專利名稱：樁墻法建造地下空間結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種地下空間的施工方法。
背景技術：
明挖法是修建地下空間常用的施工方法，在城市地面交通繁忙、周邊建筑物眾多及地下管線繁多的情況下修建地下空間結構，必須進行交通疏導甚至中斷交通，必要的時候還需要進行管線的改移。這樣由于明挖法在前期的交通改道、管線改移、拆遷工作時間不可控，大大延長了工期，大幅增加了工程造價。此外，明挖法施工過程中地面建構筑物的拆遷工作量大，產生的噪音、震動等也會對鄰近的居民的生活和工作造成嚴重的干擾。在路面交通不能長期中斷的情況下，也常常采用蓋挖法施工。蓋挖法施工又分為蓋挖順作法和蓋挖逆作法，在城市道路下修建地下工程時以蓋挖逆作法居多。蓋挖逆作法是先在地表面向下施作基坑的圍護結構和中間樁柱，從地面開向下開挖表層土體至主體結構頂板底面標高澆筑頂板，在頂板的保護下，自上而下開挖、支撐和澆筑結構內襯。與明挖法相比，蓋挖逆作法施工基坑暴露時間有了一定的縮短。但是蓋挖逆作法施工時，混凝土結構的水平施工縫的處理較困難；為了出土方便，需要在頂板多處設置臨時孔，而臨時孔的設置對頂板的整體強度有一定影響，因此頂板上也不可能留下過多的臨時孔，其導致了蓋挖法出土往往成為決定工程進度的關鍵工序。此外蓋挖逆作法的混凝土澆筑，在施工的各個階段都存在現澆和后澆，產生先后交接處，這不僅給施工帶來了不便，而且為避免出現結構、防水等問題，對施工組織及質量管理提出了很高的要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種樁墻法建造地下空間結構，要解決現有的地下空間施工方法存在傳力途徑復雜，施工進度慢，結構整體性差，對周邊環境影響大的技術問題。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案 一種樁墻法建造地下空間結構，步驟如下
步驟一，在地下工程的走向上進行兩排外側支護結構的施工； 步驟二，在外側支護結構之間間隔施工成排的中間支撐構件，所述外側支護結構和中間支撐構件上有預留的節點；
步驟三，在計劃開始端開挖施工豎井，采用淺埋暗挖法開挖外側支護結構與中間支撐構件之間以及中間支撐構件之間上部土體，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌，并將頂部初次襯砌中鋼格柵與外側支護結構和中間支撐構件上的預留的節點固定連接；
步驟四，在頂部初次襯砌、外側支護結構和中間支撐構件形成整體結構支護結構后，采用淺埋暗挖法分層開挖下部土體直至擬建造地下空間結構的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側支護結構之間施作側面初次襯砌，然后施作垂直地下工程走向的臨時橫支撐； 步驟五，施作底部初次襯砌；
步驟六，分段拆除臨時橫支撐，進行二次襯砌結構施工。
所述步驟五施工完畢底部初次襯砌后，在隧道空間內施工附加支撐構件和架設臨時豎支撐。所述步驟六在進行二次襯砌結構施工前，切除部分中間支撐構件，并在剩余的中間支撐構件之間施作縱梁，然后補充進行剩余部分二次襯砌結構，分段拆除臨時豎支撐，形成大跨度地下空間結構。所述步驟一中，外側支護結構為灌注樁或地下連續墻。 所述步驟二中，中間支撐構件為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。所述步驟三中，淺埋暗挖法的開挖方式為全斷面法、臺階法或以上兩者組合。所述步驟三中，頂部初次襯砌內的鋼格柵與外側支護結構或和中間支撐構件上的預留的節點之間連接方式為焊接或螺栓連接。所述步驟三中，施工豎井至少為一個，分別設置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。所述步驟四和步驟五中，臨時橫支撐和臨時豎支撐為型鋼支撐。所述步驟六中二次襯砌結構的施工順序依次為底面、側面和頂面。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
(1)本發明所述地下空間施工方法為以預先設置的外側支護結構與中間支撐構件形成受力體系，在其保護下，采用淺埋暗挖法的施工方法進行土體開挖，與現有的明挖法和蓋挖法施工相比，極大地減小了占道面積和時間，降低了施工對交通的影響，大大縮短了工程施工工期，工程造價有效降低。(2)本發明所述施工方法，先形成土體支護體系，然后才挖除土體，大大降低了地下空間建設的風險，另外，其支護體系將地上結構受力體系的概念應用到地下空間的施工中，支護體系受力明確，簡單明了，可通過模擬和計算在施工之前對施工風險的控制。(3)本方法靈活多變，不受地質條件限制，適應性強，可根據工程功能需求，修建多種結構形式，如單層單跨、單層多跨、多層多跨等，為今后地下空間的建設提供了一種廣泛適用新方法。本發明可廣泛應用于地下空間的施工。


