CN112813983B - 一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法 - Google Patents

一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法。所述悬挑梁柱体系位于浅坑和深坑的分界线上，自下而上包括深坑的围护结构顶部、受力主梁和深浅坑分界面处的竖向构件底部；所述悬挑梁柱体系的受力主梁落在深坑的围护结构和深坑结构侧墙上，所述悬挑梁柱体系下部与深坑的围护结构和深坑结构侧墙的竖向钢筋连接，所述悬挑梁柱体系侧部与浅坑内部结构底板整体现浇，所述悬挑梁柱体系侧部还与深坑内部结构中板钢筋相连接；所述深浅坑分界面处的竖向构件落在所述悬挑梁柱体系的受力主梁上。本发明通过所述悬挑梁柱体系可实现浅坑内部结构的传力路径闭合，使其不受深坑施工工序的影响，从而实现施工工作面的同期充分利用。

Description

一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法
技术领域
本发明属于地下工程技术领域，具体涉及一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法。
背景技术
随着城市轨道交通的逐步发展，地铁车站的规模和难度逐渐增大，多线换乘车站受周边环境条件、开发时序、线路埋深等多重因素限制，往往出现二级甚至多级基坑，即所谓的“坑中坑”。而施工工期和施工场地等因素的限制对此类高差较大的多级基坑施工提出了新要求。早期的多级基坑常规采用“先深后浅”方法实施，其设计计算和施工工序更符合基坑的受力逻辑。此种实施方法的问题在于，相对于“坑中坑”方案，临时围护工程量更大，施工周期更长，且后期需要凿桩，造成不必要的浪费。为适应高速发展的城市建设，相对复杂的“先浅后深”施工工序得到逐步推广，其优势在于可实现一次开挖成型，造价大幅减少，施工工期短。
因先期开挖的浅基坑受后期开挖的深基坑影响较大，“先浅后深”的设计和施工相对复杂。同时，地下结构因抗浮风险大，深、浅基坑分界面处的内部结构柱网必须落在深坑的结构侧墙之上；为保证浅坑的内部结构传力路径闭合，必须在深坑的结构侧墙施工完成后，才能完成浅坑内部结构的施工。因此，一般是开挖至深基坑的基底后，实施顺作法施工。
然而，从经济效益的角度出发，考虑到浅坑和深坑的工作面相对独立，为节省工程投资、缩短建设工期、减少对周边环境的影响，最好能够实现浅坑的内部结构和深坑的开挖及内部结构同期实施、互不干扰，充分利用施工工作面。这就要求必须从技术角度解决同期实施时，浅坑的内部结构在分界面节点处存在的传力路径不闭合的问题，保障浅坑的内部结构能够形成完整的传力体系。
考虑到解决这一分界面的难题能够带来良好的经济效应，研究一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及其施工方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系及施工方法。用于解决二级或多级基坑(即坑中坑)的分界面施工工序无法保证内部结构受力体系完整的技术难题。
一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，所述悬挑梁柱体系位于浅坑和深坑的分界线上，自下而上包括深坑的围护结构顶部、受力主梁和深浅坑分界面处的竖向构件底部；所述悬挑梁柱体系的受力主梁落在深坑的围护结构和深坑结构侧墙上，所述悬挑梁柱体系下部与深坑的围护结构和深坑结构侧墙的竖向钢筋连接，所述悬挑梁柱体系侧部与浅坑内部结构底板整体现浇，所述悬挑梁柱体系侧部还与深坑内部结构中板钢筋相连接；所述深浅坑分界面处的竖向构件落在所述悬挑梁柱体系的受力主梁上；所述悬挑梁柱体系的受力主梁可采用牛腿的形式；所述深浅坑的内部结构施工分界面超出所述悬挑梁柱体系的水平净距的范围为1.5-2.5m。
进一步优选的结构，所述深浅坑的内部结构施工分界面超出所述悬挑梁柱体系的水平净距为2m。以保证钢筋接头分布均匀。
