超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其包括對工程場地方位進(jìn)行勘察；查清地下水來源是承壓水還是孔隙水，分析各巖層的滲透系數(shù)以及結(jié)構(gòu)建成前后的滲流量；建立抗浮模型，確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位，設(shè)置水平環(huán)管、集水池和自動潛水泵；利用永久結(jié)構(gòu)梁板體系的水平力學(xué)性能，計算確定環(huán)框板結(jié)構(gòu)尺寸，并考慮與永久結(jié)構(gòu)梁板樁融為一體無縫銜接，充分利用環(huán)板支撐體系，抵抗圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的水土壓力；利用混凝土自防水能力，優(yōu)化混凝土配方和灌筑工藝。本發(fā)明工序簡單，建造效率高、效果好，工期短，能有效節(jié)約資源，降低建造成本。
【專利說明】超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程建筑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外超大鋼筋混凝土地下框架結(jié)構(gòu)均采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)+支撐體系或錨干體系抵擋水土壓力；抵抗浮力通常采用抗拔樁或抗浮錨桿；防水采用全包柔性性防水層；抗溫度變形和不均勻沉降，通常采用伸縮縫、沉降縫(變形縫)。但是，我們通過二十多年的研究、調(diào)查、實踐，發(fā)現(xiàn)上述措施，不僅資源浪費(fèi)大、工期長，建造效率偏低，而且投資大且效果欠佳，無法有效滿足超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的超大鋼筋混凝土地下框架的建造方法工序繁雜，工期長，建造效率偏低，資源浪費(fèi)大，建造成本高且建造效果差的問題而提出了一種工序簡單，建造效率高、效果好，工期短，能有效節(jié)約資源，降低建造成本的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]上述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中，具體包括以下步驟:(I)勘察，即對工程場地方位進(jìn)行勘察，測量工程地質(zhì)、水文地質(zhì)，弄清楚各項物理力學(xué)指標(biāo)；查清地下水來源是承壓水還是孔隙水，分析各巖層的滲透系數(shù)以及結(jié)構(gòu)建成前后的滲流量；
(2)抗浮設(shè)計，即建立抗浮模型，確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，以確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位，進(jìn)行水平環(huán)管、集水池和自動潛水泵設(shè)置；(3)環(huán)框梁板支撐體系，即利用永久結(jié)構(gòu)梁板體系的水平力學(xué)性能計算確定環(huán)框板結(jié)構(gòu)尺寸，并使永久結(jié)構(gòu)梁、板、樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)融為一體，無縫銜接，形成框架結(jié)構(gòu)，利用環(huán)板水平支撐體系，以抵抗圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的水土壓力；(4)疊合結(jié)構(gòu)，即利用混凝土自防水能力，優(yōu)化混凝土配方和灌筑工藝。
[0006]所述超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中，所述步驟(I)勘察具體包括以下步驟:(1.1)收集區(qū)域地質(zhì)資料及既有地質(zhì)資料，了解工程場地范圍內(nèi)地層情況、構(gòu)造情況，通過地質(zhì)調(diào)繪查明工程場地的地貌特征，詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地層層序、巖層接觸關(guān)系、構(gòu)造特征、巖土特征、巖土分布，特別是特殊巖土及不良地質(zhì)單元的特征和分布；(1.2)通過鉆探與物探相結(jié)合詳細(xì)查明斷層破碎帶與風(fēng)化溝槽的分布范圍，通過原位測試與室內(nèi)試驗相結(jié)合詳細(xì)查明各巖土層的物理、力學(xué)參數(shù)；(1.3)通過鉆探與水文試驗相結(jié)合詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地下水的類型、埋藏條件、補(bǔ)給來源、徑流方向、腐蝕性、各巖土層的滲透性及其他特性，為降水設(shè)計提供相關(guān)的計算參數(shù)；(1.4)調(diào)查區(qū)域水文地質(zhì)資料，結(jié)合場地地貌條件、勘察期地下水位、水位年變幅等情況綜合分析提供抗浮水位；(1.5)根據(jù)基坑開挖深度、各巖土層的分布及滲透性情況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)對各地層地下水滲流的影響，基坑開挖時的最大涌水量進(jìn)行預(yù)測，計算確定結(jié)構(gòu)安全平衡水位值，并對結(jié)構(gòu)建成后的每天室內(nèi)滲水量進(jìn)行預(yù)測。
