冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系及构建方法

摘要

本发明涉及冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系及构建方法。传统盖挖法施工方法存在诸多弊端，本发明包括围护桩、冠梁、半圆桩、临时立柱及盖挖车站顶板；冠梁位于围护桩顶部，冠梁梁顶设置半圆桩，半圆桩内侧的冠梁梁顶搭设盖挖车站顶板；盖挖车站顶板下方由竖直的临时立柱支撑，围护桩内侧由水平的临时立柱支撑。本发明充分利用围护桩参与受力，盖挖顶板所传递下来的道路荷载有钢立柱及围护桩承担，达到盖挖条件下施工的目的，就地取材、节省投资，施工简便，不增加额外场地占用，有效的控制了地表位移对于临近建构筑物带来的风险。

说明书

技术领域

本发明属于地铁工程结构技术领域，具体涉及一种冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系及构建方法。

背景技术

盖挖法施工车站一般用于交通较为繁忙区域，该区域施工操作面有限、管线及建构筑物较多且距离地铁基坑较近，冠梁基槽开挖一般要采取放坡开挖方式且占用一定场地，势必影响本来已经很紧张的地面通行空间。对于距离建构物较近，可能存在无放坡开挖条件或放坡开挖严重影响临近建构物安全，另一方面由于结构抗浮的需要，围护桩的钢筋需要锚入车站顶板，由于围护桩设计时以强度进行控制，在基坑阶段即出现大于0.2mm的裂缝，设计使用年限上与主体能否匹配尚值得商榷。盖挖法施工车站结合半圆桩及压顶梁方案，能最大限度的克服冠梁基槽开挖阶段对占地空间的要求，减小冠梁基槽基坑阶段对建构筑物存在的风险，满足结构抗浮问题并使得地铁内力传递路径明确。现已成为盖挖车站施工过程中减小对交通影响、控制风险源的一种行之有效施工方法。

冠梁基槽基坑深度一般为2.5m左右，对于盖挖法车站来讲，由于车站顶板需置于冠梁顶标高位置，导致冠梁降低标高，冠梁基槽深度一般可达到5m左右。考虑到冠梁基槽开挖时的施工人员人身安全问题，需要进行基坑支护，常用的支护方式为放坡开挖或放坡与土钉墙结合方式，该支护方式存在占用场地大、控制变形不利两大弊端，对于处于城市繁华地段往往无放坡条件，或勉强采用放坡但距离建构筑基础过近，导致潜在的风险源问题。若单独采取基坑支护如施做钢桩，则又带来工程造价提高问题，对于管线较为密集区域，施工围护桩场地已十分紧张，更无条件施做钢桩。另一方面对于富水地层，抗浮问题是盖挖法施工车站必须考虑的，采用围护桩钢筋锚入车站顶板方式以达到围护桩参与抗浮目的，但涉及到内力传递、耐久性设计等诸多尚存在争议问题。由此可见，传统的设计施工方法存在诸多弊端。

发明内容

本发明的目的是提供一种冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系及构建方法, 利用钢支撑兼做临时钢立柱，与半圆桩、压顶梁、防水材料等形成的一套完整的体系，充分利用现场材料，在不增加开挖空间的基础上实现冠梁基槽安全施工，减小对周边建构筑物影响。

本发明所采用的技术方案为：

冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合的结构体系，其特征在于：

包括围护桩、冠梁、半圆桩、临时立柱及盖挖车站顶板；

冠梁位于围护桩顶部，冠梁梁顶设置半圆桩，半圆桩内侧的冠梁梁顶搭设盖挖车站顶板；

盖挖车站顶板下方由竖直的临时立柱支撑，围护桩内侧由水平的临时立柱支撑。

半圆桩内侧侧壁设置压顶梁压覆盖挖车站顶板端部。

盖挖车站顶板顶部内侧设置有牛腿，牛腿内侧由水平的临时立柱支撑。

临时立柱端部设置有临时立柱柱顶连梁。

盖挖车站顶板下方的临时立柱底端设置有临时立柱桩基础。

围护桩内布设围护桩钢筋，围护桩钢筋绑扎时向上预留半圆桩内的半圆桩钢筋。

冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系的构建方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：进行围护桩、临时立柱桩基础施工，围护桩钢筋绑扎时对半圆桩钢筋进行预留，浇筑围护桩桩身部分混凝土，待混凝土浇筑至冠梁顶标高时，于半圆桩内侧放置半圆桩木模板继续浇筑半圆桩混凝土，待混凝土强度达到设计强度后拆除半圆桩木模板，同时进行临时立柱及临时立柱桩基础的施工；

步骤二：进行基坑一次开挖，基坑开挖至冠梁底标高位置处对冠梁纵向通过植筋方式将整个基坑冠梁连接在一起，达到整体受力的目的，施工盖挖车站顶板及其上牛腿，待盖挖车站顶板混凝土达到设计强度时，施做盖挖车站顶板防水，于半圆桩上通过植筋方式施做压顶梁并进行混凝土浇筑；

步骤三：随基坑开挖并架设临时立柱，第一道临时立柱架设于牛腿上，通过牛腿及盖挖车站顶板将侧向水平荷载传递至围护桩上，施工过程中可依据监测结果对临时立柱内力进行调整，保证基坑安全性；

