敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构。
【背景技术】
[0002]地下水位较高的软土地区，敞开段隧道结构仅靠自重难以满足抗浮要求。目前，我国软土地区，例如上海、杭州、天津等地区的敞开段隧道，通常考虑将主体结构10与抗拔粧
20连成一体，通过主体结构自重和土体对抗拔粧的侧摩阻力共同抵抗地下水的浮力作用(如图1所示)。
[0003]这种抗浮方式存在以下几个问题:
[0004]1.抗拔粧20的设置改变了 U型主体结构的受力模式，使得结构底板产生应力集中现象，易引发粧头局部渗漏水。
[0005]2.结构底板以下土质较差，且压缩层较厚时，底板设与不设抗拔粧的相邻两个节段刚度变化较大，施工期间易产生不均匀沉降。
[0006]3.抗拔粧20设置在结构底板以下，不能发挥结构底板以上土体的侧摩阻力作用，且往往浅部土层对粧的侧摩阻作用更高。例如，某地区浅部硬壳层对粧的侧摩阻力比深部淤泥质土的要高。抗拔粧设置在结构底板以下导致了抗拔粧的长度较长，进而造成整个工程的经济性较差。
[0007]此外，一般基坑开挖前，需施做围护粧(钻孔灌注粧)以抵抗土体的侧向作用，且粧顶设置顶围檩增强其整体性。当基坑内主体结构完成后，传统做法将围护粧和顶围檩作为废弃物留置于土体中，造成极大的浪费。
【发明内容】
[0008]有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能有效避免底板的应力集中现象及施工阶段不均匀沉降风险的敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构。
[0009]本发明提供的敞开段隧道结构的抗浮方法，其特点在于，其包括以下步骤:
[0010]S1、在开挖敞开段隧道结构的基坑之前，施做围护粧和顶围檩(施做围护粧和顶围檩同现有技术)，其中，所述顶围檩部分地埋入敞开段隧道的主体结构；
[0011]S2、陶槽架设支撑于顶围檩处，用于维持基坑稳定和变形控制；
[0012]S3、开挖所述基坑至坑底，浇注垫层及敞开段隧道的结构底板，拆除所述支撑；
[0013]S4、浇注敞开段隧道的主体结构侧墙；
[0014]S5、对主体结构侧墙与围护粧之间的间隙进行压密注浆处理(以进行土体加固)。
[0015]在一些实施例中，在步骤S4的浇注主体结构侧墙之前，对SI中顶围檩埋入主体结构部分的表面进行凿毛处理，使得所述顶围檩与敞开段隧道的主体结构一体连接，以传递剪力；
[0016]在一些实施例中，所述顶围檩埋入敞开段隧道的主体结构内10mm?200mm。
[0017]另外，本发明还提供一种用于上述的敞开段隧道结构的抗浮方法中的抗浮结构，其特点在于，其包括:若干环设于敞开段隧道主体结构的顶围檩及设于各顶围檩的底部的围护粧，所述顶围檩部分地埋入所述敞开段隧道主体结构内、并与所述敞开段隧道主体结构一体连接。
[0018]在一些实施例中，所述顶围檩埋入所述敞开段隧道主体结构10mm?200mm。
[0019]在一些实施例中，所述敞开段隧道主体结构的主体结构侧墙与围护粧之间压填有压密浆层(例如用以进行土体加固的水泥浆层，使围护粧之间形成封闭的连续帷幕)。
[0020]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
[0021]本发明的有益效果:
[0022]1.采用本发明可避免主体结构底板应力集中现象，减少主体结构渗漏水风险。
[0023]2.采用本发明避免相邻节段结构刚度突变，减少敞开段结构施工期的不均匀沉降。
[0024]3.另外，采用本发明还能充分地发挥土体对粧的侧摩阻作用，利用围护粧兼做抗拔粧，节约造价。
[0025]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0026]图1为传统的敞开段隧道的抗浮结构图。
[0027]图2为本发明的敞开段隧道的抗浮结构图。
[0028]附图标记说明:现有技术:主体结构10与抗拔粧20
[0029]本发明:围护粧I;顶围檩2;结构底板3;支撑4;主体结构侧墙5
【具体实施方式】
[0030]下面举几个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
[0031]实施例1
[0032]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:如图2所示，本实施例提供的敞开段隧道结构的抗浮方法包括以下步骤:
[0033]S1、在开挖敞开段隧道结构的基坑之前，施做围护粧I和顶围檩2 ；例如:将顶围檩2设置于敞开段结构的两侧，地表以下1.5m左右，浇注时考虑主体结构与围檩的搭接长度，其中，所述顶围檩2部分地埋入敞开段隧道的主体结构;示例性的，所述顶围檩2埋入敞开段隧道的主体结构内10mm?200mm;