[0007]所述超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中，所述步驟(2)抗浮設(shè)計具體包括以下步驟:(2.1)確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位；(2.2)通過底板的土工布反濾層，地下水進(jìn)入了 10mm粗砂層和400_碎石層內(nèi)的塑料盲溝；(2.3)通過塑料盲溝將地下水匯集到底板周邊的8處取水口內(nèi)，在水壓的作用下，地下水進(jìn)入立管和水平環(huán)管網(wǎng)、集水池和自動潛水泵。
[0008]所述超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中，所述步驟(3)環(huán)框梁板支撐體系具體操作為:首先施作支撐環(huán)板的臨時鋼管，然后對原狀土體進(jìn)行夯實硬化，使其能夠承受環(huán)板自重，再綁扎鋼筋，一端與圍護(hù)結(jié)構(gòu)主筋連接，另一端支承在臨時鋼管柱上，最后灌注混凝土。
[0009]所述超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中，所述步驟(4)疊合結(jié)構(gòu)具體包括以下步驟:(4.1)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計采用中低強(qiáng)度的防水混凝土； (4.2)減少水泥用量，原則上不超過260kg/m3，增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰比例，一般不低于膠凝材料的30% ； (4.3)降低坍落度，即車站控制在10mm以內(nèi)；(4.4)縮短施工縫間距，嚴(yán)禁板墻同時灌注混凝土 ；(4.5)嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度；(4.6)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)無滲漏條件下施作內(nèi)襯；(4.7)混凝土及早養(yǎng)護(hù)，即利用混凝土自動水噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)；(4.8)采用混凝土輸送泵，以降低坍落度泵送。
[0010]所述超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其中:所述建造方法還包括有害水壓無害利用；所述有害水壓無害利用具體是指利用倒濾層，通過管網(wǎng)系統(tǒng)，泄水減壓溢出的地下水，通過凈水裝置凈化處理后，可進(jìn)入中水系統(tǒng)，可用于綠化，讓地下水舊地循環(huán)，回歸大自然，保護(hù)水的原生態(tài)；同時設(shè)置地下水位觀測管，隨時監(jiān)視地下水的變化情況。
[0011]有益效果
[0012]本發(fā)明超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法工序簡單，建造效率高、效果好，工期短，能有效節(jié)約資源，降低了建造成本；本發(fā)明顛覆了傳統(tǒng)的設(shè)計理念，顛覆了無效復(fù)雜的施工工藝，顛覆了長期盲目執(zhí)行的《規(guī)范》，使工程建造真正回歸到經(jīng)典的力學(xué)原理，敬畏自然規(guī)律；從而節(jié)省了大量資源，減少了環(huán)境污染，充分利用地下水原生態(tài)，節(jié)約了工程投資，縮短了工期；為社會、為事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，包括以下步驟:
[0014]S010、勘察
[0015]即詳細(xì)、精準(zhǔn)對工程場地方位進(jìn)行勘察、查清等，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、弄清楚各項物理力學(xué)指標(biāo)；查清地下水來源是承壓水還是孔隙水，精心分析各巖(土)層的滲透系數(shù)，結(jié)構(gòu)建成前、后的滲流量；其包括以下具體步驟:
[0016]S011、收集區(qū)域地質(zhì)資料及既有地質(zhì)資料，了解工程場地范圍內(nèi)地層情況、構(gòu)造情況，通過地質(zhì)調(diào)繪查明工程場地的地貌特征，詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地層層序、巖層接觸關(guān)系、構(gòu)造特征、巖土特征、巖土分布，特別是特殊巖土(人工填土、軟土、膨脹土等)和不良地質(zhì)單元(砂土液化等)的特征和分布；
[0017]S012、通過鉆探與物探相結(jié)合詳細(xì)查明斷層破碎帶與風(fēng)化溝槽的分布范圍，通過原位測試(靜探、旁壓、螺旋板等)與室內(nèi)試驗相結(jié)合詳細(xì)查明各巖土層的物理、力學(xué)參數(shù)；
[0018]S013、通過鉆探與水文試驗相結(jié)合詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地下水的類型、埋藏條件、補(bǔ)給來源、徑流方向、腐蝕性、各巖土層的滲透性等，為降水設(shè)計提供相關(guān)的計算參數(shù)；
