專利名稱：利用既有地下室頂板作為天然蓋板的暗挖加層施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市地下施工方法，具體地，涉及利用既有地下室頂板作為天然蓋板的暗挖加層施工方法。
背景技術(shù)：
合理開發(fā)和利用城市地下空間資源，是適應(yīng)城市現(xiàn)代化和城市可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的需要。由于缺乏科學(xué)的規(guī)劃和統(tǒng)籌安排，一些已建地下空間不能物盡其用，造成了地下資源的浪費(fèi)，需要進(jìn)行改造。
在拓展地下空間改造中，向下加層已成為一種重要的思路。傳統(tǒng)的方法是重新施工滿足地下二層開挖要求的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，然后明挖進(jìn)行向下加層。
參見圖1，圖中所示是一種既有地下一層現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可見于上海地鐵一號(hào)線西側(cè)地下商場(chǎng)。如圖所示，該結(jié)構(gòu)為只有一層的地下商場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該商場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括頂板1和底板2，在頂板1和底板2之間支撐有多根柱3；此外，在頂板和底板的端側(cè)還設(shè)有內(nèi)襯4，在內(nèi)襯4的外側(cè)分別設(shè)有鋼筋混凝土板樁5或鉆孔灌注樁等其它形式的支護(hù)(圖中未示)以作為地下結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。一般地，為了保證地下結(jié)構(gòu)不受到其外側(cè)土層的擠壓，板樁的長(zhǎng)度往往是地下結(jié)構(gòu)垂直高度的兩倍。
利用現(xiàn)有技術(shù)的明挖加層方法是，在現(xiàn)有的板樁外側(cè)從地面上再打入更長(zhǎng)的板樁以先將既有地下結(jié)構(gòu)外側(cè)的土層予以加固，然后，再?gòu)牡孛骈_挖，先將既有地下結(jié)構(gòu)破壞性地鑿除，并根據(jù)需要加層的深度進(jìn)一步向下挖，隨后再澆筑各層結(jié)構(gòu)。這種方法雖然比較安全可靠，但在施工中將影響地面交通并涉及管線搬遷，制約了其在城市中心區(qū)域的廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種暗挖加層施工方法，利用地下空間作為施工圍場(chǎng)，利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的頂板作為天然蓋板，向下逐步暗挖完成地下結(jié)構(gòu)的加層，不需進(jìn)行明挖施工，不影響正常的地面交通，無(wú)需進(jìn)行管線搬遷，工程規(guī)模小，節(jié)省投資，特別適用于在城市中心地下加層施工，尤其適用于將一層地下室暗挖改造成地下二層結(jié)構(gòu)。


圖1是既有地下一層現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明暗挖加層施工方法施工步驟示意圖；圖3是圖2所示下一步驟的示意圖；圖4是圖3所示下一步驟的示意圖；圖5是采用本發(fā)明方法鑿除原地下結(jié)構(gòu)底板的示意圖；圖6是采用本發(fā)明方法澆筑新底板的示意圖；以及圖7是采用本發(fā)明方法施工完成的地下結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下即以上海地鐵一號(hào)線西側(cè)地下商場(chǎng)進(jìn)行加層為例，詳細(xì)描述本發(fā)明的方法。
如圖1所示，該結(jié)構(gòu)為只有一層的地下商場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該商場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括頂板1和底板2，在頂板1和底板2之間支撐有多根局部柱3；此外，在頂板和底板的端側(cè)還設(shè)有內(nèi)襯4，在內(nèi)襯4的外側(cè)分別設(shè)有鋼筋混凝土板樁5以作為地下結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。一般地，為了保證地下結(jié)構(gòu)不受到其外側(cè)土層的擠壓，板樁的長(zhǎng)度往往是地下結(jié)構(gòu)垂直高度的兩倍。
需要說(shuō)明的是，由于現(xiàn)有地下室面積往往較大，可以采用分段進(jìn)行施工，以下所作的說(shuō)明是以其中一段施工為例的，由于各施工段的施工方法相同，故不再對(duì)各段施工進(jìn)行重復(fù)描述。
如圖2所示，本發(fā)明的施工方法首先是對(duì)地下室底板2下方的土體進(jìn)行加固。具體地，在原結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的板樁5內(nèi)側(cè)設(shè)置旋噴樁6，然后對(duì)旋噴樁之間的土體A進(jìn)行加固。由于旋噴樁具有施工機(jī)械靈巧，加固效果明顯的特點(diǎn)，因此本發(fā)明采用旋噴樁進(jìn)行地基滿堂加固，在靠近地下室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的區(qū)域A’加固深度適當(dāng)加大。加固后土體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa。
較佳地，將H型鋼7插入旋噴樁6內(nèi)形成支擋結(jié)構(gòu)。由于受到原地下室層高的限制，H型鋼可分段插入并焊接成整體，H型鋼在全部施工完成后亦不再拔出回收。
參見圖3所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)圖2所示步驟的下一施工步驟。具體地，將靜壓樁8打入結(jié)構(gòu)底板2下，靜壓樁8一般可采用預(yù)應(yīng)力管樁，其上設(shè)置格構(gòu)柱9以此實(shí)現(xiàn)對(duì)原有的結(jié)構(gòu)頂板的托換，為向下暗挖施工創(chuàng)造條件。由于柱網(wǎng)體系的改變，尚需對(duì)頂板1進(jìn)行碳纖維加固處理或疊合層加固處理。碳纖維加固層或疊合加固層10如圖4所示。
參見圖4所示，圖4示出了經(jīng)過(guò)圖3施工步驟后的下一步驟。具體地，首先，分步分塊鑿除原結(jié)構(gòu)局部柱3、底板2。如圖5所示，圖中示出了分步分塊鑿除底板的方式，即，將底板劃分成幾個(gè)適當(dāng)?shù)蔫彸齾^(qū)后分別進(jìn)行鑿除。
