一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地下建筑工程技術領域，是一種新型的減少地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的方法和結構-橫向隔斷法。
【背景技術】
[0002]隨著城市建設的快速發展，城市空間日益緊張，地下隧道工程往往會下穿各種建、構筑物。而地下隧道工程的修建，不可避免的會產生地層移動和地表沉降，從而引起地表建、構筑物的沉降、變形甚至破壞。目前，國內對于建、構筑物的加固與保護主要有二種解決思路，一是提高建、構筑物的抗變形能力，主要采用結構加固、基礎托換等方法；二是減少暗挖施工引起的地層移動和地表沉降，主要采用地層加固、隔斷法等方法；這兩種思路都有各自的缺陷和局限性，一般均結合使用。
[0003]其中結構加固及基礎托換都是對既有建、構筑物進行加固、改造，增強既有結構的抵抗變形能力。該方法為一種常規加固方法，適用性強，一般需結合其他措施共同使用。該方法的缺點是受既有建筑物施工條件的影響，如既有結構不具備加固及托換的條件或實施空間，則無法使用本方法；
[0004]地層加固一般采取洞內注漿或地表注漿等方法，對地層進行加固，從而減小地下結構施工時引起的地層移動及地表沉降。但由于目前注漿技術、工藝以及地層對注漿的適用性等因素，注漿加固代價較高，效果無法預估，加固后地層的承載能力難以確定，該方法造價較高、效果較差，且一般需結合其他方法共同使用；
[0005]隔斷法是在擬建地下結構及上方既有結構之間打設一排或多排粧基，起到隔離地下結構施工時引起地層移動及地表沉降對既有結構影響的作用，在地下結構施工領域，該方法使用較多，效果較好，但一般僅適用于既有結構與擬建地下結構平面具有一定水平距離的情況。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種減少地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法。
[0007]為了實現上述發明目的，本發明施工步驟如下:
[0008]一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，在基坑或導洞內，通過非開挖技術(如頂管法、水平鉆機等)方法，形成一道位于既有建、構筑物基礎與擬建地下結構間的豎向承載力能可控的橫向的加固結構層；加固結構層與既有結構基礎底較近時，加固結構層作為既有結構的筏形基礎或條形基礎，增強既有結構抵抗變形的能力；加固結構層與擬建地下結構頂較近時，加固結構層作為擬建地下結構的橫向承載體系，隔離擬建地下結構引起的地層變形對既有建、構筑物基礎的影響。
[0009]加固結構層與既有結構基礎底較近的施工步驟:
[0010]A.在既有建、構筑物基礎兩側，沿擬建地下結構縱向開挖兩座基坑并支護；
[0011]B.在兩側基坑底部，沿擬建地下結構橫向施工一層或多層小間距橫梁，形成一層或多層加固結構層；
[0012]C.將加固結構層與基坑底板連接，使基坑底板成為加固結構層的基礎；
[0013]D.基坑回填。
[0014]E.施作擬建地下結構。
[0015]加固結構層與擬建地下結構頂較近的施工步驟:
[0016]A.在既有建、構筑物基礎地基壓力擴散角范圍外，沿擬建地下結構縱向施作兩個導洞并襯砌；
[0017]B.在兩側導洞底部，沿擬建地下結構橫向施工一層或多層小間距橫梁，形成一層或多層加固結構層；
[0018]C.將加固結構層與基坑底板連接，使導洞底板成為加固結構層的基礎；
[0019]D.導洞回填；
[0020]E.施作擬建地下結構。
[0021]本方法中加固結構層采用非開挖技術(如頂管法或水平鉆機等)方法實施；如地下水位較高且不具備降水條件，也可采取水平咬合粧或管幕等具有止水能力且豎向承載能力可控的施工工藝。
[0022]本方法中橫梁截面為圓形或矩形；橫梁尺寸、縱向間距、層數等根據地質、上部既有建構筑物荷載以及擬建地下結構開挖步序的最不利工況計算確定。
[0023]本方法中導洞或基坑底板可采用條形基礎、筏型基礎或粧基礎。
[0024]在現場條件困難的情況下，可僅設置單側導洞或基坑。
[0025]本發明具有以下優點:
[0026]1、本發明可在既有建、構筑物周邊施工，基坑與導洞布置靈活，不受既有結構限制，
[0027]2、施工過程中對既有結構的影響較小；
[0028]3、本發明中的橫向加固結構層，與既有結構基礎底較近時，可作為既有結構的筏形基礎(或條形基礎)考慮，本發明加固效果可控，可有效提高既有建、構筑物的抗變形能力；
[0029]4、本發明中的橫向加固結構層，與擬建地下結構頂較近時，橫向加固層剛度可控，可有效承載上部土體及建構筑物荷載，起到隔離擬建地下結構建設中地層變形對既有建、構筑物基礎的影響的作用，尤其是對于平頂直墻暗挖地下結構有著較好的效果。
[0030]5、本發明中的橫向加固結構層，其施工工藝可采用非開挖技術或水平鉆機等等工法，與常規加固方法比，加固效果可靠，經濟效益較好。
[0031]6、本發明適用范圍廣，即可適用于擬建地下結構下穿既有結構的情況，又可適用于擬建地下結構側穿既有結構的情況。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發明的加固施工步序示意圖之一。
[0033]圖2是本發明的加固施工步序示意圖之二。
【具體實施方式】
[0034]本發明所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，具體步驟描述如下:在基坑或導洞內，通過非開挖技術(如頂管法、水平鉆機等)方法，形成一道位于既有建、構筑物基礎與擬建地下結構間的豎向承載力能可控的橫向的加固結構層；加固結構層與既有結構基礎底較近時，加固結構層作為既有結構的筏形基礎或條形基礎，增強既有結構抵抗變形的能力；加固結構層與擬建地下結構頂較近時，加固結構層作為擬建地下結構的橫向承載體系，隔離擬建地下結構引起的地層變形對既有建、構筑物基礎的影響。