进一步优选的结构，所述浅坑内部结构包括浅坑内部结构底板、浅坑内部结构中板和浅坑内部结构顶板。
进一步优选的结构，所述深坑内部结构包括深坑内部结构底板、深坑内部结构中板、深坑内部结构顶板。
进一步优选的结构，所述受力主梁在所述深坑一侧设置支撑钢筋预留接头。
进一步优选的结构，所述受力主梁的下部设置钢筋预留接头。
进一步优选的结构，所述受力主梁的中上部设置纵筋预留接头和预埋箍筋。
进一步优选的结构，所述浅坑内部结构底板下部设置角部加腋，并布置角部加腋钢筋。
一种所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系的施工方法：包括以下步骤：
第一步：整体施打浅坑、深坑两级基坑的围护结构(地连墙或围护桩)和临时立柱桩。以围护桩为例，深坑的围护桩在浅坑基底标高以上部分均为空桩，浅坑基底标高以下部分为实桩，桩顶预留钢筋。
第二步：两级基坑整体开挖至浅坑基底，随挖随撑；
第三步：浅坑自基底向上施作浅坑内部结构；同时可同步开挖第二级深坑，随挖随撑；在深坑、浅坑的分界面采用本发明提出的悬挑梁柱体系，解决分界面节点交叉导致浅坑内部结构传力不闭合的问题；
第四步：第二级深坑落底后，向上施作第二级深坑内部结构至浅坑内部结构底板面标高，第二级深坑内部结构与悬挑梁柱体系预留的钢筋接头紧固连接，同步拆除下一道支撑；
第五步：继续向上施作深坑内部结构，在每一层结构板处与预留的钢筋接头紧固连接，同步拆除下一道支撑，直至浅坑内部结构和深坑内部结构整体合龙。
上述技术方案中，所述悬挑梁柱体系与其下围护结构和其侧浅坑内部结构底板现浇连接成整体，通过计算，可确保在深坑内部结构的侧墙浇筑完成前，浅坑内部结构的受力安全。所述悬挑梁柱体系预留了下一道支撑的钢筋接头，可保证围护结构水平向受力稳定。
优选的，悬挑梁柱体系的梁体截面尺寸经计算确定，其截面高度出现高于浅坑底板面标高的情况时，后期对高出底板的局部进行无损凿除。
优选的，深坑的围护结构纵筋应超出顶面不少于1m并岔开120°，以保证所述悬挑梁柱体系与其下围护结构的稳固连接。
上述技术方案中的钢筋接头依据规范相关要求，也可采用钢筋连接器。
上述技术方案可推广至各类复杂的多级基坑。
本发明有益效果：通过所述悬挑梁柱体系可实现浅坑内部结构的传力路径闭合，使其不受深坑施工工序的影响，从而实现施工工作面的同期充分利用。
本发明采用的悬挑梁柱体系与其下围护结构和其侧浅坑内部结构底板连接成整体，保证坑中坑深浅同期实施时，围护结构和内部结构均受力安全且稳定。
本发明采用的悬挑梁柱体系包括一根受力主梁，在深坑内部结构实施之前，浅坑内部结构的竖向构件落在此受力主梁上，保证浅坑内部结构的传力路径完整闭合，其施工不受深坑施工工序和施工工期的影响。
本发明很好地解决了坑中坑深浅同期实施时内部结构传力不闭合的问题，因而可同期充分利用浅坑和深坑的两大施工工作面，大幅缩短了施工工期，经济社会效益显著。
附图说明
图1坑中坑深浅同期实施的横剖面图；
图2坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系结构示意图。
1围护结构；1-1纵筋；1-2冠梁；2临时立柱桩；3支撑；3-1支撑钢筋预留接头；4浅坑；4-1浅坑基底；5深坑；5-1深坑基底；6浅坑内部结构；6-1浅坑内部结构底板；6-2浅坑内部结构中板；6-3浅坑内部结构顶板；7深坑内部结构；7-1深坑内部结构底板；7-2深坑内部结构中板；7-3深坑内部结构顶板；8结构水平钢筋预留接头；8-1挡水坎；9内部结构施工分界面；9-1深浅坑分界面；10竖向构件(墙、柱)；10-1纵筋预留接头；10-2预埋箍筋；11受力主梁；11-1受力主梁无损凿除的局部；12角部加腋；12-1角部加腋钢筋；13深坑结构侧墙；13-1钢筋预留接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1-2所示，本发明如图1所示，坑中坑深浅同期实施的典型结构横剖面包括悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系、围护结构1、临时立柱桩2和支撑3、浅坑4、深坑5、浅坑内部结构6和深坑内部结构7。
