[发明专利]一种柔性复合装配式支护与地下结构一体化设计施工方法

说明书

本发明涉及一种柔性复合装配式支护与地下结构一体化设计施工方法，包括如下步骤：（一）装配式支护结构侧墙的施工；（二）首层支撑体系安装；（三）土方开挖及装配式支护结构侧墙接缝高聚物注浆；（四）内部装配式支撑体系分层安装；（五）依次竖向分层分段开挖，重复步骤（三）、(四)，开挖至基底标高；（六）地下空间的基坑封底处理；（七）基坑顶部密封处理，完善内部空间能力的分割使用，即完成施工。本发明构建的该地下空间一体化结构具有施工快捷、可回收重复利用、经济环保指标优越等诸多优点，为地下管廊、地下空间利用等建造提供了安全可靠、可高效回收重复利用、经济指环保标优越的新方法，发展应用前景可观。

技术领域

本发明属于土木、水利、市政等地下基础设施的开挖支护建造领域，具体涉及一种柔性复合装配式支护与地下结构一体化设计施工方法。

背景技术

新中国成立以来，我国土木、水利、市政等地下基础设施建设取得了举世瞩目的成就。在地下空间开发利用过程中，往往采取的建设程序为先边坡支护或基坑支护措施，然后进行地下空间结构的建设，以保证地下工程建设过程及此期间周边环境的安全稳定，即增加了地下空间的建设成本和工期，遗弃的支护结构也对土地资源的利用构成了另一个负担。伴随着岩土工程技术、机械及土木工程材料等的发展，边坡支护及基坑支护技术得到了有效发展，相应地出现了以砂石、水泥、钢筋、混凝土等传统建筑材料为结构主体的土钉墙、复合土钉墙、地下连续墙、排桩支护、桩锚支护等支护结构体系。与此同时，为控制地下水对支护结构及地下工程施工的影响，还需在支护体系中考虑设置止水帷幕或者辅以降水措施。特别是在地下水位较高、侧壁土层较软易扰动的情况下，基坑支护必须考虑采取降水或止水等地下水处理措施。相比而言，采取止水方式，更能保证周边建筑物、构筑物及地下管线的安全，更多情况下是侧壁土体的蠕变诱发了周边地表裂缝及建筑物的不均匀沉降等事故。理论上讲，采取足够的安全措施，可保证任何需求状态下的边坡或基坑安全。随着国家在地下空间开发及综合利用方面的重视，加快地下综合管廊、地下空间多层次的开发利用，逐渐被工程界重视起来。但从基坑支护的本质来看，其作为保护地下主体结构施工和周边环境的安全，而采取的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施，且基坑越深、周边环境越复杂，基坑工程的造价也就越高，更重要的一点是，基坑的使用寿命一般不超过2年，在地下主体结构施工完毕后即被废弃或者拆除，实质上来讲，支护结构的设计建造施工的标准与地下空间结构本质上保持一致，由此可见，采用了支护结构与地下主体结构一体化的设计施工，安全和技术上是可行的。将基坑支护与地下工程分开设计与建造，使得地下空间开发的成本就非常昂贵了，其中发挥临时作用的基坑工程造价占的比重较大，且基本上不具有任何回收价值。

在当前普遍采用的建筑材料中，钢材的加工性能较好，力学性能优越，在土木工程中得到了广泛的应用。与此同时，高聚物注浆技术是20世纪70年代发展起来的地基基础快速加固技术。该技术通过向地基中注入高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后的体积迅速膨胀并固化的特性，达到加固地基、填充脱空或提升结构沉降区的目的。本专利基于钢材的力学及可加工特性与高聚物注浆技术的特性研究，在本团队前期的研究基础上，包括已经申请的编号为201310123667.6、201610078440.8和201610077784.7专利的基础上，并充分利用钢质地下连续墙结构无瑕疵，回收效率高等特点，发明了一种柔性复合装配式支护与地下结构一体化设计施工方法，为土木、水利、市政等行业的地下空间开发利用提供了全新的建造技术，首次采用压力防渗技术进行地下空间结构的设计，主要部件采用工厂预制加工，既具有回收价值高、可重复利用也可避免遗弃支护结构、地下结构拆除困难等特点。目前国内还未见关于柔性复合装配式可回收支护与地下空间开发一体化结构的相关报道。

发明内容