一种地下车库的准半逆作施工方法与流程

本发明属于地下建筑物的施工领域，具体涉及地下车库的建造施工方法。

背景技术：

立体车库的开发成为解决城市停车难的一个主要发展方向，立体车库分为地面立体车库与地下立体车库，由于地面立体车库仍然要占用大量的地上空间，与目前的工业和居民用房形成竞争，其发展空间受到较大的现在，因此，地下立体车库成为一个主要的发展方向。

由于城市地区，地面建筑物高度密集，在进行地下车库的建造时，应尽量减少对周围的建筑物造成影响，尤其是不能对周围的建筑物造成破坏性影响。因此，在城市地区建造地下车库时，主要是采用直壁内支撑开挖方式来进行土方的开挖，目前，根据地下建筑物与地上建筑物的相关性，已经形成了顺作法、逆作法以及半逆作法等多种地下建筑物的建造方式。由于地下立体车库的开发是近几年才开始兴起，根据施工区域的要求不同，上述几种施工方法均有采用，为了有效地降低施工费用，并提高建造效率，地下车库的建造常采用两墙合一的建造方法，即将基坑的围护墙作为地下车库的外墙使用，两墙合一的建造方法具有高效、经济的优点。

目前，由于钢板桩的高强度、接合紧密、施工简便、速度快等优点，广泛应用于地下车库的建造中，并在两墙合一的施工方法中作为支护桩用于地下车库的建造；在部分土质较好且地下水位较低的地区，采用钢板桩并以两墙合一的施工方法来建造地下车库具有较高的可行性。

但是在软弱地基和地下水位高且多的地区，采用两墙合一的技术来建造地下车库时，就存在着车库外墙的强度不够，防水性能不足等问题，为了提高地下车库外墙的强度，就需要在钢板桩墙的外侧增设灌注桩或其它用于提高钢板桩墙强度的桩体。但是这种方式下，由于灌注桩与钢板桩墙之间没有直接的连接，对提高地下车库外墙强度的作用有限，而且不具有防水性能，在这种情况下，一般是放弃钢板桩，而直接采用地下连续墙，导致施工费用的急剧增加。

在保留钢板桩的基础上，如何提高地下车库外墙的强度以及防水性能，是继续采用钢板桩建造地下车库所要考虑的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，在保留钢板桩的基础上，提供一种地下车库的建造方法，以提高地下车库的建造效率和降低地下车库的建造费用，该建造方法具体为：

一种地下车库的准半逆作施工方法，其包括如下步骤：

(1)按设定位置将钢板桩和立柱沉入地下，使钢板桩和立柱下沉到设定标高，钢板桩相互咬合形成封闭的围护墙；

(2)在围护墙所圈围的空间内进行基坑的土方挖掘，直至达到顶部围檩的施工标高，暂停土方的挖掘，然后沿围护墙的顶部安装顶部围檩和水平支撑；

(3)继续土方的挖掘，直至达到负一层停车层的施工标高，再次暂停土方的挖掘，首先施工负一层停车层，沿围护墙的内侧面浇注外墙，然后再浇注地下车库的顶板；

(4)继续土方的挖掘，直至达到负二层停车层的施工标高，再次暂停土方的挖掘，施工负二层停车层，并沿围护墙的内侧面继续浇注外墙；

(5)重复步骤(4)，直到完成基坑内全部的土方挖掘，基坑的底部达到设计标高；

浇注地下车库的底板，并完成外墙的浇注；

除以地下车库的底板为基础的停车层外，其余的停车层均支撑在立柱和外墙上；

所述外墙为钢筋混凝土结构；

围护墙和外墙共同形成地下车库的墙体。

在浇注外墙时，以围护墙为结构腔体的外模板，在结构腔体内放置钢筋网，再浇注混凝土。

本发明中，将钢板桩作为围护墙，并以围护墙为外模板，使外墙与围护墙无缝连接在一起，共同形成地下车库的墙体。由于围护墙同时作为基坑的支护结构，并作为墙体的一部分，在地下车库的建造过程中，免除了单独设置围护桩，降低了施工的费用，同时由于由钢板桩所形成的围护墙具有支护结构和墙体的两个作用，提高了施工效率。在本发明中，并未采用传统的逆作法施工技术，即首先浇注地下结构的顶板，然后再浇注地下结构的楼板，最好浇注底板的方法；而是在顶部先安装顶部围檩和水平支撑，然后再进行土方开挖，在完成负一层停车层和相应的外墙施工后，才进行顶板的浇注。由于设置了顶部围檩和水平支撑，在顶板浇注完成后，无需等待顶板达到养护期限就可进行基坑的持续挖掘及各停车层的建造。在等顶板的养护期限达到后，再对顶部围檩和水平支撑进行拆除。

