CN117248539A - 地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法 - Google Patents
地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法,通过利用永久的浅区地下室结构代替临时支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约材料,缩短工期;通过在各浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,转换结构与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可有效控制基坑的变形,并且利用转换结构可缩短立柱桩长,从而可以控制施工质量,降低了基坑施工风险;再者,由于转换结构间隔大,为深区和超深区的施工预留了足够的空间,便于提高深区和超深区的施工速度和施工效率;通过在转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,能很好的控制软土超大基坑施工阶段超长混凝土的早期变形。
Description
技术领域
本发明涉及一种基坑施工技术领域,特别涉及一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法。
背景技术
目前基坑工程施工的总体方案主要分为顺作法和逆作法,顺作法是放坡开挖或形成支护结构后垂直开挖,利用内支撑和围护结构实现基坑变形控制;逆作法是地下室结构随着基坑由地面向下开挖而由上往下逐层施工,利用地下室外墙作为围护结构,梁板作为水平支撑。
随着城市的不断发展,城市交通枢纽的功能也更加的多样化,出现了机场航站楼和地铁交叉共建,基坑面积50万平方级超大基坑工程,该类工程各区域功能不同,基坑的深度也不同,形成了航站楼基坑深度较浅和地铁较深的超大型多级台阶式基坑。
在软土地区中,土体存在明显的流变性和蠕变性,即基坑开挖之后一直存在变形。对于深度较大的基坑,若采用顺作法,需要沿基坑深度方向设置多道临时水平对撑传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力。但是对于超大型基坑而言,设置临时水平对撑存在许多问题:首先,超长临时水平对撑施工时间过长,导致基坑外侧土体在对撑形成之前因变形过大而坍塌;其次,混凝土收缩率约0.01-0.05%,当混凝土长度700米,收缩变形达70-350mm,超长混凝土支撑无法起到控制基坑变形的作用。所以为缩短支撑长度,减少坑周土体无支撑暴露的时间,超大基坑通常利用分期地连墙将基坑划分为若干个面积小于1万平的小坑分区施工,从而控制基坑的变形。但是该方案有明显的不足,相邻基坑不能同时施工,需等到分坑施工至出±0标高时,方可施工相邻分坑,对施工效率产生了极大影响。对于地铁交叉软土超大基坑共建工程,超深基坑范围小,若采用设置分期地连墙的方式,不仅浪费材料而且对工期不利。
若采用逆作法,以地下室结构代替临时支撑,可以省去临时支撑施工和拆除的材料和工期,而且可以楼板刚度很大可以很好的控制基坑变形,但也存在诸多问题:首先,逆作法需在开挖之前在坑内打设立柱桩作为结构柱的支撑基础,桩位与结构柱位置需保持一致,无法避开深坑部位,造成深坑部位立柱桩很长,垂直度控制难度增大,且增加了基坑施工风险;其次,逆作法只在梁板标高的位置形成水平传力带,对于深宽比很大的基坑,空间效应明显,需要沿深度方向设置多道支撑才能达到控制变形的效果;而且,逆作法只在楼板上设置少量取土口,深区的施工速度会明显变慢,也对深坑变形控制造成不利影响。因此,亟需提出一种既可以提高地铁交叉软土超大深基坑共建施工效率,又可以节约成本,同时保障基坑施工安全的方法。
发明内容
