CN111910646A - 上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法 - Google Patents

上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法，该结构包括：常规幅地连墙，埋设于既有地下构筑物的相对两侧；翘脚幅地连墙，横跨既有地下构筑物且连接于既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间，翘脚幅地连墙的下部形成有缺口，既有地下构筑物穿设于缺口中；以及用于封闭缺口的冻结壁，翘脚幅地连墙的外侧敷设有冻结管，冻结管中置有冻结介质，冻结介质经由冻结管包覆于冻结管周边的土体以固结形成贴合于翘脚幅地连墙的冻结壁。本发明解决了当位于软土地区富水地层的基坑工程上跨既有构筑物时，采用常规的施工方法无法形成完全封闭的围护结构，无法发挥挡土隔水作用的问题。

Description

上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法。
背景技术
随着城市空间需求急剧膨胀与地面空间资源日益紧张的矛盾越发突出，合理开发城市地下空间资源是世界各国及地区现代化发展的必然趋势。近年来，城市轨道交通、地下商业体、快速道路、市政管廊等地下工程不断涌现，地下空间开发规模空前庞大，产生了大量的基坑工程。但随着城市建(构)筑物建设数量的增多和轨道交通网络的完善，不同地下工程相互交错的现象普遍存在，如何在不影响既有构筑物的情况下进行新建地下工程施工是当前地下空间开发中亟需解决的技术难题。
发明内容
为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构及其施工方法，以解决当位于软土地区富水地层的基坑工程上跨既有构筑物时，在不影响既有构筑物的情况下，采用常规的施工方法无法形成完全封闭的围护结构，不能确保其真正发挥挡土隔水作用，从而引发工程安全事故的问题。
为实现上述目的，提供一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，包括：
常规幅地连墙，埋设于既有地下构筑物的相对两侧；
翘脚幅地连墙，横跨所述既有地下构筑物且连接于所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间，所述翘脚幅地连墙的下部形成有缺口，所述既有地下构筑物穿设于所述缺口中；以及
用于封闭所述缺口的冻结壁，所述翘脚幅地连墙的外侧敷设有冻结管，所述冻结管中置有冻结介质，所述冻结介质经由所述冻结管包覆于所述冻结管周边的土体以固结形成贴合于所述翘脚幅地连墙的所述冻结壁。
进一步的，所述冻结介质为液氮。
进一步的，所述翘脚幅地连墙中埋设有温度测量装置。
进一步的，所述温度测量装置为测温管。
进一步的，所述翘脚幅地连墙的内侧贴合有保温板。
进一步的，所述冻结壁的高度大于所述缺口的高度。
进一步的，所述冻结壁的宽度大于所述缺口的宽度。
本发明提供一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构的施工方法，包括以下步骤：
于既有地下构筑物的相对两侧施工常规幅地连墙；
于所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间施工翘脚幅地连墙，使得所述翘脚幅地连墙横跨所述既有地下构筑物且连接所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间，所述翘脚幅地连墙的下部形成有缺口，所述既有地下构筑物穿设于所述缺口中；
于所述翘脚幅地连墙的外侧敷设有冻结管，所述冻结管中置有冻结介质，所述冻结介质经由所述冻结管包覆于所述冻结管周边的土体以固结形成用于封闭所述缺口且贴合于所述翘脚幅地连墙的外侧的冻结壁。
本发明的有益效果在于，本发明的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，通过冻结管中的冻结介质冷冻冻结翘脚幅地下连续墙的外侧土体以固结形成封闭翘脚幅地连墙的缺口的冻结壁，能快速高效地形成以常规幅地连墙+翘脚幅地连墙+冻结壁形式的闭合复合围护结构，以该复合围护结构隔绝内外水土，承担侧向水土压力，从而防止复合围护结构内的土方开挖时出现水砂突涌、土体过大变形等安全问题。
附图说明
图1为本发明实施例的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构的结构示意图。
图2为图1中A-A处的剖视图。
图3为图1中B-B处的剖视图。
图4为本发明实施例的常规幅地连墙和翘脚幅地连墙的俯视图。
图5为本发明实施例的常规幅地连墙和翘脚幅地连墙的侧视图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
图1为本发明实施例的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构的结构示意图、图2为图1中A-A处的剖视图、图3为图1中B-B处的剖视图、图4为本发明实施例的常规幅地连墙和翘脚幅地连墙的俯视图、图5为本发明实施例的常规幅地连墙和翘脚幅地连墙的侧视图。
参照图1至图5所示，本发明提供了一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，包括：常规幅地连墙1、翘脚幅地连墙2和冻结壁3。
常规幅地连墙1埋设于既有地下构筑物4的相对两侧。翘脚幅地连墙2横跨既有地下构筑物4，并且翘脚幅地连墙2连接于既有地下构筑物4的相对两侧的常规幅地连墙1的两端之间。
在本实施例中，既有地下构筑物4为管道。常规幅地连墙1的数量为两个。两个常规幅地连墙1相对设置于既有地下构筑物4的两侧，且常规幅地连墙沿既有地下构筑物的长度方向设置。翘脚幅地连墙2横跨既有地下构筑物4设置，且翘脚幅地连墙2的下部形成有缺口20。既有地下构筑物4穿设于缺口20中。
翘脚幅地连墙2的外侧敷设有冻结管31。冻结管31中置有冻结介质，冻结介质经由冻结管31包覆于冻结管31周边的土体以固结形成冻结壁3。冻结壁3贴合于翘脚幅地连墙的外侧。冻结壁3用于封闭缺口20。
在图2、图3和图5中，常规幅地连墙1、翘脚幅地连墙2的下部的承压水层的高度为h，通过冻结管中的冻结介质冷冻冻结翘脚幅地下连续墙2的外侧土体以固结形成封闭翘脚幅地连墙的缺口的冻结壁，能快速高效地形成以常规幅地连墙+翘脚幅地连墙+冻结壁形式的闭合复合围护结构，以该复合围护结构隔绝内外水土，承担侧向水土压力，从而防止复合围护结构内的土方6开挖时出现水砂突涌、土体过大变形等安全问题。
地连墙之间采用接头拼接。为保证地下连续墙施工时不会对既有地下构筑物产生影响，翘脚幅地连墙的边缘与既有构筑物之间留有安全距离。
翘脚幅地连墙包括两个长墙段和连接于两个长墙段之间的短墙段。具体的，对应于既有地下构筑物的上方的翘脚幅地连墙为短墙段，长墙段设置于短墙段的两侧。两个长墙段和短墙段的顶部齐平，两个长墙段的下部以及短墙段的底部之间形成所述缺口。
作为一种较佳的实施方式，翘脚幅地连墙2中埋设有温度测量装置。进一步的，温度测量装置为测温管5。在施工翘脚幅地连墙时，于翘脚幅地连墙中预埋多个测温管，为后续实时监测冻结壁的温度、准确分析冻结壁的冻结情况。
在本实施例中，冻结管围绕翘脚幅地连墙的缺口位置敷设于翘脚幅地连墙的外侧，冻结管中填充的冻结介质为液氮。液氮冻结土体形成的冻结壁3的高度大于缺口20的高度。冻结壁3的宽度大于所述缺口20的宽度。
作为一种较佳的实施方式，翘脚幅地连墙2的内侧以及缺口处的既有地下结构的外部贴合有保温板21。
在复合围护结构内的土方6开挖期间，为减少冻结过程冷量损耗、节省液氮的用量，在冻结壁范围内的已开挖土方6的翘脚幅地连墙的内侧粘贴保温板21，粘贴范围要宽于冻结壁3的宽度。同时，继续监测冻结壁3的温度，分析其冻结情况，直到基坑底板全部施工完成后方可结束冻结。
本发明提供一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构的施工方法，包括以下步骤：
S1：于既有地下构筑物4的相对两侧施工常规幅地连墙1。
在既有地下构筑物4的相对两侧，沿既有地下构筑物的长度方向施工常规幅地连墙1，使得常规幅地连墙1围护于既有地下构筑物4的相对两侧。
S2：于既有地下构筑物4的相对两侧的常规幅地连墙1的两端之间施工翘脚幅地连墙2，使得翘脚幅地连墙2横跨既有地下构筑物4且连接既有地下构筑物4的相对两侧的常规幅地连墙1的两端之间，翘脚幅地连墙2的下部形成有缺口20，既有地下构筑物4穿设于缺口20中。
在常规幅地连墙1施工后，于既有地下构筑物4的两侧的常规幅地连墙1的两端之间施工翘脚幅地连墙2。
在施工翘脚幅地连墙2时，依次施工长墙段、短墙段和长墙段，使得两个长墙段分别设置于既有地下构筑物4的两侧，并于翘脚幅地连墙2中预埋多个测温管。
S3：于翘脚幅地连墙2的外侧敷设有冻结管31，冻结管31中置有冻结介质，冻结介质经由冻结管31包覆于冻结管31周边的土体以固结形成用于封闭缺口20且贴合于翘脚幅地连墙2的外侧的冻结壁3。
在冻结壁范围内的已开挖土方6的翘脚幅地连墙的内侧粘贴保温板21。
定期监测冻结壁3的平均温度和厚度是否满足设计要求。待达到设计要求后方可进行基坑内土方6开挖施工。
在基坑开挖期间，继续监测冻结壁的温度，分析其冻结情况，直到基坑底板全部施工完成后方可结束冻结。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。