进一步，在围护墙的内侧面上设置有锚固件，该锚固件伸入到外墙内。优选地，所述锚固件采用钢筋、钢板或型钢制成。

在施工外墙时，虽然利用水泥自身的粘结性能，能够将外墙与围护墙之间形成一定程度的连接，但是，由于钢板桩是预先设置在地下，桩体的外壁上会粘附较多的泥土，即使在浇注外墙前，首先对钢板桩的外壁进行清理，但是后浇注的外墙与围护墙之间的粘结强度仍较低，在一定时间后，外墙与围护墙之间会产生一定的间隙，影响地下车库的安全使用。在围护墙的内侧面上设置锚固件，并将该锚固件伸入到外墙内后，利用锚固件可将围护墙与外墙有效地连接在一起，使两者形成一个密切连接在一起的整体，共同抵御外部的压力。

由于在施工钢板桩时，如果预先在钢板桩上设置锚固件，会导致钢板桩的下沉困难。因此锚固件的设置最好是在基坑内土方挖掘后，钢板桩露出后，再进行锚固件的施工，可直接将锚固件焊接在钢桩上。

进一步，在外墙浇注时，外墙的下端向下延伸形成一环状的接头部，该接头部向下超过已完成停车层中的最下一层停车层与外墙的连接处的最低点。具体地，所述接头部的高度为80-300mm。

设置上述的接头部后，方便于模板的架设和混凝土的浇注，可有利于后浇注的外墙与先浇注的外墙之间能够形成有效的连接。如果在每次暂停外墙浇注时，将外墙的下端设置为与停车层的下端面平齐，则会加大模具架设的难度，同时使混凝土的浇注较为不便，导致混凝土浇注时间的延长。

进一步，在浇注外墙前，首先在钢板桩的接头处焊接止水钢板，所述止水钢板沿水平方向的两侧分别焊接在相邻的两块钢板桩上，使止水钢板覆盖钢板桩的连接处；所述止水钢板向上延伸到地下车库的顶板内，向下延伸到地下车库的底板内。

上述设计可以有效地提高地下车库墙体的防水性能，虽然目前钢板桩锁口的咬合已非常密封，但是其仍旧具有一些细小的缝隙，这些缝隙不会使外部的水体顺利地流到内部，因此当钢板桩尽作为围护结构使用时，能够完全阻隔外部的水体进入到基坑内部。但是由于钢板桩咬合处的上述的细小的缝隙，外部水体仍会渗入到这些缝隙中，由于这些水体具有一定的腐蚀性，随着时间的推移，钢板桩的咬口会逐渐产生腐蚀现象，钢板桩的咬口之间的缝隙扩大，外部水体进入到钢板桩所形成的围护墙的内部。

在钢板桩的接头处焊接止水钢板后，可有效地避免上述问题，使外部水体能够有效被阻挡在围护墙的外部，钢板桩的接头处即指相邻的钢板桩的咬合处。

优选地，所述钢板桩包括长钢板桩和短钢板桩，长钢板桩与短钢板桩间隔设置。所述短钢板桩和长钢板桩的桩底标高均低于基坑的底部的设计标高；其中短钢板桩的桩底标高距离基坑的底部的设计标高为2-5米，长钢板桩的桩底标高距离基坑的底部的设计标高为基坑设计深度的0.8-1.2倍。长钢板桩的桩底标高低于短钢板桩的桩底标高。

为提高地下车库在地下的稳定性，本申请中，将部分钢板桩采用了长度较长的长钢板桩，这些长钢板桩的下沉深度较深，使长钢板桩与地下土体的接触面积增大，同时具备了抗浮和抗压两种功能，即长钢板桩同时具备了抗拔桩和围护桩的作用。利用长钢板桩的抗浮功能，可以减少抗拔桩的使用量，同时可以加快施工速度，提高建造效率，在下沉作为围护桩的钢板桩的同时，实际上也下沉了部分抗拔桩。