本发明旨在提供一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法,解决软弱土层中地铁交叉超大基坑共建的基坑变形控制难以及基坑变形控制和施工效率不能兼顾的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,包括:浅区地下连续墙、浅区地下室结构、立柱桩、深区地下连续墙、超深区地下连续墙、内支撑、转换结构以及液压油缸,所述基坑分为浅区、深区以及超深区,所述深区与超深区分别为长条形,所述深区与超深区呈十字交叉设置于基坑的中部,所述浅区的数量是四个,四个浅区位于基坑的四角,基坑的四周设置浅区地下连续墙,深区的两侧分别设置深区地下连续墙,超深区的两侧分别设置超深区地下连续墙,所述浅区以浅区地下室结构作为支护结构,所述浅区地下室结构包括浅区地下室外墙、浅区地下室结构柱、浅区底板以及浅区地下室梁板,所述浅区地下连续墙作为围护结构的同时兼做浅区地下室外墙,在每个浅区地下室结构柱的位置施工一根立柱桩,所述立柱桩作为浅区地下室梁板的支承基础,所述立柱桩由钢柱插入工程桩形成,工程桩的顶为浅区底板,钢柱的顶为首层浅区地下室梁板,在各浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,所述转换结构位于浅区的端部,转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,所述浅区地下室梁板的侧面设有用于设置对应液压油缸的地下室梁加腋,液压油缸与控制系统连接形成伺服系统,在深区地下连续墙之间以及超深区地下连续墙之间分别施工两道以上内支撑作为水平传力结构。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构采用混凝土桁架,所述混凝土桁架包括平行设置的两根横梁、若干纵梁以及若干斜撑,所述若干纵梁与所述横梁相垂直且均水平设置,所述若干纵梁沿着横梁的轴向等间距设置,相邻的纵梁之间设置一根斜撑,转换结构中远离基坑边缘的横梁的两端分别与相邻的立柱桩之间设有液压油缸。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构位于浅区的两端,浅区地下连续墙兼做位于浅区的靠近基坑边缘的端部的转换结构的一根横梁。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构位于浅区的靠近基坑边缘的端部,浅区地下连续墙兼做该转换结构的一根横梁。
一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,采用如上任意一项所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,所述施工方法包括如下步骤:
步骤1,浅区地下连续墙和立柱桩施工;
步骤2,浅区地下室结构以及转换结构施工:待立柱桩达到设计强度后,从上至下,分层开挖土层,施工浅区地下室梁板;在各层浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,所述转换结构位于浅区的端部,所述转换结构采用混凝土桁架;通过转换结构与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可以传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力,有效控制基坑的变形,利用地下室结构作为基坑支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约了材料,降低了成本,缩短了工期,且转换结构间隔大,为深区和超深区的施工预留了足够的空间,提高了施工速度;
步骤3,伺服系统的安装和加载:转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,且所述液压油缸安装于地下室梁加腋凹槽处,液压油缸与控制系统连接形成伺服系统,待浅区地下室梁板以及转换结构全部达到设计强度,控制系统控制液压油缸施加伺服力,消除转换结构的早期变形,对于超长混凝土结构来说,混凝土收缩等早期变形对于基坑变形的影响很大,通过伺服系统主动控制转换结构的早期变形,达到控制整个软土超大基坑变形的效果;
步骤4,深区两侧深区地下连续墙施工和超深区两侧超深区地下连续墙施工;
步骤5,深区和超深区内支撑施工;
步骤6,深区地下室结构和超深区地下室结构回做:首先对深区和超深区分别进行垫层施工,待垫层的混凝土强度达到设计要求,施工对应的大底板,然后分别自下而上进行深区地下室结构以及超深区地下室结构的施工,直到施工到浅层底板;
步骤7,深区和超深区交叉处地下连续墙拆除以及结构连接:进行深区和超深区交叉处深区地下连续墙的拆除,拆除完成后再进行交叉处结构的连接,相对于软土地区超大基坑大坑利用分期墙划分为小坑的作法,该方法只需拆除深区和超深区交叉处的少量地下连续墙,更加符合节能环保的要求;
