[发明专利]上软下硬地层地铁车站基坑开挖施工工艺

摘要

本发明公开了一种上软下硬地层地铁车站基坑开挖施工工艺，所施工地铁车站基坑内侧中部设置有的中间支撑结构，所施工地铁车站基坑的围护结构包括上部围护结构、中部围护结构和下部围护结构；下部基坑分为上基坑和下基坑；中间支撑结构包括多个挖孔桩，挖孔桩为钢管混凝土桩，钢管混凝土桩包括钢管支撑柱、中节点构造和下节点构造；对地铁车站基坑进行开挖施工时，包括步骤：A、中间支撑结构及上部围护结构同步施工；B、上部基坑开挖；C、中部围护结构施工；D、上基坑开挖；E、下基坑开挖。本发明工艺步骤简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成上软下硬地层地铁车站基坑开挖施工过程，并且施工过程安全可靠。

主权项

1.一种上软下硬地层地铁车站基坑开挖施工工艺，其特征在于：所施工地铁车站基坑(16‑5)内侧中部设置有的中间支撑结构，所施工地铁车站基坑(16‑5)的围护结构包括由上至下对地铁车站基坑(16‑5)进行围护的上部围护结构、中部围护结构和下部围护结构，所施工地铁车站所处施工区域的地层为上软下硬地层，所述上软下硬地层包括下部基岩层和位于所述下部基岩层上方的上部土层；所述地铁车站基坑(16‑5)分为上部基坑和位于所述上部基坑下方的下部基坑，所述上部基坑位于所述上部土层内；所述上部围护结构包括两个对称布设于所述上部基坑左右两侧的上围护结构，所述上围护结构包括多根沿所述上部基坑的侧部开挖线由前至后布设的上钻孔灌注桩(16‑6)和一道支撑于多根所述上钻孔灌注桩(16‑6)上的上冠梁(16‑7)，所述上冠梁(16‑7)为钢筋混凝土梁，所述上冠梁(16‑7)与多根所述上钻孔灌注桩(16‑6)浇筑为一体，相邻两根所述上钻孔灌注桩(16‑6)之间通过上钢筋混凝土挡土墙进行紧固连接；多根所述上钻孔灌注桩(16‑6)的结构和尺寸均相同且其均布设在同一水平面上，所述上钻孔灌注桩(16‑6)的底端高度低于所述上部基坑的底部高度；所述下部基坑分为上基坑和位于所述上基坑下方的下基坑，所述上基坑位于所述上部土层内，所述下基坑位于所述下部基岩层内；所述上部基坑的宽度大于所述上基坑的宽度，所述上基坑的宽度大于所述下基坑的宽度；所述中部围护结构包括两个对称布设于所述上基坑左右两侧的中围护结构，所述中围护结构包括多根沿所述上基坑的侧部开挖线由前至后布设的下钻孔灌注桩(16‑8)和一道支撑于多根所述下钻孔灌注桩(16‑8)上的下冠梁(16‑9)，所述下冠梁(16‑9)为钢筋混凝土梁，所述下冠梁(16‑9)与多根所述下钻孔灌注桩(16‑8)浇筑为一体，相邻两根所述下钻孔灌注桩(16‑8)之间通过下钢筋混凝土挡土墙进行紧固连接；多根所述下钻孔灌注桩(16‑8)的结构和尺寸均相同且其均布设在同一水平面上，所述下钻孔灌注桩(16‑8)的底端高度低于所述上基坑的底部高度；所述下部围护结构包括两个对称布设在所述下基坑左右两侧的下围护结构，所述下围护结构包括多道沿所述下基坑的侧部开挖线由前至后布设的下部锚索(16‑10)，多道所述下部锚索(16‑10)均布设在同一平面上且其均布设在所述下基坑的上部外侧，所述下部锚索(16‑10)由内至外逐渐向下倾斜；所述中间支撑结构包括多个挖孔桩，多个所述挖孔桩沿地铁车站基坑(16‑5)的纵向长度方向由前至后进行布设，且多个所述挖孔桩均呈竖直向布设；所述挖孔桩为钢管混凝土桩，所述钢管混凝土桩的直径为Φ550mm～Φ650mm；所述钢管混凝土桩包括位于所施工地铁车站内的钢管支撑柱(1)、布设于钢管支撑柱(1)中部的中节点构造和布设于钢管支撑柱(1)下部的下节点构造，所述钢管支撑柱(1)呈竖直向布设；所施工地铁车站的主体结构包括底板(4)、两个分别布设在底板(4)左右两侧上方的侧墙、位于底板(4)正上方的顶板和一个布设在所述顶板与底板(4)之间的中板，所述底板(4)、所述顶板和所述中板的左右两侧均与所述侧墙连接为一体；所述钢管支撑柱(1)的上下部分别固定在所述顶板和底板(4)上，所述中板中设置有呈水平布设的中板梁(3)，所述中板梁(3)沿所施工地铁车站的横向宽度方向进行布设，所述底板(4)、所述中板和中板梁(3)均为钢筋混凝土结构；所述中节点构造包括同轴套装在钢管支撑柱(1)上的圆形托盘(2)，所述圆形托盘(2)呈水平布设，所述中板梁(3)支撑于圆形托盘(2)上，所述圆形托盘(2)位于中板梁(3)下方，所述圆形托盘(2)卡装在钢管