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是本發明實施例一的步驟一示意圖。圖2是本發明實施例一的步驟二和步驟三示意圖。圖3是本發明實施例一的步驟四施工側面初次襯砌示意圖。圖4是本發明實施例一的步驟四施工臨時橫支撐示意圖。圖5是本發明實施例一的步驟五示意圖。圖6是本發明實施例一的步驟六示意圖。圖7是本發明實施例二建成后的結構示意圖。圖8是本發明實施例三建成后的結構示意圖。圖9是本發明實施例四在隧道空間內施工附加支撐構件和架設臨時豎支撐示意圖。CN 102410031 A
說明書
3/4頁圖10是本發明實施例四形成的大跨度空間結構示意圖。圖11是本發明實施例四切除部分中間支撐構件結構示意圖。圖12是本發明實施例五步驟一示意圖。圖13是本發明實施例五的步驟二和步驟三示意圖。圖14是本發明實施例五的步驟四施工側面初次襯砌示意圖。圖15是本發明實施例五的步驟四施工臨時橫支撐示意圖。圖16是本發明實施例五的步驟五示意圖。圖17是本發明實施例五的步驟六示意圖。圖18是本發明實施例六建成后的結構示意圖。附圖標記1 一外側支護結構、2—中間支撐構件、3—頂部初次襯砌、4 一臨時橫支撐、5 —底部初次襯砌、6 —臨時豎支撐、7 —二次襯砌結構、8 —側面初次襯砌、9 一附加支撐構件、10 —施工豎井、11 一縱梁、12 —預留的節點、13 —上部土體、14 一下部土體。
具體實施例方式實施例一參見圖1 圖6所示，為建造單層多跨地下空間。步驟如下
步驟一，在地下工程的走向上進行兩排外側支護結構1的施工；所述步驟一中，外側支護結構1為灌注樁或地下連續墻。
步驟二，在外側支護結構1之間間隔施工成排的中間支撐構件2，所述外側支護結構1 和中間支撐構件2在有預留的節點12 ；所述步驟二中，中間支撐構件2為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。步驟三，在計劃開始端開挖施工豎井10，采用淺埋暗挖法開挖外側支護結構1與中間支撐構件2之間以及中間支撐構件2之間上部土體13，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌3，并將頂部初次襯砌3中鋼格柵與外側支護結構1和中間支撐構件2上的預留的節點12固定連接；所述步驟三中，淺埋暗挖法的開挖方式為全斷面法、臺階法或以上兩者組合。所述步驟三中，頂部初次襯砌3內的鋼格柵與外側支護結構1或和中間支撐構件2 上的預留的節點12之間連接方式為焊接或螺栓連接。所述步驟三中，施工豎井10至少為一個，分別設置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。步驟四，在頂部初次襯砌3、外側支護結構1和中間支撐構件2形成整體結構支護結構后，采用淺埋暗挖法分層開挖下部土體14直至擬建造地下空間結構的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側支護結構1之間施作側面初次襯砌8，然后施作垂直地下工程走向的臨時橫支撐4 ；所述步驟四中，臨時橫支撐4和臨時豎支撐6為型鋼支撐。 步驟五，施作底部初次襯砌5 ；
步驟六，分段拆除臨時橫支撐4，進行二次襯砌結構7施工，形成單層多跨的地下空間結構。所述二次襯砌結構7設置在兩外側支護結構1、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內側，并在接頭處通過防水處理封閉。所述二次襯砌結構7的施工順序依次為底面、側面和頂 實施例二為建造單層多洞地下空間，參見圖7，與實施例一不同的是，所述二次襯砌結構7設置在兩外側支護結構1、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內側以及中間支撐構件2兩側實施例二為建造單層多洞地下空間，并在接頭處通過防水處理封閉。