步骤8,转换结构的拆除以及浅区地下室结构补齐:待深区地下室结构和超深区地下室结构全部完成后,拆除转换结构,浅区地下室结构剩余部分自下而上补齐,使得四个浅区地下室结构连接成一个整体结构。
优选的,在如上所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法中,所述步骤1中,所述浅区地下连续墙和立柱桩施工包括:
布设测量控制网,标记浅区地下室梁板、工程桩以及浅区地下连续墙的位置;
采用逆作法,在浅区地下连续墙位置两侧施工浅区导墙;
待浅区导墙达到设计强度后,施工浅区地下连续墙和工程桩,所述工程桩设置于浅区,在工程桩上方安装钢柱形成立柱桩,通过将立柱桩的设置避开深区和超深区的位置,可以缩短立柱桩钢柱长度,减小长细比,控制施工质量,降低风险。
优选的,在如上所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法中,所述深区两侧深区地下连续墙施工包括:在深区连续墙位置两侧分别施工深区导墙,待深区导墙达到设计强度后,分别施工深区地下连续墙。
优选的,在如上所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法中,所述超深区两侧超深区地下连续墙施工包括:在超深区地下连续墙位置两侧分别施工超深区导墙,待超深区导墙达到设计强度后,分别施工超深区地下连续墙。
优选的,在如上所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法中,所述步骤5中所述深区和超深区内支撑施工包括:在深区或超深区内施工首道内支撑,首道内支撑与浅区底板齐平,待首道内支撑混凝土强度达到设计要求,开挖土方至第二道内支撑施工位置,施工第二道内支撑,待第二道内支撑混凝土强度达到设计要求,继续开挖土方和施工后续的内支撑,直到挖至深区底板标高或超深区底板标高。从而在深区地下连续墙之间以及超深区地下连续墙之间分别施工两道以上内支撑作为水平传力结构,深区和超深区基坑深宽比大,空间效应明显,基坑的变形也越大,采用顺作法,可以不受深区或超深区梁板标高的控制,沿深度方向在深区或超深区设置多道内支撑,能够很好控制基坑的变形,且深区和超深区上方无楼板结构,只有少量转换结构,施工速度可以得到保障。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明提供的一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,通过利用永久的浅区地下室结构代替临时支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约了材料,降低了成本,缩短了工期,并利于环境保护。并且,通过在各浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,转换结构与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可以传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力,有效控制基坑的变形,并且利用转换结构可以缩短立柱桩长,从而可以控制施工质量,降低了基坑施工风险。再者,由于转换结构间隔大,为深区和超深区的施工预留了足够的空间,便于提高深区和超深区的施工速度和施工效率。此外,通过在转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,液压油缸与控制系统连接形成伺服系统,利用伺服系统施加伺服力,能很好的控制软土超大基坑施工阶段超长混凝土的早期变形,从而进一步控制整个软土超大基坑变形。
附图说明
图1基坑分区示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图4浅区地下连续墙和立柱桩施工示意图。
图5是图4的C-C剖视图。
图6浅区地下室结构及转换结构施工示意图。
图7是图6的D-D剖视图。
图8深区地下连续墙和超深区地下连续墙施工示意图。
图9是图8的E-E剖视图。
图10深区和超深区内支撑施工示意图。
图11是图10的F-F剖视图。
图12转换结构示意图。
