CN112095377B - 紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构及其施工方法，所述坑外施工道路结构设于基坑内的地下连续墙靠近地铁的一侧上并向地铁一侧悬挑，所述坑外施工道路结构包括：钻孔灌注桩，与所述地下连续墙并排设置于所述基坑与所述地铁之间；钢筋混凝土平台，固定于所述地下连续墙及所述钻孔灌注桩的顶端，所述钢筋混凝土平台与所述基坑内的首道钢筋混凝土支撑梁为一体浇筑结构。本发明通过设置钢筋混凝土平台作为施工道路，增大了基坑施工区域的场地利用率及施工效率，避免了场地狭小带来局部区域钢支撑无法安装的问题；同时使得施工荷载对钢筋混凝土平台区域土体的影响降至最低，避免对紧邻基坑的车站结构产生影响。

Description

紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体来说涉及一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构及其施工方法。
背景技术
对于集办公、商业和观览一体的高层公共建筑，由一栋20层的办公塔楼、2层的音乐业态商业裙房、3层的透明演播厅和2层地下室组成的建筑群。办公塔楼为地上20层，建筑高度为99.9m；音乐业态商业裙房为地上2层，建筑高度为12.78m；透明演播厅为地上3层，建筑高度为23.1m。项目用地面积17659.6m2，总建筑面积67104.51m2。
基坑由四个分区组成(S1区、S3区、S4区的分布可参照本发明图1)，开挖面积1.54万平方米，大面挖深11米，局部深坑最大挖深13米。场地西侧为云锦路，云锦路下方是已施工的地铁11号线隧道，距基坑约13.1m，场地狭窄，施工难度大，施工精度要求高。
紧邻地铁深基坑施工难点主要为：
(1)西侧云锦路下为11号线云锦路车站，地上的市政管线多，基坑距地铁隧道最近处距离约13.1m，基坑距围墙距离约8m。基坑施工时必须确保地铁安全，因此地铁监护要求基坑与车站之间的8m通道严禁走车，以免施工荷载过大，影响车站结构变形。
(2)紧邻地铁的S3区、S4区基坑施工场地狭窄，坑外施工道路不连续，且S3区、S4区基坑施工时S1区在进行塔楼结构施工，存在地下、地上结构同时施工立体多作业面交叉施工情况，场地布置及交通组织十分困难。
(3)基坑周边一圈距离用地红线2.2m～4.3m，坑边场地非常狭小。
原基坑施工交通组织的做法为：土方开挖阶段需利用S1区消防通道以及S1区地下室顶板进行土方运输及挖机行走，且需要对地下室顶板进行回顶加固，部分区域无长臂挖机站位，需采用小挖机在坑内翻土，将土翻至大挖机站位下方，如此开挖功效极低，开挖时间长，临地铁基坑开挖暴露时间越久，风险越大；土方开挖之后需立即安装钢支撑，由于场地狭小，汽车吊站位有限，基坑不能被汽车吊全覆盖，局部区域钢支撑无法吊装。
发明内容
鉴于上述情况，本发明提供一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构及其施工方法，解决现有的做法中效率低、风险大，场地狭小，局部区域钢支撑无法吊装的技术问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，所述坑外施工道路结构设于基坑内的地下连续墙靠近地铁的一侧上并向地铁一侧悬挑，所述坑外施工道路结构包括：
钻孔灌注桩，与所述地下连续墙并排设置于所述基坑与所述地铁之间；
钢筋混凝土平台，固定于所述地下连续墙及所述钻孔灌注桩的顶端，所述钢筋混凝土平台与所述基坑内的首道钢筋混凝土支撑梁为一体浇筑结构。
本发明实施例中，所述钢筋混凝土平台包括位于底部的支撑骨架及铺设于所述支撑骨架上的挑板，所述支撑骨架与所述挑板为一体浇筑的钢筋混凝土结构。