为使外墙的结构均匀，外墙内的钢筋网在上下方向上呈连续状。由于外墙为分段浇注，同时外墙中的钢筋网也是分段设置，为了使外墙的内部结构均匀，同时为了保证外墙的强度，后设置的钢筋网需要与已完成浇注外墙内的钢筋网形成有效的连接，在进行钢筋网的连接时，可以将两片钢筋网中的钢筋进行绑扎或焊接。

进一步，在完成顶板的浇注并达到养护期限后，拆除安装在围护墙顶部的顶部围檩和水平支撑。根据不同的需要，可以将顶部围檩和水平支撑进行拆除，以方便在地下车库的顶部安装其它设施或作为其它用途。

附图说明

图1是采用本发明进行施工的过程中，在完成钢板桩和立柱下沉后的示意图。

图2是完成顶部围檩和水平支撑施工后示意简图。

图3是完成负一层停车层和顶板后的示意简图。

图4是完成负二层停车层的示意简图。

图5是完成负四层停车层的示意简图。

图6是完成底板后示意简图。

图7是拆除顶部围檩、水平支撑以及上部回填土后示意简图。

图8是部分围护墙展开后的示意图。

图9是图4中a部分的放大图，具体为钢板桩的内侧面焊接锚钩后的示意图。

具体实施方式

以下结合具体的地下车库的建造对本发明作进一步的描述，在本申请中，以朝向基坑内部的方向为内侧，与内侧朝向相反的方向称为外侧，例如在本文中，围护墙的内侧面是指围护墙朝向基坑内部方向的侧面，围护墙的外侧面是指与围护墙的内侧面朝向相反的侧面；钢板桩的内侧面是指钢板桩朝向基坑内部方向的侧面，钢板桩的外侧面是与指与钢板桩的内侧面朝向相反的侧面。

在本实施中，地下车库具有五层停车平台，钢板桩具体采用u型钢板桩，立柱采用h型钢。

在施工时，具体按以下步骤实施：

(1)请参阅图1，按设定位置将钢板桩1和立柱2沉入地下，使钢板桩1和立柱2下沉到设定标高，钢板桩1相互咬合形成封闭的围护墙；图1中，标记100表示地面。

(2)请参阅图2，在围护墙所圈围的空间内进行基坑的土方挖掘，直至达到顶部围檩8的施工标高，暂停土方的挖掘，然后沿围护墙的顶部安装顶部围檩8和水平支撑4；

(3)请参阅图3，继续土方的挖掘，直至达到负一层停车层21的施工标高，再次暂停土方的挖掘，首先施工负一层停车层21，沿围护墙的内侧面浇注外墙5，然后再浇注地下车库的顶板20。

(4)请参阅图4，继续土方的挖掘，直至达到负二层停车层22的施工标高，再次暂停土方的挖掘，施工负二层停车层22，并沿围护墙的内侧面继续浇注外墙5。

(5)请参阅图5和图6，重复步骤(4)，直到完成基坑内全部的土方挖掘，基坑的底部达到设计标高，并同步施工外墙5，以及完成负三层停车层23和负四层停车层24的施工。

浇注地下车库的底板25，并完成外墙5的浇注。

在本实施例中，在地下车库中工设计了五层停车层，其中四层中间停车层和一层底层停车层，其中底层停车层以底板为基础。

在建造负一层停车层至负四层停车层以及顶板时，预留土方出口，在完成地下车库的基坑完成挖掘后，在适当时机将土方出口进行封堵。预留的土方出口可以结合梯井通道进行设置，当结合梯井通道设置土方出口时，则无需将土方出口进行封闭。

除以地下车库的底板为基础的底层停车层外，其余的停车层均支撑在立柱和外墙上。即负一层停车层到负四层停车层均支撑在立柱和外墙上。

外墙采用钢筋混凝土结构，由钢板桩组成的围护墙和外墙共同形成地下车库的墙体。

请参阅图7，在完成顶板的浇注并达到养护期限后，拆除安装在围护墙顶部的顶部围檩和水平支撑。在本实施例中，是在完成地下车库的底板的浇注后，最后拆除顶部围檩8和支撑4，对地下车库的施工区域6进行回填。根据不同的施工要求，对顶部围檩和支撑的拆除可以在顶板达到养护期限后的任何时间内进行，并对顶板的上部空间进行回填，以恢复地下车库施工区域的交通，减少对地面通行的影响。