图中:1-浅区地下连续墙、2-立柱桩、21-工程桩、22-钢柱、3-深区地下连续墙、4-超深区地下连续墙、5-内支撑、6-转换结构、61-横梁、62-纵梁、63-斜撑、7-液压油缸、9-浅区地下室结构柱、10-浅区底板、11-浅区地下室梁板、12-控制系统、13-地下室梁加腋、14-浅区导墙、15-深区导墙、16-超深区导墙、17-降水井、18-超深区底板、100-浅区、200-深区、300-超深区。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图,详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便,下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致,但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例1:
请参阅图1至图12,本实施例公开了一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,包括:浅区地下连续墙1、浅区地下室结构、立柱桩2、深区地下连续墙3、超深区地下连续墙4、内支撑5、转换结构6以及液压油缸7,所述基坑分为浅区100、深区200以及超深区300,所述深区200与超深区300分别为长条形,所述深区200与超深区300呈十字交叉设置于基坑的中部,所述浅区100的数量是四个,四个浅区100位于基坑的四角,基坑的四周设置浅区地下连续墙1,深区200的两侧分别设置深区地下连续墙3,超深区300的两侧分别设置超深区地下连续墙4,所述浅区100以浅区地下室结构作为支护结构,所述浅区地下室结构包括浅区地下室外墙、浅区地下室结构柱9、浅区底板10以及浅区地下室梁板11,所述浅区地下连续墙1作为围护结构的同时兼做浅区地下室外墙,在每个浅区地下室结构柱9的位置施工一根立柱桩2,所述立柱桩2作为浅区地下室梁板11的支承基础,所述立柱桩2由钢柱22插入工程桩21形成,工程桩21的顶为浅区底板10,钢柱22的顶为首层浅区地下室梁板11,所述浅区地下室结构柱9由钢柱22后续外包混凝土形成,在各浅区地下室梁板11标高处,相邻浅区的对应的立柱桩2之间设置用于水平传力的转换结构6,所述转换结构6位于浅区100的端部,转换结构6与相邻的立柱桩2之间设有液压油缸7,液压油缸7与控制系统12连接形成伺服系统,在深区地下连续墙3之间以及超深区地下连续墙4之间分别施工两道以上内支撑5作为水平传力结构。
本发明提供的一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,通过利用永久的浅区地下室结构代替临时支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约了材料,降低了成本,缩短了工期,并利于环境保护。并且,通过在各浅区地下室梁板11标高处,相邻浅区100的对应的立柱桩2之间设置用于水平传力的转换结构6,转换结构6与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可以传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力,有效控制基坑的变形,并且利用转换结构6可以缩短立柱桩2长,从而可以控制施工质量,降低了基坑施工风险。再者,通过将所述转换结构6位于浅区100的端部,转换结构6间隔大,为深区200和超深区300的施工预留了足够的空间,便于提高深区200和超深区300的施工速度和施工效率。此外,通过在转换结构6与相邻的立柱桩2之间设有液压油缸7,液压油缸7与控制系统12连接形成伺服系统,利用伺服系统施加伺服力,能很好的控制软土超大基坑施工阶段超长混凝土的早期变形,从而进一步控制整个软土超大基坑变形。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构6采用混凝土桁架,所述混凝土桁架包括平行设置的两根横梁61、若干纵梁62以及若干斜撑63,所述若干纵梁62与所述横梁61相垂直且均水平设置,所述若干纵梁62沿着横梁61的轴向等间距设置,相邻的纵梁62之间设置一根斜撑63,转换结构6中远离基坑边缘的横梁61的两端分别与相邻的立柱桩2之间设有液压油缸7。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构6位于浅区的两端,浅区地下连续墙1兼做位于浅区的靠近基坑边缘的端部的转换结构6的一根横梁61。由于转换结构6间隔大,为深区200和超深区300的施工预留了足够的空间,便于提高深区200和超深区300的施工速度和施工效率。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述转换结构6位于浅区的靠近基坑边缘的端部,浅区地下连续墙1兼做该转换结构6的一根横梁61。该转换结构6间隔比前者更加大,为深区200和超深区300的施工预留了更大的空间,进一步提高了深区200和超深区300的施工速度和施工效率。