[0035]參見圖1，加固結構層與既有結構基礎底較近時施工步驟:
[0036]A.在既有建、構筑物I基礎兩側，沿擬建地下結構2縱向開挖兩座基坑并支護(參見圖1中A);
[0037]B.在兩側基坑底部，沿擬建地下結構2橫向施工一層或多層加固結構層(參見圖
1中 B);
[0038]C.將加固結構層與基坑底板連接，使基坑底板成為加固結構層的基礎(參見圖1中C);
[0039]D.基坑回填(參見圖1中D)。
[0040]E.施作擬建地下結構(參見圖1中E)。
[0041]參見圖2，加固結構層與擬建地下結構頂較近時施工步驟:
[0042]A.在既有建、構筑物基礎I地基壓力擴散角a范圍外兩側，沿擬建地下結構2縱向施作兩個導洞并襯砌(參見圖2中A);
[0043]B.在兩側導洞底部，沿擬建地下結構2橫向施工一層或多層加固結構層(參見圖
2中 B);
[0044]C.將加固結構層與基坑底板連接，使導洞底板成為加固結構層的基礎(參見圖2中C);
[0045]D.導洞回填(參見圖1中D)。
[0046]E.施作擬建地下結構(參見圖2中E)。
[0047]本方法中加固結構層采用非開挖技術方法實施；如地下水位較高且不具備降水條件，也可采取水平咬合粧或管幕等具有止水能力且豎向承載能力可控的施工工藝。
[0048]本方法中橫梁截面為圓形或矩形；橫梁尺寸、縱向間距、層數等根據地質、上部既有建構筑物荷載以及擬建地下結構開挖步序的最不利工況計算確定。
[0049]本方法中導洞或基坑底板可采用條形基礎、筏型基礎或粧基礎。
[0050]在現場條件困難的情況下，可僅設置單側導洞或基坑。
[0051]加固結構層與上部既有結構和擬建地下結構間距應根據上部既有結構基礎形式、擬建地下結構斷面形式及施工方法綜合考慮確定；
[0052]本方法既可以單獨使用，也可以與常規加固措施一同使用。
【主權項】
1.一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，在基坑或導洞內，通過非開挖技術方法，形成一道位于既有建、構筑物基礎與擬建地下結構間的豎向承載力能可控的橫向的加固結構層；加固結構層與既有結構基礎底較近時，加固結構層作為既有結構的筏形基礎或條形基礎，增強既有結構抵抗變形的能力；加固結構層與擬建地下結構頂較近時，加固結構層作為擬建地下結構的橫向承載體系，隔離擬建地下結構引起的地層變形對既有建、構筑物基礎的影響。2.根據權利要求1所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，加固結構層與既有結構基礎底較近時的施工步驟: A.在既有建、構筑物基礎兩側，沿擬建地下結構縱向開挖兩座基坑并支護； B.在兩側基坑底部，沿擬建地下結構橫向施工一層或多層小間距橫梁，形成一層或多層加固結構層； C.將加固結構層與基坑底板連接，使基坑底板成為加固結構層的基礎； D.基坑回填。 E.施作擬建地下結構。3.根據權利要求1所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，加固結構層與擬建地下結構頂較近時的施工步驟: A.在既有建、構筑物基礎地基壓力擴散角范圍外，沿擬建地下結構縱向施作兩個導洞并襯砌； B.在兩側導洞底部，沿擬建地下結構橫向施工一層或多層小間距橫梁，形成一層或多層加固結構層； C.將加固結構層與基坑底板連接，使導洞底板成為加固結構層的基礎； D.導洞回填； E.施作擬建地下結構。4.根據權利要求2或3所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，加固結構層采用非開挖技術實施；如地下水位較高且不具備降水條件，也可采取水平咬合粧或管幕等具有止水能力且豎向承載能力可控的施工工藝。5.根據權利要求2或3所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，其中橫梁截面為圓形或矩形；橫梁尺寸、縱向間距、層數等根據地質、上部既有建構筑物荷載以及擬建地下結構開挖步序的最不利工況計算確定。6.根據權利要求2或3所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，導洞或基坑底板可采用條形基礎、筏型基礎或粧基礎。7.根據權利要求2或3所述的一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法，其特征在于，在現場條件困難的情況下，可僅設置單側導洞或基坑。
【專利摘要】本發明公開了一種減小地下結構建設中地表沉降及建構筑物變形的橫向隔斷法,在基坑或導洞內，通過非開挖技術方法，形成一道位于既有建、構筑物基礎與擬建地下結構間的豎向承載力能可控的橫向的加固結構層；加固結構層與既有結構基礎底較近時，加固結構層作為既有結構的筏形基礎或條形基礎，增強既有結構抵抗變形的能力；加固結構層與擬建地下結構頂較近時，加固結構層作為擬建地下結構的橫向承載體系，隔離擬建地下結構引起的地層變形對既有建、構筑物基礎的影響。本發明可以有效減小地下結構建設中地表沉降、鄰近建構筑物變形等問題，同時具有施工靈活性好、適用范圍廣、加固效果可控等優點。
【IPC分類】E02D31/08
【公開號】CN104895121
【申請號】CN201510280143
【發明人】趙子寅, 張晉毅
【申請人】北京市市政工程設計研究總院有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月27日