本發(fā)明屬于地下建筑工程施工方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下立體車庫坑壁結(jié)構(gòu)凍結(jié)施工方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化水平的快速發(fā)展，家庭汽車保有量急劇增長(zhǎng)，而大部分老舊小區(qū)由于前期設(shè)計(jì)遠(yuǎn)瞻性不足，僅在地面預(yù)留了有限數(shù)量的車位或車庫，并未設(shè)置地下停車庫，但有限的地面停車位無法滿足持續(xù)增長(zhǎng)的城鎮(zhèn)車輛停放需求，尤其是大中城市學(xué)校附近老舊小區(qū)的車輛亂停亂放問題尤其嚴(yán)重，引起了小區(qū)內(nèi)交通擁堵、事故頻發(fā)、車輛和人員出行困難等一系列問題。

地下立體車庫具有占地面積小、不影響地面環(huán)境、停車容量大等優(yōu)點(diǎn)，是解決老舊居住小區(qū)(尤其是高密度人群小區(qū))車輛停放困難的有效方法。但大部分老舊小區(qū)構(gòu)筑物間距較小、公共可利用空間狹小，且地面構(gòu)筑物荷載嚴(yán)重影響著地下立體車庫開挖過程中坑壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為保證地下立體車庫開挖坑壁土體穩(wěn)定，傳統(tǒng)方法是在開挖面輪廓線外側(cè)施工維護(hù)樁或地連墻等人工結(jié)構(gòu)，但這種方法所能確保的安全開挖深度一般不超過30～50m，且需要較大的地面施工空間，對(duì)于公共區(qū)域狹小、地層結(jié)構(gòu)軟弱、地層富水性強(qiáng)和周邊高樓林立的復(fù)雜工程地質(zhì)和工程環(huán)境而言，其安全開挖深度更淺，即便加大維護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和力度，仍有可能引起開挖過程中坑壁和底板滲透水、地面開裂、構(gòu)筑物傾斜或坍塌等工程事故。因此，傳統(tǒng)的支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法難以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)大容量、大深度和復(fù)雜工程地質(zhì)環(huán)境下地下立體車庫安全建設(shè)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種地下立體車庫坑壁結(jié)構(gòu)凍結(jié)施工方法，確保地下立體車庫開挖過程中坑壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止開挖坑壁和底板滲涌水，加大地下車庫開挖深度，增強(qiáng)地下車庫在富水、軟弱、空間狹小等復(fù)雜工程環(huán)境的適用性，從而提高城市地下土地資源利用率，緩解城市地面停車?yán)щy。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種地下立體車庫坑壁結(jié)構(gòu)凍結(jié)施工方法，其具體施工步驟為：a、根據(jù)可利用地面范圍和車庫容量設(shè)計(jì)地下車庫幾何結(jié)構(gòu)形式和尺寸，通過受力分析設(shè)計(jì)凍結(jié)壁厚度、初次支護(hù)結(jié)構(gòu)、二次支護(hù)結(jié)構(gòu)和凍結(jié)參數(shù)，當(dāng)坑壁凍結(jié)深度范圍內(nèi)不存在有效天然底板隔水層時(shí)，在車庫底板下方施工一人工底板隔水層；b、采用鉆機(jī)施工各凍結(jié)鉆孔，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后安裝凍結(jié)管；c、利用凍結(jié)站和循環(huán)系統(tǒng)在各凍結(jié)管中循環(huán)低溫凍結(jié)液，對(duì)凍結(jié)管周邊土體進(jìn)行凍結(jié)，直至相鄰凍結(jié)孔的凍結(jié)鋒面交圈、凍結(jié)壁厚度和溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值，然后采用合適的凍結(jié)站制冷量和凍結(jié)液溫度對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行凍結(jié)維護(hù)；d、對(duì)地下立體車庫范圍凍結(jié)坑壁內(nèi)部土體進(jìn)行分段開挖，當(dāng)前段次土體開挖完成后，在凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)施工初次支護(hù)結(jié)構(gòu)，依次開挖其它段次土體和施加其初次支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用相同的方法對(duì)車庫底板進(jìn)行初次支護(hù)；e、在初次支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防水層，并施工二次支護(hù)結(jié)構(gòu)；f、在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)高溫液體對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行解凍，拆除凍結(jié)管，對(duì)初次支護(hù)結(jié)構(gòu)壁后、解凍土體和凍結(jié)孔進(jìn)行注漿充填和加固，尤其是支護(hù)結(jié)構(gòu)滲水位置。

本發(fā)明有益效果:該施工方法工藝流程簡(jiǎn)單易行，成本低廉，安全性強(qiáng)，施工所需空間小，施工進(jìn)度快，具有廣泛的實(shí)用性；該方法確保了地下立體車庫開挖過程中坑壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止開挖坑壁和底板滲涌水，加大了地下車庫開挖深度，增強(qiáng)了地下車庫在富水、軟弱、空間狹小等復(fù)雜工程環(huán)境的適用性，從而提高了城市地下土地資源利用率，緩解了城市地面停車?yán)щy。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的凍結(jié)施工地下立體車庫坑壁縱向剖面圖。