支撑柱(1)上，所述钢管支撑柱(1)从中板梁(3)内穿过；所述下节点构造包括由上至下布设的上加劲结构(5)、中加劲结构(6)和下加劲结构(7)，所述上加劲结构(5)与下加劲结构(7)呈对称布设，所述上加劲结构(5)、中加劲结构(6)和下加劲结构(7)均浇筑于底板(4)内；所述上加劲结构(5)包括多个沿圆周方向均匀布设在钢管支撑柱(1)外侧壁上的上加劲件，多个所述上加劲件均布设在同一水平面上；所述中加劲结构(6)包括多个沿圆周方向均匀布设在钢管支撑柱(1)外侧壁上的中加劲件，多个所述中加劲件均布设在同一水平面上；所述下加劲结构(7)包括多个沿圆周方向均匀布设在钢管支撑柱(1)外侧壁上的下加劲件，多个所述下加劲件均布设在同一水平面上；对地铁车站基坑(16‑5)进行开挖施工时，包括以下步骤：步骤A、中间支撑结构及上部围护结构同步施工：对所述中间支撑结构和所述上部围护结构分别进行施工；其中，对所述中间支撑结构进行施工时，由前至后对所述中间支撑结构中的多个所述挖孔桩分别进行施工，多个所述挖孔桩的施工方法均相同；对任一个所述挖孔桩进行施工时，过程如下：步骤一、桩孔开挖：由上至下对所施工挖孔桩的桩孔(15‑1)进行开挖，所述桩孔(15‑1)分为上部桩孔和位于所述上部桩孔下方的下部桩孔，所述上部桩孔位于所述上部土层内，所述下部桩孔位于所述下部基岩层内；对所述桩孔(15‑1)进行开挖时，过程如下：步骤101、上部桩孔开挖：采用人工由上至下对所述上部桩孔进行开挖，包括以下步骤：步骤1011、孔口开挖及锁口结构施工：在所述上部桩孔的孔口段进行开挖，并在开挖成型的所述孔口段内施工锁口结构；所述锁口结构包括位于桩孔(15‑1)的孔口内上的圆筒状加固结构(15‑2)和布设在圆筒状加固结构(15‑2)上的圆环形凸台(15‑3)，所述圆筒状加固结构(15‑2)和圆环形凸台(15‑3)均为钢筋混凝土结构且二者浇筑为一体；所述圆筒状加固结构(15‑2)呈竖直向布设，所述圆环形凸台(15‑3)与圆筒状加固结构(15‑2)呈同轴布设，且圆环形凸台(15‑3)呈水平布设且其位于圆筒状加固结构(15‑2)的正上方；所述圆环形凸台(15‑3)的内径与圆筒状加固结构(15‑2)的内径相同，所述圆环形凸台(15‑3)的外径大于圆筒状加固结构(15‑2)的外径；所述桩孔(15‑1)为布设于所施工地铁车站内侧中部的挖孔桩桩孔，所述桩孔(15‑1)的孔径为Φ2m～Φ3m且其孔径与所述挖孔桩的直径相同，所述圆环形凸台(15‑3)的内径小于桩孔(15‑1)的孔径且其外径大于桩孔(15‑1)的孔径；所述圆筒状加固结构(15‑2)伸出地面的长度为20cm～50cm，所述圆筒状加固结构(15‑2)内设置有圆筒状钢筋笼，所述圆筒状钢筋笼包括多道沿圆周方向均匀布设在同一水平面上的竖向钢筋(15‑4)和多道由上至下布设的环形箍筋(15‑5)，多道所述环形箍筋(15‑5)均呈水平向布设，多道所述竖向钢筋(15‑4)通过多道所述环形箍筋(15‑5)紧固连接为一体；每道所述竖向钢筋(15‑4)的上部均伸入至圆环形凸台(15‑3)内；所述上部桩孔由上至下分为多个桩孔节段，所述桩孔节段的长度为500mm～1000mm，每个所述桩孔节段内均设置有护壁结构(15‑6)，所述护壁结构(15‑6)为混凝土结构；多个所述桩孔节段中位于最上部的桩孔节段为顶部节段，所述顶部节段内的护壁结构(15‑6)位于圆筒状加固结构(15‑2)下方且二者浇筑为一体；所述桩孔(15‑1)的孔径为Φ2m～Φ3m且其呈竖直向布设；步骤1012、上部桩孔后续开挖：由上至下对所述上部桩孔中的多个所述桩孔节段分别进行开挖；每开挖完成一个所述桩孔节段，均在开挖成型的所述桩孔节段内施工护壁结构(15‑6)；待上一个所述桩孔节段内的护壁结构(15‑6)施工完成后，再对下一个所述桩孔节段进行开挖；步骤二、钢管支撑柱吊装：将所述钢管支撑柱(1)由上至下吊装入步骤一中所述桩孔(15‑1)内，并使所述钢管支撑柱(1)位于所述桩孔(15‑1)的内侧中部；步骤三、混凝土灌注：通过注浆导管(13)向钢管支撑柱(1)内灌注混凝土；待所灌注混凝土凝固后，获得施工完成的挖孔桩；步骤B、上部基坑开挖：由上至下对所述上部基坑进行开挖；步骤C、中部围护结构施工：对所述中部围护结构进行施工；步骤D、上基坑开挖：由上至下对所述上基坑进行开挖；步骤E、下基坑开挖：采用爆破开挖方式对所述下基坑进行开挖，所述下基坑开挖过程中，由上至下对所述下部围护结构进行施工。