[0019]S014、調(diào)查區(qū)域水文地質(zhì)資料，結(jié)合場地地貌條件、勘察期地下水位、水位年變幅等情況綜合分析提供抗浮水位；
[0020]S015、根據(jù)基坑開挖深度、各巖土層的分布及滲透性情況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)對各地層地下水滲流的影響，基坑開挖時的最大涌水量進(jìn)行預(yù)測，計算確定結(jié)構(gòu)安全平衡水位值，并對結(jié)構(gòu)建成后的每天室內(nèi)滲水量進(jìn)行預(yù)測。
[0021]S020、抗浮設(shè)計
[0022]利用經(jīng)典的阿基米德定律，建立抗浮模型；具體包括以下步驟:
[0023]S021、確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位；
[0024]S022、通過底板的土工布反濾層，地下水進(jìn)入了 10mm粗砂層和400mm碎石層內(nèi)的塑料盲溝；
[0025]S023、通過塑料盲溝將地下水匯集到底板周邊的8處取水口內(nèi)，在水壓的作用下，地下水進(jìn)入立管和水平環(huán)管網(wǎng)、集水池和自動潛水泵。
[0026]S030、環(huán)框梁板支撐體系
[0027]即充分利用永久結(jié)構(gòu)梁板體系的水平力學(xué)性能，計算確定環(huán)框板結(jié)構(gòu)尺寸，并使永久結(jié)構(gòu)梁、板、樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)融為一體，無縫銜接，形成框架結(jié)構(gòu)，利用環(huán)板水平支撐體系，以抵抗圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的水土壓力；
[0028]具體操作為:首先施作支撐環(huán)板的臨時鋼管，然后對原狀土體進(jìn)行夯實硬化，使其能夠承受環(huán)板自重，再綁扎鋼筋，一端與圍護(hù)結(jié)構(gòu)主筋連接，另一端支承在臨時鋼管柱上，最后灌注混凝土 ；其中，該環(huán)板支撐體系,不僅使基坑安全、穩(wěn)定，同時為基坑中地下主體結(jié)構(gòu)提供盡可能寬敞的作業(yè)空間。
[0029]S040、疊合結(jié)構(gòu)
[0030]即充分發(fā)揮混凝土自防水能力，優(yōu)化混凝土配方和灌筑工藝，提高其抗裂性能；其具體包括以下步驟:
[0031]S041、主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計采用中低強(qiáng)度的防水混凝土(C30S8)；
[0032]S042、減少水泥用量，原則上不超過260kg/m3，增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰比例，一般不低于膠凝材料的30% ；
[0033]S043、降低坍落度，即車站控制在10mm以內(nèi)；
[0034]S044、縮短施工縫間距，嚴(yán)禁板墻同時灌注混凝土 ；
[0035]S045、控制混凝土的入模溫度(嚴(yán)禁高溫時段、現(xiàn)場等待、原料暴曬，最好冰水拌制混凝土)；
[0036]S046、在圍護(hù)結(jié)構(gòu)無滲漏條件下施作內(nèi)襯；
[0037]S047、混凝土及早養(yǎng)護(hù)，即利用混凝土自動水噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)；
[0038]S048、采用高品質(zhì)的混凝土輸送泵，以確保降低坍落度泵送。
[0039]S050、有害水壓無害利用
[0040]即利用倒濾層，通過管網(wǎng)系統(tǒng)，泄水減壓溢出的地下水，通過凈水裝置凈化處理后，可進(jìn)入中水系統(tǒng)，可用于綠化，讓地下水舊地循環(huán)，回歸大自然，保護(hù)水的原生態(tài)；同時設(shè)置地下水位觀測管，隨時監(jiān)視地下水的變化情況。
[0041]本發(fā)明工序簡單，建造效率高、效果好，工期短，能有效節(jié)約資源，降低建造成本，減少了環(huán)境污染，充分利用地下水原生態(tài)，節(jié)約了工程投資，縮短了工期，為社會、為事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.一種超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)勘察即對工程場地方位進(jìn)行勘察，測量工程地質(zhì)、水文地質(zhì)，弄清楚各項物理力學(xué)指標(biāo)；查清地下水來源是承壓水還是孔隙水，分析各巖層的滲透系數(shù)以及結(jié)構(gòu)建成前后的滲流量； (2)抗浮設(shè)計即建立抗浮模型，確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，以確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位，進(jìn)行水平環(huán)管、集水池和自動潛水泵設(shè)置； (3)環(huán)框梁板支撐體系 即利用永久結(jié)構(gòu)梁板體系的水平力學(xué)性能計算確定環(huán)框板結(jié)構(gòu)尺寸，并使永久結(jié)構(gòu)梁、板、樁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)融為一體，無縫銜接，形成框架結(jié)構(gòu)，利用環(huán)板水平支撐體系，以抵抗圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的水土壓力； (4)疊合結(jié)構(gòu) 