本发明实施例中，所述支撑骨架包括固定于所述地下连续墙上的围檩、固定于所述钻孔灌注桩上的第一挑梁及连接所述围檩与所述第一挑梁的第二挑梁，所述围檩及所述第一挑梁分别沿所述地下连续墙、所述钻孔灌注桩的延伸方向布置，所述第二挑梁沿所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空余空间间隔布置多根。
本发明实施例中，所述地下连续墙内预埋有锚入所述围檩内的钢筋。
本发明实施例中，所述钻孔灌注桩内预埋有锚入所述第一挑梁内的钢筋。
本发明另提供一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路的施工方法，包括以下步骤：
施工基坑内靠近地铁一侧的地下连续墙；
所述地下连续墙施工完成后进行基坑土方开挖及基坑内首道钢筋混凝土支撑梁的除浇筑混凝土以外的施工；
在开挖完成的基坑与所述地铁之间的空余空间内施工多根钻孔灌注桩，多根所述钻孔灌注桩并排设置且平行于所述地下连续墙靠近所述地铁的一侧；
在所述钻孔灌注桩的顶部及所述地下连续墙的顶部浇筑形成钢筋混凝土平台，同时一体浇筑所述首道钢筋混凝土支撑梁的混凝土。
本发明实施例中，还包括在所述地下连续墙的顶部及所述钻孔灌注桩的顶部预留锚入所述钢筋混凝土平台内的钢筋。
本发明实施例中，所述支撑骨架包括固定于所述地下连续墙上的围檩、固定于所述钻孔灌注桩上的第一挑梁及连接所述围檩与所述第一挑梁的第二挑梁，所述围檩及所述第一挑梁分别沿所述地下连续墙、所述钻孔灌注桩的延伸方向布置，所述第二挑梁沿所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空余空间间隔布置多根。
本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
(1)与现有技术中在基坑与地铁之间无法设置施工道路相比，本发明通过在基坑与地铁之间设置钢筋混凝土平台作为施工道路，增大了基坑施工区域的场地利用率及施工效率，避免了场地狭小带来局部区域钢支撑无法安装的问题；同时在基坑与地铁之间设置钻孔灌注桩并利用基坑内已有的地下连续墙作为竖向支护结构共同承载钢筋混凝土平台上的施工荷载，将荷载传递至土体深层，使得施工荷载对该区域土体的影响降至最低，避免对紧邻基坑的车站结构产生影响；且利用已有的地下连续墙进行坑外施工道路的施工，将基坑施工与坑外施工道路联系起来，节约施工工序，有利于提高施工效率。
(2)本发明在施工钢筋混凝土平台后，对场内交通重新组织，汽车吊可通过所述钢筋混凝土平台进入到相应场地进行作业，与现有技术中因基坑与地铁之间的空余空间通常为黏土区或汽车吊进入基坑与地铁之间的空余空间对土体产生影响、易导致车站结构变形，汽车吊无法进入基坑与地铁之间的空余空间作业相比，本发明大大缩短了工期，且基坑地下连续墙测斜最大值远远小于地铁监护对基坑变形的要求，刷新了紧邻地铁深基坑施工的记录。
(3)本发明混凝土平台与基坑内首道钢筋混凝土支撑梁一起浇筑形成整体结构，钻孔灌注桩及地下连续墙内的钢筋锚入钢筋混凝土平台内，结构稳定性好，进一步增加了钢筋混凝土平台的承载力，避免施工荷载对该区域土体的影响及对车站结构的影响。
(4)本发明采用钻孔灌注桩进行竖向支护，对基坑与地铁之间的土体扰动较小，能够避免对基坑及地铁车站结构造成影响。
附图说明
图1是本发明紧邻地铁深基坑的坑外施工道路的平面布置示意图。
图2是本发明图1中S处的局部放大示意图。
图3是本发明紧邻地铁深基坑的坑外施工道路的立体结构局部放大示意图。
图4是本发明图2中A-A剖线的剖视示意图。
图5是本发明图2中B-B剖线的剖视示意图。
附图标记与部件的对应关系如下：
地下连续墙1；钻孔灌注桩2；支撑骨架3；围檩31；第一挑梁32；第二挑梁33；第三挑梁34；码头35；挑板4；基坑5；地铁6；
