论文部分内容阅读
摘要：本文对地下建（构）筑物穿越道路时的施工方法进行了对比和分析，提出了一种新的施工方法。半盖挖法特别适用于工期紧又无法作全面基坑开挖的地下工程，并且工程投资较为合理，具有良好的经济和社会效益，是一种值得推广的施工方法。
Abstract ： the underground building (structure) building across the road construction methods were compared and analysis of a new construction method. Half cover digging, especially for a tight schedule and can not be comprehensive excavation of underground works, and the project investment is more reasonable, with good economic and social benefits, a construction should be promoted.
關键词：地下；建（构）筑物；道路；施工方法
Key words ：underground； building；road；construction methods
中图分类号：U41文献标识码： A 文章编号：
地下建（构）筑物的 施工方法对地下建（构）筑物的工程造价和工期均有很大影响。施工方法的选择主要依据场区工程地质和水文地质条件、环境条件、建（构）筑物的埋置深度及其适用条件等诸多因素而确定。
传统的地下建（构）筑物穿越道路时施工方法主要有三种：
1.明挖法。一般适用于地面有条件敞口开挖、且有足够施工场地的情况，如地下建（构）筑物设在现状道路范围外；或地下建（构）筑物设在现状道路下，但施工允许暂时中断交通或结合地面拆迁及道路拓宽，使地面交通流得以疏散时，就可以采用明挖法施工。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法施工一般可以分为四大步：维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土。
2.盖挖法。分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。
盖挖顺作法：先施工维护结构，施作临时路面（临时路面体系采用六四军用梁上放置工字钢，再铺设钢板，钢板上铺设沥青混凝土），在路面盖板下用小型挖掘机进行施工，由车站侧面的施工竖井处吊土出坑，顺作结构主体。
盖挖逆作法：通常以地下建（构）筑物结构顶板代替临时路面，在其上覆土后即可恢复地面交通，在结构顶板的下面自上而下分层开挖基坑和施作结构。
3.暗挖法。以刚度较大的超前支护（管棚等）、喷混凝土、钢拱架或锚杆为主要手段，结合合理的开挖方法、辅助措施等进行施作地下建（构）筑物的方法，矿山法和盾构法等均属暗挖法。隧道及地下工程的施工方法最初是采用矿山开拓巷道的方法，故称为矿山法，此法应用范围很广。19世纪，为修筑水底隧道，创制了盾构，经100多年的改进，盾构法成为在松软地层中常用的方法之一。
上述三种施工方法均有一定的弊端：明挖法对施工现场的条件要求较高，地下建（构）筑物穿越道路时，地面交通通常情况下无法长期中断，往往不具备明挖施工的条件；盖挖顺作法在前期道路架设钢便桥及后期拆除时对交通影响大，无法满足城市交通管理部门的相关要求，同时还无法解决管线迁改问题，并且工期较长；盖挖逆作法在前期对交通的影响同样很大，同样存在管线迁改问题，并且逆作法结构防水质量不易控制，对防水施工要求极高；暗挖法施工难度大，造价高，并且不适用于超浅埋、超大断面的地下建（构）筑物主体结构的施工。
半盖挖法充分利用了明挖及盖挖两种方法的优势，将两者合理结合，可以很好地解决地下建（构）筑物施工对地面交通的影响问题，同时可减少地下管线的迁改次数（可以将明挖部分的管线一次永久迁改至盖挖部分），施工期间对周边环境的影响较小，施工难度小、工程质量及工期均比较容易控制，可有效解决地下建（构）筑物施工用地、工期要求紧迫与地面交通、周边环境之间的矛盾，特别适用于工期紧又无法作全面基坑开挖的地下工程，并且工程投资较为合理，具有良好的经济和社会效益，是一种值得推广的施工方法。
半盖挖法是这样来实现的：
利用支撑柱与提前施作的顶板，建立承担交通车辆及覆土荷载的桥梁体系，地下建（构）筑物主体结构横向倒边施工，一侧盖挖，一侧明挖。
现结合附图对半盖挖法施工方法作进一步的说明。
半盖挖法实施步骤如下：
做好绿化、路灯改移、道路拓宽、管线迁改等施工准备工作。
围挡盖挖段，做好施工围挡，根据工程地质条件选择合适的地下水控制技术方案降低地下水位，施作围护桩。围护桩一般采用钢筋混凝土灌注桩，按其成孔方法的不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩和挖孔扩底灌注桩。围护桩间隔一定距离沿建（构）筑物纵向两侧均匀设置。
施作围护桩顶连续冠梁。冠梁施工工艺流程如下: 人工开挖土方→凿除桩头、整平桩顶→清洗、调直桩顶钢筋→测量放线→绑扎冠梁钢筋→立模（还要预埋锚杆钢管）→灌注混凝土→拆模→养护。施工中要确保冠梁钢筋与围护桩纵向钢筋的可靠连接。