即利用混凝土自防水能力，優(yōu)化混凝土配方和灌筑工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，所述步驟(I)勘察具體包括以下步驟: (1.D收集區(qū)域地質(zhì)資料及既有地質(zhì)資料，了解工程場地范圍內(nèi)地層情況、構(gòu)造情況，通過地質(zhì)調(diào)繪查明工程場地的地貌特征，詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地層層序、巖層接觸關(guān)系、構(gòu)造特征、巖土特征、巖土分布，特別是特殊巖土及不良地質(zhì)單元的特征和分布； (1.2)通過鉆探與物探相結(jié)合詳細(xì)查明斷層破碎帶與風(fēng)化溝槽的分布范圍，通過原位測試與室內(nèi)試驗相結(jié)合詳細(xì)查明各巖土層的物理、力學(xué)參數(shù)； (1.3)通過鉆探與水文試驗相結(jié)合詳細(xì)查明場地范圍內(nèi)地下水的類型、埋藏條件、補(bǔ)給來源、徑流方向、腐蝕性、各巖土層的滲透性及其他特性，為降水設(shè)計提供相關(guān)的計算參數(shù)； (1.4)調(diào)查區(qū)域水文地質(zhì)資料，結(jié)合場地地貌條件、勘察期地下水位、水位年變幅等情況綜合分析提供抗浮水位； (1.5)根據(jù)基坑開挖深度、各巖土層的分布及滲透性情況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)對各地層地下水滲流的影響，基坑開挖時的最大涌水量進(jìn)行預(yù)測，計算確定結(jié)構(gòu)安全平衡水位值，并對結(jié)構(gòu)建成后的每天室內(nèi)滲水量進(jìn)行預(yù)測。
3.如權(quán)利要求1所述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，所述步驟(2)抗浮設(shè)計具體包括以下步驟: (2.1)確定安全平衡的抗浮水位，核實常態(tài)穩(wěn)定水位，據(jù)此設(shè)計倒濾層、泄水管網(wǎng)，確保水土壓力與結(jié)構(gòu)安全平衡水位； (2.2)通過底板的土工布反濾層，地下水進(jìn)入了 10mm粗砂層和400mm碎石層內(nèi)的塑料盲溝； (2.3)通過塑料盲溝將地下水匯集到底板周邊的8處取水口內(nèi)，在水壓的作用下，地下水進(jìn)入立管和水平環(huán)管網(wǎng)、集水池和自動潛水泵。
4.如權(quán)利要求1所述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，所述步驟(3)環(huán)框梁板支撐體系具體操作為:首先施作支撐環(huán)板的臨時鋼管，然后對原狀土體進(jìn)行夯實硬化，使其能夠承受環(huán)板自重，再綁扎鋼筋，一端與圍護(hù)結(jié)構(gòu)主筋連接，另一端支承在臨時鋼管柱上，最后灌注混凝土。
5.如權(quán)利要求1所述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于，所述步驟(4)疊合結(jié)構(gòu)具體包括以下步驟: (4.1)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計采用中低強(qiáng)度的防水混凝土 ； (4.2)減少水泥用量，原則上不超過260kg/m3，增加優(yōu)質(zhì)粉煤灰比例，一般不低于膠凝材料的30% ； (4.3)降低坍落度，即車站控制在100_以內(nèi)； (4.4)縮短施工縫間距，嚴(yán)禁板墻同時灌注混凝土 ； (4.5)嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度； (4.6)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)無滲漏條件下施作內(nèi)襯； (4.7)混凝土及早養(yǎng)護(hù)，即利用混凝土自動水噴淋養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)； (4.8)采用混凝土輸送泵，以降低坍落度泵送。
6.如權(quán)利要求1至5任一所述的超大地下鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的建造方法，其特征在于:所述建造方法還包括有害水壓無害利用；所述有害水壓無害利用具體是指利用倒濾層，通過管網(wǎng)系統(tǒng)，泄水減壓溢出的地下水，通過凈水裝置凈化處理后，可進(jìn)入中水系統(tǒng)，可用于綠化，讓地下水舊地循環(huán)，回歸大自然，保護(hù)水的原生態(tài)；同時設(shè)置地下水位觀測管，隨時監(jiān)視地下水的變化情況。
【文檔編號】E04B1/19GK104153390SQ201410431408
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】劉卡丁, 楊少林, 李勇, 陳智, 張波, 劉國楠, 孫波, 駱漢賓, 冷衛(wèi)兵, 蔣進(jìn)波, 皮月秋, 羅星, 崔強(qiáng), 方東明, 劉建平, 覃亞偉, 鄭文璽 申請人:劉卡丁, 楊少林, 李勇, 陳智