具体实施方式
为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
请参阅图1、图2所示，本发明提供一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，所述坑外施工道路结构设于基坑6内的地下连续墙1靠近地铁5的一侧上并向地铁5一侧悬挑，所述坑外施工道路结构包括：钻孔灌注桩2及钢筋混凝土平台，所述钻孔灌注桩2与所述地下连续墙1并排设置于所述基坑6与所述地铁5之间，具体地，所述钻孔灌注桩2设于地下连续墙1与地铁5之间；所述钢筋混凝土平台固定于所述地下连续墙1及所述钻孔灌注桩的顶端，所述钢筋混凝土平台与所述基坑6内的首道钢筋混凝土支撑梁(图未示)为一体浇筑结构。
如图3所示，所述钢筋混凝土平台包括位于底部的支撑骨架3及铺设于所述支撑骨架3上的挑板4，所述支撑骨架3与所述挑板4为一体浇筑的钢筋混凝土结构。
本发明实施例中，图1、图2中的阴影区域为挑板4所在的位置，图1、图2中的8个点状结构为钻孔灌注桩2所在的位置，图中的Q代表的是用地红线，本发明施工道路处在用地红线范围内，安全性能够得到保障。
本发明通过在基坑6与地铁5之间设置钢筋混凝土平台作为施工道路，增大了基坑6施工区域的场地利用率及施工效率，使得汽车吊可以进入基坑6与地铁5之间的空余空间进行作业，避免了场地狭小带来局部区域钢支撑无法安装的问题；同时在基坑6与地铁5之间设置钻孔灌注桩2并利用基坑内已有的地下连续墙1作为竖向支护结构共同承载挑板4上的施工荷载，将荷载传递至土体深层，使得施工荷载对该区域土体的影响降至最低，避免对紧邻基坑6的地铁5产生影响；钢筋混凝土平台与基坑内首道钢筋混凝土支撑梁浇筑形成一体进一步提高了坑外施工道路的结构稳定性及承载力。
如图3所示，所述支撑骨架3包括固定于所述地下连续墙1上的围檩31、固定于所述钻孔灌注桩2的第一挑梁32及连接所述围檩31与所述第一挑梁32的第二挑梁33，所述围檩31及所述第一挑梁32分别沿所述地下连续墙1、所述钻孔灌注桩2的延伸方向布置，所述第二挑梁33沿所述地下连续墙1与所述钻孔灌注桩2之间的空余空间间隔布置多根。
本发明实施例中，所述第二挑梁33的第一端延伸出所述钻孔灌注桩2的外侧，相邻所述第二挑梁33的第一端之间还设置有第三挑梁34，所述第三挑梁34的设置增强了支撑骨架3的结构强度，有利于提高支撑骨架3的承载力。
如图4、图5所示，所述钻孔灌注桩2内预埋有锚入所述第一挑梁32内的钢筋；所述地下连续墙1内预埋有锚入所述围檩31内的钢筋；所述钻孔灌注桩2、所述地下连续墙1、所述支撑骨架3及所述挑板4均为钢筋混凝土结构，且所述支撑骨架3与所述挑板4为一体浇筑形成的钢筋混凝土结构；本发明实施例中，所述挑板4的厚度为300mm，混凝土结构为C30混凝土。本发明实施例中，所述钻孔灌注桩2为一排，通过对钢筋混凝土平台进行受力验算，一排钻孔灌注桩2即可满足钢筋混凝土平台的承载力要求。
进一步地，如图2、图5所示，所述施工道路结构还包括从所述围檩31向所述基坑6内延伸的码头35，所述码头35用于挖机站位，所述码头35沿着所述地下连续墙1的外侧延伸方向间隔布置多个；具体地，各所述码头35的横截面呈U形，包括两个横向挑梁及连接于两个横向挑梁端部之间的纵向挑梁，两个横向挑梁的一端与围檩31连接，横向挑梁及纵向挑梁上设有挑板4，本发明实施例中，所述码头35的施工与所述支撑骨架3同时施工，同时进行钢筋的绑扎、模板的搭设及混凝土的浇筑等。
以上具体说明了本发明紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，以下说明其施工方法，包括以下步骤：
施工基坑6内靠近地铁5一侧的地下连续墙1；
