[发明专利]地铁枢纽站改扩建中控制运营车站结构上浮的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制地铁运营车站结构上浮的施工方法，尤其涉及一种采用钻孔灌注桩和压梁体系工艺在地铁枢纽站改扩建中控制运营车站结构上浮的施工方法，属于建筑工程领域。

背景技术

随着城市轨道交通规划的网络化运营，地铁换乘枢纽站的建设日益增多，但由于我国城市规划相对滞后，先施工投入运营的地铁车站往往没有综合考虑到后建车站，因此，地铁换乘枢纽站建设中常常需要对运营车站进行改扩建。在改扩建施工中，对地铁运营车站顶部大面积卸载是一种常见的形式。而大面积卸载将会导致运营车站结构的上浮，因此施工中控制运营车站结构的上浮往往成为制约整个改建工程的主要因素，如何采取简单、快捷措施，有效控制运营车站结构因卸载而发生的上浮，成为地铁运营单位和工程施工单位迫切需要解决的问题。

目前，控制构筑物抗浮一般有以下三种方法：(1)配重法：在建筑物上增加荷载，以平衡浮力，这种方法可通过增加建筑物的自重来实现，比如增加建筑物的层数或在建筑物上放置重物等；(2)“排”的方法：通过设置盲沟、集水井、排水井，将地下水及时抽排，不至于产生浮力；(3)“抗”的方法：通过在底板上设置抗浮锚杆或抗拔桩，利用抗浮锚杆或抗拔桩来平衡地下水的浮力作用。

上述三种方法对运营车站改建卸载的抗浮控制都存在不同的缺陷和不足之处：配重法因改建施工时运营车站顶部先要卸载，难以预先加厚结构或增加荷载达到控制上浮的效果。“排”水方法，实施较困难，难以达到预期效果，不能满足因改建结构永久卸载的要求，尤其对于运营车站，施工难度大、风险高，难以确保车站结构安全和列车运行安全。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：03116924.4，名称为“利用抗浮土钉支护地下建筑的方法”，该专利技术是在地下建筑物底板的下端设置有至少一个土钉，通过土钉将底板、地下建筑的垫层和土层固定，所述的土钉为中空的管状结构，采用冲击装置为动力，将土钉插入土层中，然后在土钉中注入水泥浆，进一步所述的中空的管状结构物的材料可以为金属，也可以为非金属材料，在所述的中空的管状结构物的壁上设置有出浆孔。这种方法对于一般的建筑物结构或还未投入运营的地铁车站来说，不失为一种有效办法，但在运营中的地铁车站施工，施工场地相对狭小，且需保证地铁列车正常运营的条件下对站台板、轨道层结构底板进行开孔、施工埋设土钉、结构连接进行施工，施工难度大、风险高，难以确保车站结构安全和列车运行安全。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种在地铁枢纽站改扩建中控制运营车站结构上浮的施工方法，有效地解决了运营地铁车站因结构顶板卸载引发的结构上浮问题，同时减小了抗浮措施施工风险。

本发明主要原理是根据车站改建顶板卸载(卸载总重力记为G1)是按规律分布在两侧的墙体——地下连续墙与结构侧墙(墙体上的分力记为q1)、结构立柱之上(立柱上的分力记为f1)。相应考虑能够在车站两侧墙体和立柱位置分别提供一个力q2(提供于墙体上的力)和f2(提供于立柱上的力)，分布规律与顶板卸载G1产生的分布相同，并且当q2＝q1，f2＝f1结构将保持力的平衡，顶板改建卸载时抗浮将得到控制。为此，决定在运营车站改建段两侧围护结构外设置钻孔灌注桩，通过桩顶的纵梁和压置在车站结构板上的横梁，横梁位于中板立柱横向中心线位置，形成刚性反力架，靠车站外的钻孔灌注桩提供反力，通过纵梁、横梁有效控制地铁运营车站卸载后结构上浮。

本发明是通过以下技术方案实现的：在运营车站卸载段围护结构外侧紧邻围护结构打设钻孔灌注桩，桩顶设两道钢筋混凝土纵梁，纵梁与车站围护结构通过植筋刚性连接成一体。再在车站结构中板横轴线位置上设若干道钢筋混凝土横梁，横梁两端与纵梁刚性连接、中心线与车站结构立柱中心线重合，最终形成钢筋混凝土刚性桁架，控制车站结构上浮。

以下对本发明进行进一步的描述，具体步骤如下：

1)钻孔灌注桩、压梁设计

钻孔灌注设计按能提供的抗拔力T(桩能提供的总抗拔力)＞G1卸载的总重量进行设计。由于钻孔灌注桩紧邻运营车站围护结构，单桩抗极限拔力计算时，在车站围护结构深度范围内需乘以折减系数。钻孔灌注桩顶紧贴运营车站地下墙迎土面设置一道纵梁将钻孔灌注桩连接成一体，并通过植筋将纵梁分别与各自一侧地下连续墙刚性连接。