Claims (8)

1.一种上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，包括：
常规幅地连墙，埋设于既有地下构筑物的相对两侧；
翘脚幅地连墙，横跨所述既有地下构筑物且连接于所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间，所述翘脚幅地连墙的下部形成有缺口，所述既有地下构筑物穿设于所述缺口中；以及
用于封闭所述缺口的冻结壁，所述翘脚幅地连墙的外侧敷设有冻结管，所述冻结管中置有冻结介质，所述冻结介质经由所述冻结管包覆于所述冻结管周边的土体以固结形成贴合于所述翘脚幅地连墙的所述冻结壁。
2.根据权利要求1所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述冻结介质为液氮。
3.根据权利要求1所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述翘脚幅地连墙中埋设有温度测量装置。
4.根据权利要求3所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述温度测量装置为测温管。
5.根据权利要求1所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述翘脚幅地连墙的内侧贴合有保温板。
6.根据权利要求1所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述冻结壁的高度大于所述缺口的高度。
7.根据权利要求6所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构，其特征在于，所述冻结壁的宽度大于所述缺口的宽度。
8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的上跨既有地下构筑物的基坑复合围护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
于既有地下构筑物的相对两侧施工常规幅地连墙；
于所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间施工翘脚幅地连墙，使得所述翘脚幅地连墙横跨所述既有地下构筑物且连接所述既有地下构筑物的相对两侧的常规幅地连墙的两端之间，所述翘脚幅地连墙的下部形成有缺口，所述既有地下构筑物穿设于所述缺口中；
于所述翘脚幅地连墙的外侧敷设有冻结管，所述冻结管中置有冻结介质，所述冻结介质经由所述冻结管包覆于所述冻结管周边的土体以固结形成用于封闭所述缺口且贴合于所述翘脚幅地连墙的外侧的冻结壁。
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