优选的,在上述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构中,所述浅区地下室梁板11的侧面设有用于设置对应液压油缸7的地下室梁加腋13。通过将液压油缸7设置于所述浅区地下室梁板11的侧面的地下室梁加腋13上,可以对液压油缸7提供稳定的支撑,提高施工安全性。
实施例2:
请继续参阅图1至图12,本实施例公开了一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,采用如实施例1所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,所述施工方法包括如下步骤:
步骤1,请重点参阅图4和图5,浅区地下连续墙1和立柱桩2施工。优选的,所述步骤1中,所述浅区地下连续墙1和立柱桩2施工包括:
布设测量控制网,标记浅区地下室梁板11、工程桩21以及浅区地下连续墙1的位置;
采用逆作法,在浅区地下连续墙1位置两侧施工浅区导墙14;
待浅区导墙14达到设计强度后,施工浅区地下连续墙1和工程桩21,所述工程桩21设置于浅区,在每个浅区地下室结构柱9的位置施工一根工程桩21,在工程桩21上方安装钢柱22形成立柱桩2;通过将立柱桩2的设置避开深区和超深区的位置,可以缩短立柱桩2的钢柱22长度,减小长细比,控制基坑施工质量,降低基坑施工风险。
所述步骤1中还施工若干用于降水的降水井17。
步骤2,请重点参阅图6~7和图12,浅区地下室结构以及转换结构6施工:待立柱桩2达到设计强度后,从上至下,分层开挖土层,施工浅区地下室梁板11,工程桩21的顶为浅区底板10,钢柱22的顶为首层浅区地下室梁板11,浅区地下室结构柱9由钢柱22后续外包混凝土形成;在各层浅区地下室梁板11标高处,相邻浅区的对应的立柱桩2之间设置用于水平传力的转换结构6,所述转换结构6位于浅区的端部,所述转换结构6采用混凝土桁架,通过转换结构6与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可以传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力,有效控制基坑的变形;并且利用地下室结构作为基坑支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约了材料,降低了成本,缩短了工期。此外,由于转换结构6间隔大,为深区200和超深区300的施工预留了足够的空间,便于提高深区200和超深区300的施工速度和施工效率。
步骤3,伺服系统的安装和加载:转换结构6与相邻的立柱桩2之间设有液压油缸7,且所述液压油缸7安装于地下室梁加腋13处,具体为所述液压油缸7安装于地下室梁加腋13的凹槽处,液压油缸7与控制系统12连接形成伺服系统,待浅区地下室梁板11以及转换结构6全部达到设计强度,控制系统12控制液压油缸7施加伺服力,消除转换结构6的早期变形。所述转换结构6采用混凝土桁架。对于超长混凝土结构来说,混凝土收缩等早期变形对于基坑变形的影响很大,通过伺服系统主动控制转换结构6的早期变形,达到控制整个软土超大基坑变形的效果。
步骤4,请重点参阅图8和图9,深区两侧深区地下连续墙3施工和超深区两侧超深区地下连续墙4施工。优选的,在步骤4中,所述深区两侧深区地下连续墙3施工包括:在深区连续墙位置两侧分别施工深区导墙15,待深区导墙15达到设计强度后,分别施工深区地下连续墙3;所述超深区两侧超深区地下连续墙4施工包括:在超深区地下连续墙4位置两侧分别施工超深区导墙16,待超深区导墙16达到设计强度后,分别施工超深区地下连续墙4。
步骤5,请重点参阅图10和图11,深区和超深区内支撑5施工。
