一种子母钢管群刚性封底结构的制作方法

1.本实用新型属于地下工程技术领域，特别涉及一种子母钢管群刚性封底结构。


背景技术：

2.地下工程中，伴随浅层地下空间越来越稀少，出现越拉越多的高水位、超深暗挖或明挖地下结构。现阶段对此类工程，主要采用布置足够多的降水井，进行降水施工。但市政排水设施能力有限，特别是大面积抽排地下水，造成地下水浪费，不利于地下水资源保护。在环保要求越来越严格的情况下，超深地下结构越来越多要求进行止水施工，节约地下资源，其中底部地下水封堵是其中重难点。现有技术中，主要采用旋喷、超高压旋喷、冷冻法进行封堵施工，特别是对于较深的地下结构，现有技术质量难以保证，存在漏水风险，共有的特点是封堵结构厚、工程量巨大、代价高、效果差，存在极大的安全隐患。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种子母钢管群刚性封底结构，克服现有技术代价高、效果差，安全隐患多的诸多弊端，提高封底可靠性和安全度。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.本实用新型提供了一种子母钢管群刚性封底结构，包括波浪形子母钢管群；
6.所述波浪形子母钢管群由若干子母钢管组依次横向连接组成，所述波浪形子母钢管群截面呈若干个弧形连接而成的波浪形；所述子母钢管组由母管和子管横向连接组成，所述母管直径大于子管直径，所述母管、子管中浇注有混凝土一；
7.始发井地下连续墙、接收井地下连续墙之间通过两排主体地下连续墙连接，两排主体地下连续墙分别与所述波浪形子母钢管群两侧连接；所述波浪形子母钢管群上方设置有主体结构，所述主体结构的结构柱底部与所述波浪形子母钢管群连接；所述波浪形子母钢管群两端分别位于始发井、接收井内，且所述始发井、接收井的井底与主体结构之间回填有混凝土二。
8.作为优选，所述波浪形子母钢管群由若干子母钢管组通过t形防水锁扣连接组成，所述t形防水锁扣包括锁扣封板、翼缘板、圆形止水条，子母钢管组中的母管外壁连接有翼缘板，所述翼缘板穿过相邻子母钢管组中的子管一侧外壁，且所述翼缘板端部连接有与翼缘板垂直的锁扣封板，所述锁扣封板位于所述子管腔内，位于所述子管腔内的翼缘板上、下表面分别设置有圆形止水条。
9.作为优选，所述波浪形子母钢管群两侧通过地下连续墙连接翼缘板分别与两排主体地下连续墙连接；所述地下连续墙连接翼缘板固接于所述波浪形子母钢管群两侧的母管上。
10.作为优选，所述主体地下连续墙预留有与所述地下连续墙连接翼缘板配合的槽道，所述槽道深度不大于主体地下连续墙厚度的0.3倍，且所述槽道中预留有止水条。
11.作为优选，所述母管直径为1～2m，所述子管直径为150mm。
12.本实用新型具有如下有益效果：
13.本实用新型提供的一种子母钢管群刚性封底结构,采用机械法施工大直径子母钢管形成若干弧形结构，最终形成波浪形子母钢管群刚性封底结构，有效提高了施工效率和施工质量，避免了常规封底结构大面积渗水、漏水的缺点；利用弧形结构改善封底结构受力，有效减小封底厚度；波浪形子母钢管群封底结构、结构柱、主体地下连续墙、始发井地下连续墙、接收井地下连续墙、始发井和接收井刚性连接，最终形成整体抗浮结构，可取消抗拔桩等辅助抗浮措施。最终，本实用新型波浪形子母钢管群刚性封底结构使得封底可靠性大大提高，有效节约了工期，极大减少了工程造价，有效保护地下水资源，真正实现安全和环保要求的设计理念。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实施例的一些实施例。
15.图1为本实用新型实施例工程平面示意图；
16.图2为本实用新型实施例中基坑横剖面示意图；
17.图3为本实用新型实施例中始发井/接收井横剖面示意图；
18.图4为本实用新型实施例子母钢管群封底结构受力示意图；
19.图5为本实用新型实施例中波浪形子母钢管群与主体地下连续墙连接示意图；
20.图6为本实用新型实施例中子母钢管组示意图；
21.图7为本实用新型实施例中主体地下连续墙预留槽道示意图；
22.图8为本实用新型实施例中t形防水锁扣示意图；
23.图9为本实用新型实施例中结构柱下抗浮结构示意图。
24.附图标记说明：
25.10.始发井；20.接收井；30.主体地下连续墙；31.始发井地下连续墙；32.接收井地下连续墙；33.槽道；40.波浪形子母钢管群；41.母管；42.子管；43.锁扣封板；44.翼缘板；45.圆形止水条；46.地下连续墙连接翼缘板；47.混凝土一；50.主体结构；51.基坑支撑；52.结构柱；53.混凝土二；54.结构柱钢筋。
具体实施方式
26.为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。
27.本实施例提供了一种子母钢管群刚性封底结构，如图1至图9所示，包括波浪形子母钢管群40；所述波浪形子母钢管群40由若干子母钢管组通过t形防水锁扣依次横向连接组成，所述波浪形子母钢管群40截面呈若干个弧形连接而成的波浪形；所述子母钢管组由母管41和子管42横向连接组成，所述母管41直径大于子管42直径，优选母管41直径为1～2m，子管42直径为150mm。所述母管41、子管42中浇注有混凝土一47。