所述地下连续墙1施工完成后进行基坑6土方开挖及基坑6内首道钢筋混凝土支撑梁(图未示)的除浇筑混凝土以外的施工；
在开挖完成的基坑6与所述地铁5之间的空余空间内施工多根钻孔灌注桩2，多根所述钻孔灌注桩2并排设置且平行于所述地下连续墙1靠近所述地铁5的一侧；
在所述钻孔灌注桩2的顶部及所述地下连续墙1的顶部浇筑形成钢筋混凝土平台，同时一体浇筑所述首道钢筋混凝土支撑梁的混凝土。
本发明实施例中，钻孔灌注桩2的施工流程为：1、测量放线及场地硬化-2、护筒埋设-3、钻机就位-4、钻进成孔-5、一次清孔-6、钢筋笼施工-7、下放导管-8、二次清孔-9、水下混凝土施工；所述钻孔灌注桩2的施工方法为本领域常规施工方法，在此不再赘述。
本发明实施例中，所述挑板4的施工流程为：a测量放线-b钻孔灌注桩及地下连续墙钢筋处理-c钢筋加工制作及安装-d模板制作与安装-e混凝土浇筑-f模板拆除。
具体地，测量放线工序中：放线时采用石灰标出开挖线，测出地表标高，确定开挖深度。放线应准确无误，基槽开挖后进行再次定位测量，并每隔一定距离打入木桩定出放线标记，作为支模和钢筋绑扎定位的依据。
钻孔灌注桩及地下连续墙钢筋处理工序中：钻孔灌注桩及地下连续墙接头破除前应提前抄测标高，在接头标出切割位置线，破除时先用切割机沿切割位置线周圈切40mm深切槽，然后用破碎机将超出多余接头破碎并清除混凝土碎块。钻孔灌注桩及地下连续墙接头预留锚筋长度700mm，桩顶及地下连续墙顶伸入挑梁和围檩内50mm。
钢筋加工制作及安装工序中：设置足够钢筋材料堆场和钢筋加工场，以便原材料的统一堆放。钢筋加工场地尽量布置在土方开挖不受影响地方，钢筋加工机械钢筋切断机、钢筋弯曲机、对焊机、电焊机必须满足施工加工量的需求。
进一步地，在钢筋连接步骤中，需严格按图纸施工，保证设计的锚固长度和留置长度，配合测量准确定位，并固定牢固防止移动，钢筋绑扎时，必须严格控制钢筋的规格、尺寸、间距、锚固以及搭接长度，严格控制挑梁的有效截面，符合规范要求，钢筋接头应相互错开。纵向钢筋连接方式均为直螺纹连接，接头等级为Ⅱ级，同一连接区段纵向受拉钢筋接头数量不大于50％。
在进行钢筋绑扎时，钢筋保护层必须使用垫块垫起，梁侧保护层采用垫块固定。钢筋保护层采用预制内埋铅丝的与混凝土同一配合比的砂浆块，规格不小于40mm×40mm，厚度同保护层，钢筋保护层厚度50mm。
模板制作与安装工序中：本发明采用双面覆膜木胶合模板，厚15mm，模板背愣采用50mm×100mm木方，具体地，在挑梁支模时可采用3道木方，支撑采用φ48.3mmx3.2mm的双钢管立杆支撑，钢管支撑之间的间距为1.2m，相对的模板之间增加两道M12@500对拉螺杆加固，模板的外侧采用φ48.3mmx3.2mm钢管斜撑，钢管斜撑之间的间距2.4m。模板安装前先复查垫层标高及中心位置，放出轴线，并弹出基础边线，然后依次安装模板和加固。本发明模板制作与安装工序为常规工序，在此不再赘述。
在混凝土浇筑工序中:1、本发明采用泵送商品砼，用48m臂长汽车泵浇灌，砼强度等级为C30(水下砼强度提高一级)。浇灌前，要根据工程的实际情况制定合理的浇灌方案，认真向操作人员进行书面的技术、质量、安全交底；
2、要浇灌部位先请业主现场代表或监理、质监单位检查认可签发浇灌许可证，作好钢筋隐蔽工程记录后才能进行混凝土施工；
3、混凝土用插入式震动器振捣,每次振捣时间为20～30秒左右，直至混凝土表面呈现浮浆和不再下沉为止；
4、安排专职木工和钢筋工跟班作业，发现问题及时处理；
5、试验人员在浇捣过程中，要经常抽查混凝土的坍落度，每两小时至少抽检一次；混凝土取样按照规范规定进行。
6、混凝土的养护：混凝土表面强度大于1.2Mpa，才能进行下道工序操作。混凝土主要采用自然浇水养护，保证混凝土表面呈湿润状态，养护时间不少于7d。