优选的,所述步骤5中所述深区200和超深区300内支撑5施工包括:在深区200或超深区300内施工首道内支撑5,首道内支撑5与浅区底板10齐平,待首道内支撑5混凝土强度达到设计要求,开挖土方至第二道内支撑5施工位置,施工第二道内支撑5,待第二道内支撑5混凝土强度达到设计要求,继续开挖土方和施工后续的内支撑5,直到挖至深区底板(未图示)标高或超深区底板18标高。从而在深区地下连续墙3之间以及超深区地下连续墙4之间分别施工两道以上内支撑5作为水平传力结构,深区和超深区基坑深宽比大,空间效应明显,基坑的变形也越大,采用顺作法,可以不受深区或超深区梁板标高的控制,沿深度方向在深区200或超深区300设置多道内支撑5,能够有效控制基坑的变形,且深区200和超深区300上方无楼板结构,只有少量转换结构6,施工速度可以得到保障,显著提高了施工效率。
步骤6,深区地下室结构和超深区地下室结构回做:首先对深区和超深区分别进行垫层施工,待垫层的混凝土强度达到设计要求,施工对应的大底板即深区底板(未图示)和超深区底板18,然后分别自下而上进行深区地下室结构以及超深区地下室结构的施工,直到施工到浅层底板;
步骤7,深区和超深区交叉处地下连续墙拆除以及结构连接:进行深区和超深区交叉处深区地下连续墙3的拆除,拆除完成后再进行交叉处结构的连接。相对于软土地区超大基坑大坑利用分期墙划分为小坑的作法,该方法只需拆除深区和超深区交叉处的少量地下连续墙,有效减小了工作量,提高了施工效率且更加符合节能环保的要求。
步骤8,转换结构6的拆除以及浅区地下室结构补齐:待深区地下室结构和超深区地下室结构全部完成后,拆除转换结构6,浅区地下室结构剩余部分自下而上补齐,使得四个浅区地下室结构连接成一个整体结构,即在深区上空和超深区上空浅区地下室结构的连接补齐。
综上所述,本发明提供的一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构及施工方法,通过利用永久的浅区地下室结构代替临时支护结构,无需临时支撑和小坑分期地连墙,有效节约了材料,降低了成本,缩短了工期,并利于环境保护。并且,通过在各浅区地下室梁板11标高处,相邻浅区的对应的立柱桩2之间设置用于水平传力的转换结构6,转换结构6与浅区地下室结构共同组成水平传力带,可以传递基坑外侧土体和地下水带来的水平侧压力,有效控制基坑的变形,并且利用转换结构6可以缩短立柱桩2长,从而可以控制施工质量,降低了基坑施工风险。再者,通过将所述转换结构6位于浅区的端部,转换结构6间隔大,为深区200和超深区300的施工预留了足够的空间,便于提高深区200和超深区300的施工速度和施工效率。此外,通过在转换结构6与相邻的立柱桩2之间设有液压油缸7,液压油缸7与控制系统12连接形成伺服系统,利用伺服系统施加伺服力,能很好的控制软土超大基坑施工阶段超长混凝土的早期变形,从而进一步控制整个软土超大基坑变形。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。
Claims (9)
1.一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,其特征在于,包括:浅区地下连续墙、浅区地下室结构、立柱桩、深区地下连续墙、超深区地下连续墙、内支撑、转换结构以及液压油缸,所述基坑分为浅区、深区以及超深区,所述深区与超深区分别为长条形,所述深区与超深区呈十字交叉设置于基坑的中部,所述浅区的数量是四个,四个浅区位于基坑的四角,基坑的四周设置浅区地下连续墙,深区的两侧分别设置深区地下连续墙,超深区的两侧分别设置超深区地下连续墙,所述浅区以浅区地下室结构作为支护结构,所述浅区地下室结构包括浅区地下室外墙、浅区地下室结构柱、浅区底板以及浅区地下室梁板,所述浅区地下连续墙作为围护结构的同时兼做浅区地下室外墙,在每个浅区地下室结构柱的位置施工一根立柱桩,所述立柱桩作为浅区地下室梁板的支承基础,所述立柱桩由钢柱插入工程桩形成,工程桩的顶为浅区底板,钢柱的顶为首层浅区地下室梁板,在各浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,所述转换结构位于浅区的端部,转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,所述浅区地下室梁板的侧面设有用于设置对应液压油缸的地下室梁加腋,液压油缸与控制系统连接形成伺服系统,在深区地下连续墙之间以及超深区地下连续墙之间分别施工两道以上内支撑作为水平传力结构。