在本实施例中，外墙为钢筋混凝土结构，由钢板桩所形成的围护墙和外墙共同形成地下车库的墙体。

为增强施工过程中围护墙的抗压能力，在本实施例中，为增强地下车库的抗浮和抗压能力，将钢板桩1分为短钢板桩和长钢板桩，请参阅图8，图8中短钢板桩11和长钢板桩12间隔布置，标记101表示基坑的底部，短钢板桩11和长钢板桩12的桩底标高均低于基坑的底部101的设计标高，具体到本实施例中，短钢板桩11桩底标高与基坑的底部101的设计标高之间的距离h1为5米，长钢板桩12的桩底标高与基坑的底部101的设计标高之间的距离h2为基坑设计深度的1.0倍。

在其它实施例中，根据施工区域的地质结构和地下水的具体情况，上述h1可以在2-5米之间选取，h2可以在基坑设计深度的0.8-1.2倍之间选取。

本实施例中，短钢板桩与长钢板桩之间采用b1、b2、b1、b2、b1、b2的间隔方式排列，其中的b1代表短钢板桩、b2代表长钢板桩。可以理解，在其它实施例中，短钢板桩与长钢板桩还可以采用其它排列方式，例如b1、b2、b2、b1、b2、b2，或b1、b1、b2、b1、b1、b2，或b1、b1、b2、b2、b1、b1、b2、b2等排列方式。无论采用何种排列方式，短钢板桩与长钢板桩之间最好是均匀间隔布置，既相邻的两块短钢板桩之间的长钢板桩的数量相同，同时相邻的两块长钢板桩之间的短钢板桩的数量相同。

在本实施例中，由于钢板桩具有良好的焊接性能，为增强围护墙与外墙的连接强度，在围护墙的内侧面上焊接有锚固件，请参阅图9，本实施例中的锚固件53具体由钢筋折弯而成，锚固件53的一端焊接在钢板桩1上，另一端伸入到外墙5内。

根据施工的方便性以及不同的要求，锚固件还可以采用钢板或型钢制成，例如可以采用角钢、钢管或h型钢等标准型材制成，或采用折弯后钢板。

在本实施例中，为了方便地浇注外墙，在外墙浇注时，将外墙的下端向下延伸形成一环状的接头部，该接头部向下超过已完成停车层中的最下一层停车层与外墙的连接处的最低点。请参阅图3，在施工负一层停车层21所对应的外墙时，外墙的下端面向下延伸形成一环状的接头部211，该接头部211向下超过负一层停车层21与外墙的连接处的最低点80mm。请参阅图4，在施工负二层停车层22所对应的外墙时，外墙的下端面向下延伸形成一环状的接头部221，该接头部221向下超过负一层停车层22与外墙的连接处的最低点150mm。请参阅图5，在施工负四层停车层24所对应的外墙时，外墙的下端面向下延伸形成一环状的接头部241，该接头部241向下超过负一层停车层24与外墙的连接处的最低点300mm。当然在施工负三层停车层23所对应的外墙时，外墙的下端面也同样向下延伸形成一环状的接头部。在部分已完成外墙的基础上，继续浇注外墙时，由于有在上段已完成的外墙的下端设置了接头部，可方便于下段后续待浇注外墙的模具的架设，更方便于混凝土的浇注。如果将外墙的下端设置为与停车层的下端面平齐，则会加大模具架设的难度，同时使混凝土的浇注较为不便，会延长混凝土的浇注时间。

在本实施例中，在浇注外墙前，首先在钢板桩的接头处焊接止水钢板，止水钢板沿水平方向的两侧分别焊接在相邻的两块钢板桩上，使止水钢板覆盖钢板桩的连接处；止水钢板向上延伸到地下车库的顶板内，向下延伸到地下车库的底板内。止水钢板的焊接随着土方的挖掘而同步进行，止水钢板要上下连续焊接，同一接头处的止水钢板要上下贯通，采用多块钢板拼接成同一接头处的止水钢板时，相邻的钢板之间需要进行满焊。

在本实施例中，外墙内的钢筋网在上下方向上呈连续状布置。

在浇注外墙时，需要将钢筋网的钢筋头向下伸出接头部，以使在继续浇注下段外墙时，能够将下段外墙中的钢筋网与上段中的钢筋网绑扎或焊接在一起，使外墙内的钢筋网能够呈连续状。