28.设于始发井10外围的始发井地下连续墙31、设于接收井20外围的接收井地下连续墙32之间通过两排主体地下连续墙30连接，两排主体地下连续墙30分别与所述波浪形子母
钢管群40两侧连接；所述波浪形子母钢管群40上方设置有主体结构50，所述主体结构50的结构柱52底部与所述波浪形子母钢管群40连接；所述波浪形子母钢管群40两端分别位于始发井10、接收井20内，且所述始发井10、接收井20的井底与主体结构50之间回填有混凝土二53。
29.如图5至图8所示，所述t形防水锁扣包括锁扣封板43、翼缘板44、圆形止水条45，子母钢管组中的母管41外壁连接有翼缘板44，所述翼缘板44穿过相邻子母钢管组中的子管42一侧外壁，且所述翼缘板44端部连接有与翼缘板44垂直的锁扣封板43，所述锁扣封板43位于所述子管42腔内，位于所述子管42腔内的翼缘板44上、下表面分别设置有圆形止水条45。锁扣封板43与翼缘板44可采用焊接，只需满足受力和构造要求。当地下水从子母管组接缝处流入母管41后，圆形止水条45遇水膨胀后，形成良好的止水体，圆形止水条45数量可根据实验结果最终确定。所述波浪形子母钢管群40两侧通过地下连续墙连接翼缘板46分别与两排主体地下连续墙30连接；所述地下连续墙连接翼缘板46固接于所述波浪形子母钢管群40两侧的母管41上，波浪形子母钢管群40有一侧最靠外的子母钢管组省略子管42。
30.所述波浪形子母钢管群40两侧通过母管41与所述主体地下连续墙30连接，每侧所述母管41通过不少于两道地下连续墙连接翼缘板46与所述主体地下连续墙30连接。所述主体地下连续墙30预留有与所述地下连续墙连接翼缘板46配合的槽道33，所述槽道33深度不大于主体地下连续墙30厚度的0.3倍，且所述槽道33中预留有止水条。
31.如图4所示，波浪形子母钢管群封底结构受浮力f和上部土体及自重g作用，浮力作用力f产生了两个分力，一个水平分力f1和一个竖直向上分力f2，波浪形子母钢管群及以上的土体产生的竖直向下的重力g阻止竖直向上浮力分力f2。其中f2小于总浮力f，故采用波浪形子母钢管群封底后，极大改善受力，可替代常规大体积混凝土封底方式。
32.本实施例还提供了一种子母钢管群刚性封底结构的施工方法，如图1至图9所示，所述方法包括如下步骤：
33.步骤s1，施工始发井地下连续墙31、接收井地下连续墙32、主体地下连续墙30；
34.步骤s2，开挖始发井10、接收井20，并架设数道基坑支撑51；
35.步骤s3，利用始发井10作为施工面，通过小型顶管机分段顶进子母钢管组至接收井20，通过t形防水锁扣将若干子母钢管组连接成波浪形子母钢管群40，波浪形子母钢管群40两端分别位于始发井10、接收井20内；所述始发井10、接收井20净空尺寸需根据子母钢管组顶进设备和施工净空要求确定。
36.步骤s4，主体结构50的结构柱52下方的母管41内预留结构柱钢筋54，并在母管41和子管42内浇注混凝土一47；然后施工回填混凝土二53；
37.步骤s5，基坑开挖并施工地下主体结构50；主体结构50的结构柱52通过其下方母管41内预留的结构柱钢筋54与波浪形子母钢管群40连接。预留的结构柱钢筋54浇筑混凝土后，与结构柱52形成一体，最终使得主体结构、波浪形子母钢管封底结构及封底以上土体、发井地下连续墙31、接收井地下连续墙32、主体地下连续墙30形成一个整体抗浮结构，可不打设抗拔桩。
38.进一步地，始发井地下连续墙31、接收井地下连续墙32、主体地下连续墙30为c40钢筋混凝土结构；所述主体地下连续墙30与波浪形子母钢管群40通过地下连续墙连接翼缘板46连接，主体地下连续墙30下部预留不少于两道长
×
高为30cm
×
30cm的槽道33，为地下
连续墙连接翼缘板46预留插入空间。
39.进一步地，步骤s2中，始发井10、接收井20提前布设封闭降水井，进行减压降水至基坑抗突涌安全水位。
40.进一步地，步骤s5的具体步骤为：
41.(1)水位以上土方开挖，开挖至水位线0.5m位置处。
42.(2)水位以下坑内疏干开挖；基坑内设置临时疏干井，利用竖向提升设备将疏干后的土体垂直运出，并对基坑进行清理。
43.(3)铺设防水，从下到上施工主体结构50的底板、结构柱、侧墙、顶板，完成结构封闭，最后进行施做内部结构，进行建筑砌筑和装修，完成车站施工。
44.由于波浪形子母钢管群封底结构为刚性止水结构，与主体地下连续墙、始发井地下连续墙、接收井地下连续墙结合后形成封闭止水结构，增加抗浮能力，改善封底受力，有效减小封底厚度，极大的避免了水下开挖。
45.以上通过实施例对本实用新型实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型实施例的实施范围。本实用新型实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型实施例技术方案的启发下，在本实用新型实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型实施例的专利涵盖保护范围之内。