再參見圖4所示，在分步分塊鑿除原結(jié)構(gòu)局部柱3和底板2之后，向下開挖加固后的土體A，當(dāng)達(dá)到規(guī)定標(biāo)高處時(shí)，在兩側(cè)的旋噴樁6之間設(shè)置水平鋼支撐架11，然后繼續(xù)向下開挖直至所需的深度并完成新底板2’的澆筑。
具體地如圖6所示，圖中示出了分步分塊澆筑新底板的方式，即，將底板劃分成幾個(gè)適當(dāng)?shù)臐仓^(qū)后分別進(jìn)行澆筑，然后再將所余部分進(jìn)行澆筑。
由于沒有地面施工圍場(chǎng)，此階段開挖出的土體不能直接垂直運(yùn)輸出地面，而可以采用二種出土方式通過(guò)鄰近的地道水平運(yùn)輸出土；在不影響交通的區(qū)域設(shè)出土井、經(jīng)地下空間水平運(yùn)輸后垂直出土。
參見圖7所示，圖中示出了經(jīng)過(guò)圖4施工步驟之后的下一步驟及最終完成的加層結(jié)構(gòu)狀態(tài)。具體地，在新底板2’澆筑完成之后，及時(shí)澆筑內(nèi)襯12，以及重新澆筑第一層結(jié)構(gòu)底板2，此底板可以與原結(jié)構(gòu)底板位置相同。至此，如圖7所示，經(jīng)過(guò)如前所述的施工步驟，已完成對(duì)原先地下一層的結(jié)構(gòu)的改造，即形成地下二層的結(jié)構(gòu)。隨后，繼續(xù)進(jìn)行下一工作段的施工，直至完成整個(gè)地下結(jié)構(gòu)加層。
從以上描述可以了解，采用本發(fā)明的方法暗挖加層施工方法，利用地下空間作為施工圍場(chǎng)，利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的頂板作為天然蓋板，向下逐步暗挖完成地下結(jié)構(gòu)的加層，不需進(jìn)行明挖施工，不影響正常的地面交通，無(wú)需進(jìn)行管線搬遷，工程規(guī)模小，節(jié)省投資，特別適用于在城市中心地下加層施工，尤其適用于將一層地下室暗挖改造成地下二層結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種利用既有地下室頂板作為天然蓋板的暗挖加層施工方法，其中，現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)包括頂板和底板，在所述頂板和所述底板之間支撐有多根局部柱，在所述頂板和所述底板的端側(cè)還設(shè)有內(nèi)襯，在所述內(nèi)襯的外側(cè)分別設(shè)有鋼筋混凝土板樁或鉆孔灌孔等其它型式的支護(hù)以作為地下結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)；其特征在于，將整個(gè)地下結(jié)構(gòu)分為多個(gè)施工段進(jìn)行加層，所述各施工段的施工方法包括以下步驟1)對(duì)現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)的所述底板下方的土體進(jìn)行加固；在現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)的板樁內(nèi)側(cè)設(shè)置旋噴樁，然后對(duì)旋噴樁之間的土體進(jìn)行加固，加固后土體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa；2)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的所述頂板進(jìn)行托換；在經(jīng)過(guò)加固的土體中并且在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的所述底板下打入靜壓樁，并在所述靜壓樁上設(shè)置格構(gòu)柱；3)分步分塊鑿除現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的所述局部柱、所述底板；4)向下開挖加固后的土體，當(dāng)達(dá)到規(guī)定標(biāo)高處時(shí)，在兩側(cè)的旋噴樁之間設(shè)置水平鋼支撐架，然后繼續(xù)向下開挖直至所需的深度；5)分步分塊澆筑新底板；6)澆筑第一層結(jié)構(gòu)底板；7)重復(fù)以上步驟3)至6)以進(jìn)行下一段的施工，直至完成對(duì)整個(gè)地下結(jié)構(gòu)的加層改造。
2.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟1)中，在靠近現(xiàn)有地下結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的區(qū)域加固深度適當(dāng)加大。
3.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟1)中，將H型鋼插入所述旋噴樁內(nèi)形成支擋結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟2)中，所述靜壓樁是預(yù)應(yīng)力管樁。
5.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟2)中，對(duì)所述頂板進(jìn)行碳纖維加固處理以形成一碳纖維加固層。
6.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟2)中，對(duì)所述頂板進(jìn)行疊合層加固處理以形成一疊合加固層。
7.如權(quán)利要求1所述的暗挖加層施工方法，其特征在于，在所述步驟6)中，所述第一層結(jié)構(gòu)底板與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的所述底板位置相同。
全文摘要
提供一種暗挖加層施工方法，利用地下空間作為施工圍場(chǎng)，利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的頂板作為天然蓋板，將整個(gè)地下結(jié)構(gòu)分為多個(gè)施工段向下逐步暗挖完成地下結(jié)構(gòu)的加層，不需進(jìn)行大開挖，不影響正常的地面交通，無(wú)需進(jìn)行管線搬遷，工程規(guī)模小，節(jié)省投資，特別適用于在城市中心地下加層施工，尤其適用于將一層地下室暗挖改造成地下二層結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)E02D29/045GK1687536SQ20051002652
公開日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月7日
發(fā)明者徐正良, 崔勤, 張中杰, 王卓瑛 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院