步骤四：开挖至基底后，按照施工步序依次施工车站底板、中板、顶板，最后恢复路面，完成整个地铁车站盖挖法施工工序。

本发明具有以下优点：

1、本发明采用地铁施工中常用的φ609钢支撑，并充分利用围护桩参与受力，盖挖顶板所传递下来的道路荷载有钢立柱及围护桩承担，达到盖挖条件下施工的目的，就地取材、节省投资。

2、本发明对围护桩钢筋组成、绑扎、浇筑进行改进，利用半圆桩自身较大的抗弯刚度承担基坑侧向土压力及地面超载，不需要额外因施做冠梁基槽而进行基坑开挖。施工简便，不增加额外场地占用，有效的控制了地表位移对于临近建构筑物带来的风险。

3、本发明通过后期于半圆桩植筋方式施做压顶梁，压顶梁将正常使用期间水浮力传递至围护桩，通过围护桩与周边土体侧摩阻力来平衡浮力，达到结构抗浮目的。

附图说明

图1是本发明的结构横剖示意图；

图2是本发明的半圆桩及压顶梁构造大样图；

图3是本发明的半圆桩构造平面大样图。

图中，1-半圆桩，2-压顶梁，3-冠梁，4-围护桩，5-盖挖车站顶板，6-半圆桩钢筋，7-围护桩钢筋，8-半圆桩木模板，9-压顶梁钢筋，10-牛腿，11-临时立柱，12-临时立柱柱顶连梁，13-临时立柱桩基础。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合的结构体系，包括围护桩4、冠梁3、半圆桩1、临时立柱11（钢支撑）及盖挖车站顶板5。冠梁3位于围护桩4顶部，冠梁3梁顶设置半圆桩1，半圆桩1内侧的冠梁3梁顶搭设盖挖车站顶板5。盖挖车站顶板5下方由竖直的临时立柱11支撑，围护桩4内侧由水平的临时立柱11支撑。

半圆桩1内侧侧壁设置压顶梁2压覆盖挖车站顶板5端部。盖挖车站顶板5顶部内侧设置有牛腿10，牛腿10内侧由水平的临时立柱11支撑。

临时立柱11端部设置有临时立柱柱顶连梁12（钢围檩）。盖挖车站顶板5下方的临时立柱11底端设置有临时立柱桩基础13。

围护桩4内布设围护桩钢筋7，围护桩钢筋7绑扎时向上预留半圆桩1内的半圆桩钢筋6。

围护桩4通过预留钢筋，使得围护桩4桩体与半圆桩1一次浇筑达到无需冠梁3基槽开挖的目的，盖挖车站顶板5置于围护桩4桩顶冠梁3上，在盖挖车站顶板5浇筑完毕后通过植筋方式施做压顶梁2达到抗浮目的，避免了围护桩4钢筋锚入盖挖车站顶板5导致结构受力、耐久性设计等诸多问题。

上述冠梁基槽直立施做与盖挖法车站结合结构体系的构建方法，包括以下步骤：

步骤一：进行围护桩4、临时立柱桩基础13施工，围护桩钢筋7绑扎时对半圆桩钢筋6进行预留，浇筑围护桩4桩身部分混凝土，待混凝土浇筑至冠梁3顶标高时，于半圆桩1内侧放置半圆桩木模板8继续浇筑半圆桩1混凝土，待混凝土强度达到设计强度后拆除半圆桩木模板8，同时进行临时立柱11及临时立柱桩基础13的施工；

步骤二：进行基坑一次开挖，基坑开挖至冠梁3底标高位置处对冠梁3纵向通过植筋方式将整个基坑冠梁3连接在一起，达到整体受力的目的，施工盖挖车站顶板5及其上牛腿10，待盖挖车站顶板5混凝土达到设计强度时，施做盖挖车站顶板5防水，于半圆桩1上通过植筋方式施做压顶梁2并进行混凝土浇筑；

步骤三：随基坑开挖并架设临时立柱11，第一道临时立柱11架设于牛腿10上，通过牛腿10及盖挖车站顶板5将侧向水平荷载传递至围护桩4上，施工过程中可依据监测结果对临时立柱11内力进行调整，保证基坑安全性；

步骤四：开挖至基底后，按照施工步序依次施工车站底板、中板、顶板，最后恢复路面，完成整个地铁车站盖挖法施工工序。

本发明利用地铁施工现场常用的φ609钢支撑达到承载盖挖顶板及其荷载的目的，避免额外的钢结构构件制作；围护桩钢筋绑扎时，对桩顶以上（即冠梁顶以上）钢筋采取从桩身直接伸出约50%钢筋方式，浇筑后即可形成受力模式类似于挡墙的半圆桩结构，对于桩间土体支护采取后期植筋方式形成完整的挡土墙结构；因单独施做压顶梁，围护桩钢筋不需要锚入车站顶板，结构内力传递途径明确，设计理论清楚。因此冠梁基槽施工期间不需要单独施做基坑，半圆桩自身具有较强的抗弯刚度，达到了减小施做空间、控制地表变形的目的。本方法具体具体操作简便，在地铁设计中较为经济适用。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。