本实施方案整体施打两级基坑的所述围护结构1和所述临时立柱桩2。
首先施作所述浅坑4和所述深坑5：整体开挖至浅坑基底4-1，所述支撑3随挖随撑。向上施作所述浅坑内部结构6，包括浅坑内部结构底板6-1、浅坑内部结构中板6-2、浅坑内部结构顶板6-3和竖向构件(墙、柱)10；其中，所述浅坑内部结构底板6-1与所述悬挑梁柱体系侧部整体连接。所述浅坑内部结构底板6-1、浅坑内部结构中板6-2和浅坑内部结构顶板6-3均施作至内部结构施工分界面9，并分别设置结构水平钢筋预留接头8。所述内部结构施工分界面9超出所述悬挑梁柱体的水平净距为2m，以保证所述结构水平钢筋预留接头8的分布均匀。
在施作所述浅坑内部结构6的同期，施作所述深坑5：向下开挖至深坑基底5-1，所述支撑3随挖随撑。继续向上施作所述深坑内部结构7，包括深坑内部结构底板7-1、深坑内部结构中板7-2、深坑内部结构顶板7-3和所述竖向构件(墙、柱)10；施作深坑结构侧墙13时，应注意与已实施的所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系相连接。所述深坑内部结构中板7-2在所述内部结构施工分界面9分别与所述浅坑内部结构底板6-1和所述浅坑内部结构中板6-2端部的所述结构水平钢筋预留接头8相固接，同期拆去下方所述支撑3；所述深坑内部结构顶板7-3在所述内部结构施工分界面9与所述浅坑内部结构顶板6-3端部的所述结构板预留钢筋接头8相固接，同期拆去下方所述支撑3。至此，所述浅坑内部结构6和所述深坑内部结构7完成施工并合龙。
如图2所示，所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系包括受力主梁11。所述受力主梁11在所述浅坑4一侧，与所述浅坑内部结构底板6-1整体现浇；所述受力主梁11在所述深坑5一侧，与所述支撑3和所述深坑内部结构中板7-2相连接；所述受力主梁11的下部与所述围护结构1和所述深坑结构侧墙13相连接；所述受力主梁11的上部与所述竖向构件(墙、柱)10相连接。
此时，所述围护结构1已施作：在常规的顺作施工方案中，所述围护结构1的顶部有冠梁1-2，而在本方案中，则不必施作所述冠梁1-2；取而代之地，所述围护结构1的纵筋1-1应高出所述围护结构顶部1m并岔开120°，并与所述受力主梁11现浇连接，以保证所述围护结构1与所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系的稳固连接。
所述支撑3尚未施作：所述受力主梁11在所述深坑5一侧，应设置支撑钢筋预留接头3-1，所述支撑3随挖随撑，并通过所述支撑钢筋预留接头3-1实现与所述围护结构1的整体连接，保证坑中坑深浅同期实施方案的安全稳定。
所述深坑结构侧墙13尚未施作：所述受力主梁11的下部设置钢筋预留接头13-1，待所述深坑结构侧墙13向上施作至所述受力主梁11的下方时，并通过所述钢筋预留接头13-1实现整体连接。
所述中板7-2尚未施作：所述受力主梁11在所述深坑5一侧，通过所述结构水平钢筋预留接头8实现所述浅坑内部结构底板6-1和所述深坑内部结构中板7-2的水平连接。在所述内部结构施工分界面9设置挡水坎8-1起到挡水防坠的作用。
所述竖向构件(墙、柱)10尚未施作：所述受力主梁11的中上部设置纵筋预留接头10-1和预埋箍筋10-2，在施作所述浅坑内部结构6的过程中，实现与所述竖向构件(墙、柱)10的整体连接，保障所述浅坑内部结构6能够形成完整的传力体系。
所述受力主梁11其截面高度出现高于浅坑底板面标高的情况时，后期对高出浅坑内部结构底板6-1的受力主梁无损凿除的局部11-1进行无损凿除。
在抗浮工况下，所述受力主梁11位于所述浅坑内部结构底板6-1的负弯矩区，优选的，在所述浅坑内部结构底板6-1下部设置角部加腋12，并布置角部加腋钢筋12-1。
本发明的施工方法，包括以下步骤：
1、整体施打浅坑、深坑两级基坑的所述围护结构1和所述临时立柱桩2。
2、首先施作所述浅坑4和所述深坑5：整体开挖至浅坑基底4-1，所述支撑3随挖随撑。