[0034]S2、陶槽架设一道支撑4;
[0035]其中，支撑4架设于顶围檩位置，用于维持基坑稳定和变形控制；
[0036]陶槽，即指在大面积基坑尚未挖之前，先将支撑处土体挖除，架设好支撑后进行大面积基坑开挖；
[0037]S3、开挖所述基坑至坑底，浇注垫层及敞开段隧道的结构底板3，拆除所述支撑4;
[0038]S4、浇注敞开段隧道的主体结构侧墙5;其中，在浇注主体结构侧墙5之前，对SI中顶围檩2埋入主体结构部分的表面进行凿毛处理，使得所述顶围檩与敞开段隧道的主体结构一体连接，以传递剪力；
[0039]S5、对主体结构侧墙3与围护粧I之间的间隙进行压密注浆处理，以进行土体加固。
[0040]本发明顶围檩深入敞开段主体结构100?200_，使得围护粧和主体结构具有整体性。这样，本发明的抗浮结构通过围护粧与土体之间产生的侧摩阻力抵抗地下水对主体结构的浮力作用。
[0041]因此，采用本发明，一方面可避免主体结构底板应力集中现象，减少主体结构渗漏水风险;另一方面还可减少敞开段结构施工期的不均匀沉降。
[0042]另外，采用本发明还能充分地发挥土体对粧的侧摩阻作用，利用围护粧兼做抗拔粧，节约工程造价。
[0043]实施例2
[0044]如图2所示，基于实施例1，本实施例还提供一种用于上述的敞开段隧道结构的抗浮方法中的敞开段隧道的抗浮结构，包括:若干环设于敞开段隧道主体结构的顶围檩2及设于各顶围檩的底部的围护粧I，顶围檩2部分地埋入所述敞开段隧道主体结构内、并与所述敞开段隧道主体结构一体连接。
[0045]示例性的，所述顶围檩2埋入所述敞开段隧道主体结构10mm?200_。
[0046]此外，为了进行土体加固，在敞开段隧道主体结构的主体结构侧墙5与围护粧I之间压填有压密浆层，以使围护粧之间形成封闭的连续帷幕。
[0047]本发明将围护结构和主体结构相结合，避免了敞开段隧道的结构底板应力集中现象及施工阶段不均匀沉降风险，并充分利用土体对粧的侧摩阻作用，节约工程量，实现良好的经济效益。
[0048]以上详细描述了本发明的各较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种敞开段隧道结构的抗浮方法，其特征在于，其包括以下步骤: 51、在开挖敞开段隧道结构的基坑之前，施做围护粧和顶围檩，其中，所述顶围檩部分地埋入敞开段隧道的主体结构； 52、陶槽架设一道支撑； 53、开挖所述基坑至坑底，浇注垫层及敞开段隧道的结构底板，拆除所述支撑； 54、浇注敞开段隧道的主体结构侧墙;及 55、对主体结构侧墙与围护粧之间的间隙进行压密注浆处理。2.如权利要求1所述的敞开段隧道结构的抗浮方法，其特征在于，在步骤S4的浇注主体结构侧墙之前，对SI中顶围檩埋入主体结构部分的表面进行凿毛处理，使得所述顶围檩与敞开段隧道的主体结构一体连接，以传递剪力。3.如权利要求1所述的敞开段隧道结构的抗浮方法，其特征在于，所述顶围檩埋入敞开段隧道的主体结构内10mm?200mm。4.一种用于敞开段隧道结构的抗浮方法中的抗浮结构，其特征在于，其包括:若干环设于敞开段隧道主体结构的顶围檩及设于各顶围檩的底部的围护粧，所述顶围檩部分地埋入所述敞开段隧道主体结构内、并与所述敞开段隧道主体结构一体连接。5.如权利要求4所述的抗浮结构，其特征在于，所述顶围檩埋入所述敞开段隧道主体结构 I OOmm ?200mm。6.如权利要求4或5所述的抗浮结构，其特征在于，所述敞开段隧道主体结构的主体结构侧墙与围护粧之间压填有压密浆层。
【专利摘要】本发明公开了一种敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构，其中，所述敞开段隧道结构的抗浮方法包括以下步骤：S1在开挖敞开段隧道结构的基坑之前，施做围护桩和顶围檩，所述顶围檩部分地埋入敞开段隧道的主体结构；S2、陶槽架设支撑；S3、开挖所述基坑至坑底，浇注垫层及敞开段隧道的结构底板，拆除支撑；S4、浇注敞开段隧道的主体结构侧墙；S5、对主体结构侧墙与围护桩之间的间隙进行压密注浆处理。本发明将围护结构和主体结构相结合，避免了敞开段隧道的结构底板应力集中现象及施工阶段不均匀沉降风险，并充分利用土体对桩的侧摩阻作用，节约工程量，实现良好的经济效益。
【IPC分类】E02D31/12
【公开号】CN105625480
【申请号】CN201610149256
【发明人】王印昌, 吴晓庚, 姜弘, 李庭平, 王新, 马姣蓉
【申请人】上海市城市建设设计研究总院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月16日