在模板拆除工序中：混凝土浇筑完成后，安排专人对混凝土定时进行洒水养护，待混凝土达到强度1N/mm2后，及时拆除梁侧模，拆除时，作业人员应站在安全的地方进行操作，先拆内外方钢，再拆木面板，严禁用铁棍和铁锤乱砸，已拆下的模板及时妥善转移至地面，安排区域集中堆放。
通过此方法施工挑板后，对场内交通重新组织，S4区基坑施工原定25天的工期，仅用了13天完成了基坑开挖及底板浇筑，且基坑地下连续墙测斜最大值仅为3.01mm，远远小于地铁监护对基坑变形的要求，刷新了上海地区紧邻地铁深基坑施工的记录。
本发明实施例中，挑板区域混凝土与基坑原设计支撑梁一起浇筑，即与基坑内支撑一起浇筑。
本发明实施例中，挑板平台荷载：单车满载总重≤600kN，板面均布活荷载≤25kPa，挑板上车辆荷载不得超过设计限值，挑板每跨最多只能同时通行或停放一辆车。
以上结合附图及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本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，其特征在于，所述坑外施工道路结构设于基坑内的地下连续墙靠近地铁的一侧上并向地铁一侧悬挑，所述坑外施工道路结构包括：
钻孔灌注桩，与所述地下连续墙并排设置于所述基坑与所述地铁之间；
钢筋混凝土平台，固定于所述地下连续墙及所述钻孔灌注桩的顶端，所述钢筋混凝土平台与所述基坑内的首道钢筋混凝土支撑梁为一体浇筑结构；
所述钢筋混凝土平台包括位于底部的支撑骨架及铺设于所述支撑骨架上的挑板，所述支撑骨架与所述挑板为一体浇筑的钢筋混凝土结构；
所述支撑骨架包括固定于所述地下连续墙上的围檩、固定于所述钻孔灌注桩上的第一挑梁及连接所述围檩与所述第一挑梁的第二挑梁，所述围檩及所述第一挑梁分别沿所述地下连续墙、所述钻孔灌注桩的延伸方向布置，所述第二挑梁沿所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空余空间间隔布置多根；
所述施工道路结构还包括从所述围檩向所述基坑内延伸的码头，所述码头沿着所述地下连续墙的外侧延伸方向间隔布置多个，各所述码头的横截面呈U形，包括两个横向挑梁及连接于两个横向挑梁端部之间的纵向挑梁，两个横向挑梁的一端与围檩连接，横向挑梁及纵向挑梁上设有挑板。
2.根据权利要求1所述的紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，其特征在于，所述地下连续墙内预埋有锚入所述围檩内的钢筋。
3.根据权利要求1所述的紧邻地铁深基坑的坑外施工道路结构，其特征在于，所述钻孔灌注桩内预埋有锚入所述第一挑梁内的钢筋。
4.一种紧邻地铁深基坑的坑外施工道路的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
施工基坑内靠近地铁一侧的地下连续墙；
所述地下连续墙施工完成后进行基坑土方开挖及基坑内首道钢筋混凝土支撑梁的除浇筑混凝土以外的施工；
在开挖完成的基坑与所述地铁之间的空余空间内施工多根钻孔灌注桩，多根所述钻孔灌注桩并排设置且平行于所述地下连续墙靠近所述地铁的一侧；
在所述钻孔灌注桩的顶部及所述地下连续墙的顶部浇筑形成钢筋混凝土平台，同时一体浇筑所述首道钢筋混凝土支撑梁的混凝土；
还包括在所述地下连续墙的顶部及所述钻孔灌注桩的顶部预留锚入所述钢筋混凝土平台内的钢筋；
支撑骨架包括固定于所述地下连续墙上的围檩、固定于所述钻孔灌注桩上的第一挑梁及连接所述围檩与所述第一挑梁的第二挑梁，所述围檩及所述第一挑梁分别沿所述地下连续墙、所述钻孔灌注桩的延伸方向布置，所述第二挑梁沿所述地下连续墙与所述钻孔灌注桩之间的空余空间间隔布置多根。
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