3、向上施作所述浅坑内部结构6，所述浅坑内部结构6通过所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系实现传力体系的闭合。
4、在施作所述浅坑内部结构6的同期，开挖所述深坑5至深坑基底5-1，所述支撑3随挖随撑。继续向上施作所述深坑内部结构7。
5、所述浅坑内部结构6和所述深坑内部结构7通过所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系和所述结构水平钢筋预留接头8相固接。至此，所述浅坑内部结构6和所述深坑内部结构7完成施工并合龙。
所述浅坑内部结构6、所述深坑5开挖至深坑基底5-1并继续向上施作所述深坑内部结构7，这两道施工工序的施工工作面本身相对独立，通过所述悬挑梁柱体系坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系实现了这两道施工工序的相对独立，保障了两处施工工作面的同期充分利用，节省工程投资、缩短建设工期、减少对周边环境的影响。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述悬挑梁柱体系位于浅坑和深坑的分界线上，自下而上包括深坑的围护结构顶部、受力主梁和深浅坑分界面处的竖向构件底部；所述悬挑梁柱体系的受力主梁落在深坑的围护结构和深坑结构侧墙上，所述悬挑梁柱体系下部与深坑的围护结构和深坑结构侧墙的竖向钢筋连接，所述悬挑梁柱体系侧部与浅坑内部结构底板整体现浇，所述悬挑梁柱体系侧部还与深坑内部结构中板钢筋相连接；所述深浅坑分界面处的竖向构件落在所述悬挑梁柱体系的受力主梁上；所述深浅坑的内部结构施工分界面超出所述悬挑梁柱体系的水平净距的范围为1.5-2.5m；所述悬挑梁柱体系的受力主梁采用牛腿的形式；
所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系的施工方法，包括以下步骤：
第一步：整体施打浅坑、深坑两级基坑的围护结构和临时立柱桩；
第二步：两级基坑整体开挖至浅坑基底，随挖随撑；
第三步：浅坑自基底向上施作浅坑内部结构；同时同步开挖第二级深坑，随挖随撑；在深坑、浅坑的分界面采用悬挑梁柱体系；
第四步：第二级深坑落底后，向上施作第二级深坑内部结构至浅坑内部结构底板面标高，第二级深坑内部结构与悬挑梁柱体系预留的钢筋接头紧固连接，同步拆除下一道支撑；
第五步：继续向上施作深坑内部结构，在每一层结构板处与预留的钢筋接头紧固连接，同步拆除下一道支撑，直至浅坑内部结构和深坑内部结构整体合龙。
2.根据权利要求1所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述深浅坑的内部结构施工分界面超出所述悬挑梁柱体系的水平净距为2m。
3.根据权利要求1所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述浅坑内部结构包括浅坑内部结构底板、浅坑内部结构中板和浅坑内部结构顶板。
4.根据权利要求1所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述深坑内部结构包括深坑内部结构底板、深坑内部结构中板、深坑内部结构顶板。
5.根据权利要求1所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述受力主梁在所述深坑一侧设置支撑钢筋预留接头。
6.根据权利要求1或5所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述受力主梁的下部设置钢筋预留接头。
7.根据权利要求1或5所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述受力主梁的中上部设置纵筋预留接头和预埋箍筋。
8.根据权利要求3所述的一种坑中坑深浅同期实施的悬挑梁柱体系，其特征在于：所述浅坑内部结构底板下部设置角部加腋，并布置角部加腋钢筋。
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