實施例三為建造多層多洞地下空間，建成后的結構參見圖8，與實施例二不同的是，在每層分隔處，設置了橫向的二次襯砌結構7充當樓板。實施例四，為建造大跨度地下空間結構，參見圖9 圖11，與實施例一不同的是， 所述步驟五施工完畢底部初次襯砌5后，在隧道空間內施工附加支撐構件9和架設臨時豎支撐6所述步驟六在進行二次襯砌結構7施工前，切除部分中間支撐構件2，并在剩余的中間支撐構件2之間施作縱梁11，然后補充進行剩余部分二次襯砌結構，分段拆除臨時豎支撐6，形成大跨度地下空間結構。實施例五，為建造單層單跨地下空間結構，參見圖12 圖17，與實施例一不同的是，在步驟一中，僅設置兩排外側支護結構1，取消步驟二中的中間支撐構件2，其余各步均做相應調整，二次襯砌結構7設置在外側支護結構1之間初次襯砌內側、頂部初次襯砌3和底部初次襯砌5內側并在接頭處通過防水處理封閉。實施例六，為建造雙層單跨地下空間結構，參見圖18，與實施例五不同的是，沿兩外側支護結構1的內側全長進行二次襯砌結構7的設置，在每層分隔處，設置了橫向的二次襯砌結構7充當樓板。
權利要求
1.一種樁墻法建造地下空間結構，其特征在于步驟如下步驟一，在地下工程的走向上進行兩排外側支護結構(1)的施工；步驟二，在外側支護結構(1)之間間隔施工成排的中間支撐構件(2)，所述外側支護結構(1)和中間支撐構件(2 )上有預留的節點(12 )；步驟三，在計劃開始端開挖施工豎井(10)，采用淺埋暗挖法開挖外側支護結構(1)與中間支撐構件(2)之間以及中間支撐構件(2)之間上部土體(13)，并在挖空空間的頂部施作頂部初次襯砌(3)，并將頂部初次襯砌(3)中鋼格柵與外側支護結構(1)和中間支撐構件 (2)上的預留的節點(12)固定連接；步驟四，在頂部初次襯砌(3)、外側支護結構(1)和中間支撐構件(2)形成整體結構支護結構后，采用淺埋暗挖法分層開挖下部土體(14)直至擬建造地下空間結構的底部，并隨挖隨在相鄰兩外側支護結構(1)之間施作側面初次襯砌(8)，然后施作垂直地下工程走向的臨時橫支撐(4);步驟五，施作底部初次襯砌(5)；步驟六，分段拆除臨時橫支撐(4)，進行二次襯砌結構(7)施工。
2.根據權利要求1所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟五施工完畢底部初次襯砌(5)后，在隧道空間內施工附加支撐構件(9)和架設臨時豎支撐(6)。
3.根據權利要求2所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟六在進行二次襯砌結構(7)施工前，切除部分中間支撐構件(2)，并在剩余的中間支撐構件(2)之間施作縱梁(11 )，然后補充進行剩余部分二次襯砌結構施工，分段拆除臨時豎支撐(6)，形成大跨度地下空間結構。
4.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟一中，外側支護結構(1)為灌注樁或地下連續墻。
5.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟二中，中間支撐構件(2)為鋼管柱、型鋼柱或鋼筋混凝土柱。
6.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟三中，淺埋暗挖法的開挖方式為全斷面法、臺階法或以上兩者組合。
7.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟三中，頂部初次襯砌(3)內的鋼格柵與外側支護結構(1)或和中間支撐構件(2)上的預留的節點(12)之間連接方式為焊接或螺栓連接。
8.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟三中，施工豎井(10)至少為一個，分別設置在擬建造地下空間的一端、兩端或兩端及中間。
9.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟四和步驟五中，臨時橫支撐(4 )和臨時豎支撐(6 )為型鋼支撐。
10.根據權利要求1 3任意一項所述的樁墻法建造地下空間結構，其特征在于所述步驟六中二次襯砌結構(7)的施工順序依次為底面、側面和頂面。
全文摘要
本發明涉及一種樁墻法建造地下空間結構，施工步驟為步驟一，外側支護結構的施工；步驟二，中間支撐構件施工；步驟三，采用淺埋暗挖法開挖上部土體，并施作頂部初次襯砌；步驟四，在頂部初次襯砌、外側支護結構和中間支撐構件形成整體結構支護結構后，采用淺埋暗挖法分層開挖下部土體直至擬建造地下空間結構的底部、然后在相鄰兩外側支護結構之間施作側面初次襯砌，及施作垂直地下工程走向的臨時橫支撐；步驟五，施作底部初次襯砌；步驟六，分段拆除臨時橫支撐，進行二次襯砌結構施工。具有受力明確，施工對周邊環境影響小，適應性強等優點，可廣泛應用于地下空間的修建。
文檔編號E21D13/02GK102410031SQ201110232300
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者樂貴平, 汪挺, 賀美德 申請人:北京市市政工程研究院