圖2是本發(fā)明的凍結(jié)施工地下立體車庫坑壁橫向剖面圖。

圖3是本發(fā)明的凍結(jié)施工地下立體車庫坑壁天然底板隔水層示意圖。

圖4是本發(fā)明的凍結(jié)施工地下立體車庫坑壁人工底板隔水層示意圖。

圖5是本發(fā)明的凍結(jié)管示意圖。

圖中：1.凍結(jié)管；2.凍結(jié)壁；3.初次支護(hù)結(jié)構(gòu)；4.防水層；5.二次支護(hù)結(jié)構(gòu)；6.天然底板隔水層；7.人工底板隔水層；11.進(jìn)水口；12.出水口。

具體實(shí)施方式：

一種地下立體車庫坑壁結(jié)構(gòu)凍結(jié)施工方法，其具體施工步驟為：

a、上海某小區(qū)廣場(chǎng)可利用平面范圍為半徑r＝11m的一圓形地帶，需建設(shè)100個(gè)地下停車位，按每層高度2.5m、單層停放4輛車計(jì)算，地下車庫深度62.5m，井壁凈空半徑為r＝8m。在80～90m深度處存在一天然隔水層，地面無明顯堆載，地層粘土天然密度2800kg/m³、-20℃時(shí)單軸抗壓強(qiáng)度2.0mpa。最大垂向應(yīng)力1.75mpa、水平應(yīng)力0.58mpa，按照安全系數(shù)1.5確定凍結(jié)壁厚度1.0m、初次支護(hù)混凝土厚度0.45m、防水層選用pvc塑料防水板,、二次支護(hù)混凝土厚度0.55m。由于天然隔水層較深，凍結(jié)深度大于80m時(shí)費(fèi)用大大增加，因此，在63～68m深度范圍內(nèi)采用旋噴法施工一人工隔水層，凍結(jié)深度70m、單圈凍結(jié)管間距1.0m、凍結(jié)壁溫度-20℃。

b、采用qdg-200鉆機(jī)施工各凍結(jié)鉆孔，鉆孔位于以車庫中心、半徑r＝10m的圓周上，鉆孔直徑101mm，當(dāng)鉆孔達(dá)到70m時(shí)安裝凍結(jié)管，凍結(jié)管由直徑5cm的注水管和直徑91mm的回水管組成。

c、利用凍結(jié)站將循環(huán)鹽水降溫至-50℃，采用泵送循環(huán)系統(tǒng)在各凍結(jié)管進(jìn)水管中注入低溫鹽水，然后由出水管將鹽水返還至凍結(jié)站，通過低溫鹽水與對(duì)凍結(jié)管周邊土體熱交換對(duì)凍結(jié)管周邊土體進(jìn)行凍結(jié)，直至相鄰凍結(jié)孔間土體的凍結(jié)鋒面交圈、凍結(jié)壁的厚度和溫度分別達(dá)到1.0m和-20℃，然后采用合適的凍結(jié)站制冷量對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行凍結(jié)維護(hù)。

d、對(duì)地下立體車庫范圍凍結(jié)坑壁內(nèi)部土體按段高2.0m進(jìn)行分段開挖，開挖半徑r＝9m在凍結(jié)壁的保護(hù)作用下當(dāng)前段次土體開挖完成后，在凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)施工初次支護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到最大強(qiáng)度的70％后，依次開挖下一段次土體和施加其初次支護(hù)結(jié)構(gòu)；采用相同的方法對(duì)后續(xù)段次和車庫底板進(jìn)行開挖和施加初次混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)。

e、在初次支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)pvc塑料防水板，并在底板澆筑二次支護(hù)混凝土，采用滑模法施工井壁二次支護(hù)混凝土。

f、在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)鹽水溫度50℃高溫鹽水，對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行解凍，拆除凍結(jié)管，對(duì)初次支護(hù)結(jié)構(gòu)壁后、解凍土體和凍結(jié)孔進(jìn)行注漿充填和加固，尤其是支護(hù)結(jié)構(gòu)滲水位置，直至井壁無滲水。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種地下立體車庫坑壁結(jié)構(gòu)凍結(jié)施工方法，其具體施工步驟為：a、根據(jù)可利用地面范圍和車庫容量設(shè)計(jì)地下車庫幾何結(jié)構(gòu)形式和尺寸；b、采用鉆機(jī)施工各凍結(jié)鉆孔，當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后安裝凍結(jié)管；c、采用合適的凍結(jié)站制冷量和凍結(jié)液溫度對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行凍結(jié)維護(hù)；d、對(duì)地下立體車庫范圍凍結(jié)坑壁內(nèi)部土體進(jìn)行分段開挖與初次支護(hù)；e、在初次支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)鋪設(shè)防水層，并施工二次支護(hù)結(jié)構(gòu)；f、在凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)高溫液體對(duì)凍結(jié)壁進(jìn)行解凍，拆除凍結(jié)管，對(duì)初次支護(hù)結(jié)構(gòu)壁后、解凍土體和凍結(jié)孔進(jìn)行注漿充填和加固；該施工方法工藝流程簡(jiǎn)單易行，成本低廉，安全性強(qiáng)，施工所需空間小，施工進(jìn)度快，具有廣泛的實(shí)用性。

技術(shù)研發(fā)人員：張強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：張強(qiáng)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.01
技術(shù)公布日：2017.07.21