2.如权利要求1所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,其特征在于,所述转换结构采用混凝土桁架,所述混凝土桁架包括平行设置的两根横梁、若干纵梁以及若干斜撑,所述若干纵梁与所述横梁相垂直且均水平设置,所述若干纵梁沿着横梁的轴向等间距设置,相邻的纵梁之间设置一根斜撑,转换结构中远离基坑边缘的横梁的两端分别与相邻的立柱桩之间设有液压油缸。
3.如权利要求2所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,其特征在于,所述转换结构位于浅区的两端,浅区地下连续墙兼做位于浅区的靠近基坑边缘的端部的转换结构的一根横梁。
4.如权利要求1所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,其特征在于,所述转换结构位于浅区的靠近基坑边缘的端部,浅区地下连续墙兼做该转换结构的一根横梁。
5.一种地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,其特征在于,采用如权利要求1~4中任意一项所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖支护结构,所述施工方法包括如下步骤:
步骤1,浅区地下连续墙和立柱桩施工;
步骤2,浅区地下室结构以及转换结构施工:待立柱桩达到设计强度后,从上至下,分层开挖土层,施工浅区地下室梁板;在各层浅区地下室梁板标高处,相邻浅区的对应的立柱桩之间设置用于水平传力的转换结构,所述转换结构位于浅区的端部,所述转换结构采用混凝土桁架;
步骤3,伺服系统的安装和加载:转换结构与相邻的立柱桩之间设有液压油缸,且所述液压油缸安装于地下室梁加腋处,液压油缸与控制系统连接形成伺服系统,待浅区地下室梁板以及转换结构全部达到设计强度,控制系统控制液压油缸施加伺服力,消除转换结构的早期变形;
步骤4,深区两侧深区地下连续墙施工和超深区两侧超深区地下连续墙施工;
步骤5,深区和超深区内支撑施工;
步骤6,深区地下室结构和超深区地下室结构回做:首先对深区和超深区分别进行垫层施工,待垫层的混凝土强度达到设计要求,施工对应的大底板,然后分别自下而上进行深区地下室结构以及超深区地下室结构的施工,直到施工到浅层底板;
步骤7,深区和超深区交叉处地下连续墙拆除以及结构连接:进行深区和超深区交叉处深区地下连续墙的拆除,拆除完成后再进行交叉处结构的连接;
步骤8,转换结构的拆除以及浅区地下室结构补齐:待深区地下室结构和超深区地下室结构全部完成后,拆除转换结构,浅区地下室结构剩余部分自下而上补齐,使得四个浅区地下室结构连接成一个整体结构。
6.如权利要求5所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,其特征在于,所述步骤1中,所述浅区地下连续墙和立柱桩施工包括:
布设测量控制网,标记浅区地下室梁板、工程桩以及浅区地下连续墙的位置;
采用逆作法,在浅区地下连续墙位置两侧施工浅区导墙;
待浅区导墙达到设计强度后,施工浅区地下连续墙和工程桩,所述工程桩设置于浅区,在工程桩上方安装钢柱形成立柱桩。
7.如权利要求5所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,其特征在于,所述步骤4中,所述深区两侧深区地下连续墙施工包括:在深区连续墙位置两侧分别施工深区导墙,待深区导墙达到设计强度后,分别施工深区地下连续墙。
8.如权利要求5所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,其特征在于,所述步骤4中,所述超深区两侧超深区地下连续墙施工包括:在超深区地下连续墙位置两侧分别施工超深区导墙,待超深区导墙达到设计强度后,分别施工超深区地下连续墙。
9.如权利要求5所述的地铁交叉软土超大基坑共建逆作开挖施工方法,其特征在于,所述步骤5中,所述深区和超深区内支撑施工包括:在深区或超深区内施工首道内支撑,首道内支撑与浅区底板齐平,待首道内支撑混凝土强度达到设计要求,开挖土方至第二道内支撑施工位置,施工第二道内支撑,待第二道内支撑混凝土强度达到设计要求,继续开挖土方和施工后续的内支撑,直到挖至深区底板标高或超深区底板标高。
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