部分：
1、在已建段的内部结构改造部分；
在已建段进行内部结构的改造，目的是根据整体受力体系，对既有结构做必要的调整，为后续先、后浇筑段结构的连接做准备。
按照接通之后的框架体系，将建筑内的新建顶板结构部分浇筑完成，并与暗梁相接。内部的改造结构施工至既有侧墙边，在需要后期连接的所有构件中，预留后期结构施工的钢筋接驳器。如图10至图12所示。
2、改造部分与新建部分的连接段；
后做的车站结构采用暗挖施工，暗挖施工至已建车站的围护桩边，最后一榀格栅密贴围护结构设置。初期支护施工完成后进行初支背后的注浆，确保初支和围岩之间填充密实。二次衬砌施工至变形缝位置，预留止水带，并在端部将外包防水板预留一段，并做好保护。二次衬砌混凝土达到设计强度后，在二衬与初支之间进行填充注浆，确保密实，如图13和图14所示。
内部改造、外部开挖及支护均完成后，着手凿除已建建筑的侧墙。按临时支护的门式框架，凿除框架内的侧墙。如果是多跨门洞，则跳跨凿除。每一跨凿除后，在跨中采用临时型钢进行支撑。
门洞凿除后，从前一阶段浇筑完成的暗挖结构变形缝位置，至前一阶段改造的已建换乘车站节点处，采用现浇的方式浇筑形成接口连接构件。接口构件中的顶板与内部改造结构中预留条件进行连接，中纵梁与内部改造结构中预留条件进行连接，连通侧墙与原建筑侧墙中预先施工的暗柱连接，底板位置凿除部分的底板结构，将钢筋剥离出来后与新建底板的纵向钢筋进行焊接，并浇筑成整体。凿除围护桩的时候保留纵向钢筋，锚入新建的车站底板内，加强接口处的结构整体性，如图15和图16所示。
通过本发明中的连接构件，解决了预埋接口与后期连通建筑接口位置冲突的矛盾，避免了改造时干扰已建建筑的使用功能。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (5)
1.微干扰的后补暗挖接口连接构件，所述连接构件(1)与既有地下构筑物(2)连接；其特征在于：所述连接构件(1)包括若干端部横梁(11)、若干端部柱(12)、若干连接构件纵梁(13)、若干连接构件楼板(14)和若干连接构件侧墙(15)；
若干所述端部横梁(11)和若干所述端部柱(12)均用于承担所述既有地下构筑物(2)的荷载；
若干所述连接构件纵梁(13)和若干所述连接构件楼板(14)组成梁板体系，所述梁板体系承担竖直方向的水和/或土荷载，以及自重；
若干所述连接构件侧墙(15)承用于担侧向的水平荷载，并作为连接构件框架体系中楼板的支点；
每一所述连接构件楼板(14)的钢筋分别与所述既有地下构筑物(2)的纵向钢筋连接，并在变形缝位置(3)断开；
每一所述连接构件纵梁(13)的钢筋分别与所述既有地下构筑物(2)的纵向钢筋连接，并在所述变形缝位置(3)不得断开；
每一所述连接构件侧墙(15)与所述既有地下构筑物(2)的连接处均设有新建柱(4)；每一所述新建柱(4)中均预留用于连接相应的所述连接构件侧墙(15)的钢筋接驳器(41)，并籍由所述钢筋接驳器(41)连接相应的所述连接构件侧墙(15)的钢筋；
所述既有地下构筑物(2)与所述连接构件(1)的连接部分的每一围护桩(21)在凿除时均保留相应的围护桩纵向钢筋(22)；若干所述围护桩纵向钢筋(22)均锚入相应的所述连接构件楼板(14)内，与相应的所述连接构件楼板(14)的钢筋连接。
2.根据权利要求1所述的微干扰的后补暗挖接口连接构件，其特征在于，所述既有地下构筑物(2)的荷载包括上部的土体、已建地下结构楼板、已建地下结构侧墙、已建地下结构的设备和/或人产生的荷载；所述水平荷载包括水平方向的水和/或土荷载。
3.根据权利要求1所述的微干扰的后补暗挖接口连接构件，其特征在于，每一所述连接构件楼板(14)和每一所述连接构件纵梁(13)均在先期施工时预留后期施工时连接用的钢筋接驳器(41)。
4.根据权利要求1所述的微干扰的后补暗挖接口连接构件的施工方法，步骤如下：
步骤一、针对所述既有地下构筑物(2)采用暗挖法施工，建造后作地下构筑物；
步骤二、根据所述后作地下构筑物对所述既有地下构筑物(2)进行改造，按照接通之后的框架体系，将所述既有地下构筑物(2)内的新建顶板结构部分浇筑完成，并与暗梁相接；所述既有地下构筑物(2)的改造结构施工至所述既有地下构筑物(2)的侧墙边，在需要后期连接的所有构件中，预留后期结构施工的钢筋接驳器；
步骤三、沿所述后作地下构筑物与所述既有地下构筑物(2)交汇方向暗挖施工至所述既有地下构筑物(2)的围护桩(21)边；在最后一榀格栅密贴围护结构设置，形成初期支护；
步骤四、在初期支护施工完成后，进行初支背后的注浆，确保初支和围岩之间填充密实；二次衬砌施工至变形缝位置，并预留止水带，在端部将外包防水板预留一段，并做好保护；
步骤五、在所述二次衬砌混凝土达到设计强度后，在二衬与初支之间进行填充注浆，确保密实；
步骤六、在所述既有地下构筑物(2)的内部改造和所述后作地下构筑物的外部开挖及支护均完成后，凿除所述既有地下构筑物(2)的侧墙；
步骤七、在门洞凿除后，从前一阶段浇筑完成的暗挖结构变形缝位置，至前一阶段改造的所述既有地下构筑物(2)的节点处，采用现浇的方式浇筑形成接口连接构件。
5.根据权利要求4所述的微干扰的后补暗挖接口连接构件的施工方法，其特征在于，在所述步骤六中，按临时支护的门式框架，凿除框架内的侧墙；若果是多跨门洞，则跳跨凿除；每一跨凿除后，在跨中采用临时型钢进行支撑。
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