为了支撑盖挖段顶板结构，在建（构）筑物横向顶板中部设置浇筑型钢混凝土立柱，立柱仅承受竖向荷载。在建（构）筑物围护桩一侧进行土钉支护施工，确保建（构）筑物纵向侧壁土方稳定。在土钉支护下开挖建（构）筑物盖挖部分至建（构）筑物顶板结构下1.5m左右，对基底土质进行处理后按设计要求施作盖挖部分建（构）筑物顶板结构；待顶板强度达到设计要求后在其上施作路面结构，路面养护期满后拆除施工围挡，恢复盖挖部分路面交通。
围挡明挖部分，进行明挖部分降水作业，然后施作围护桩及围护桩顶连续冠梁，分层开挖至基坑底，在开挖过程中随着开挖施工的进行，自上而下架设数道钢支撑、横向钢联系撑和纵向钢联系撑，以保证基坑侧壁土方不发生坍塌。钢联系撑应经设计验算，能承受路面交通及施工时的水平荷载。
按照顺作法施作底板垫层、侧壁及上部结构至明挖部分顶板，待地下建（构）筑物结构混凝土全部达到设计要求后，施作明挖部分路面结构，待路面结构达到设计要求的强度时拆除施工围挡，恢复原路面交通。施工时应注意由于盖挖部分的顶板在路面结构及交通的荷载的长期作用下，承载桩已基本完成沉降；而明挖部分的底板地基沉降将在恢复路面交通后相当长的一段时间内才能趋于稳定，盖挖、明挖的结构顶板间存在不均匀沉降，会产生比较大的附加应力，为消除差异沉降对结构的影响，应在先期施作的板、墙与后期施工的混凝土之间设置后浇微膨胀混凝土带。
参考文献
[1] 于晨昀 白海卫.施工降水引起单桩沉降的计标[J].山西建筑,2007,33(22):96-97.
[2] 崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版社,2005:42.
[3] GB50299-1999.地下铁道工程施工及验收规范.[S].北京:中国计划出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract ： the underground building (structure) building across the road construction methods were compared and analysis of a new construction method. Half cover digging, especially for a tight schedule and can not be comprehensive excavation of underground works, and the project investment is more reasonable, with good economic and social benefits, a construction should be promoted.
關键词：地下；建（构）筑物；道路；施工方法
Key words ：underground； building；road；construction methods
中图分类号：U41文献标识码： A 文章编号：
地下建（构）筑物的 施工方法对地下建（构）筑物的工程造价和工期均有很大影响。施工方法的选择主要依据场区工程地质和水文地质条件、环境条件、建（构）筑物的埋置深度及其适用条件等诸多因素而确定。
传统的地下建（构）筑物穿越道路时施工方法主要有三种：
1.明挖法。一般适用于地面有条件敞口开挖、且有足够施工场地的情况，如地下建（构）筑物设在现状道路范围外；或地下建（构）筑物设在现状道路下，但施工允许暂时中断交通或结合地面拆迁及道路拓宽，使地面交通流得以疏散时，就可以采用明挖法施工。明挖法具有施工简单、快捷、经济、安全的优点，其缺点是对周围环境的影响较大。明挖法施工一般可以分为四大步：维护结构施工→内部土方开挖→工程结构施工→管线恢复及覆土。
2.盖挖法。分为盖挖顺作法和盖挖逆作法。
盖挖顺作法：先施工维护结构，施作临时路面（临时路面体系采用六四军用梁上放置工字钢，再铺设钢板，钢板上铺设沥青混凝土），在路面盖板下用小型挖掘机进行施工，由车站侧面的施工竖井处吊土出坑，顺作结构主体。
盖挖逆作法：通常以地下建（构）筑物结构顶板代替临时路面，在其上覆土后即可恢复地面交通，在结构顶板的下面自上而下分层开挖基坑和施作结构。
3.暗挖法。以刚度较大的超前支护（管棚等）、喷混凝土、钢拱架或锚杆为主要手段，结合合理的开挖方法、辅助措施等进行施作地下建（构）筑物的方法，矿山法和盾构法等均属暗挖法。隧道及地下工程的施工方法最初是采用矿山开拓巷道的方法，故称为矿山法，此法应用范围很广。19世纪，为修筑水底隧道，创制了盾构，经100多年的改进，盾构法成为在松软地层中常用的方法之一。
上述三种施工方法均有一定的弊端：明挖法对施工现场的条件要求较高，地下建（构）筑物穿越道路时，地面交通通常情况下无法长期中断，往往不具备明挖施工的条件；盖挖顺作法在前期道路架设钢便桥及后期拆除时对交通影响大，无法满足城市交通管理部门的相关要求，同时还无法解决管线迁改问题，并且工期较长；盖挖逆作法在前期对交通的影响同样很大，同样存在管线迁改问题，并且逆作法结构防水质量不易控制，对防水施工要求极高；暗挖法施工难度大，造价高，并且不适用于超浅埋、超大断面的地下建（构）筑物主体结构的施工。
半盖挖法充分利用了明挖及盖挖两种方法的优势，将两者合理结合，可以很好地解决地下建（构）筑物施工对地面交通的影响问题，同时可减少地下管线的迁改次数（可以将明挖部分的管线一次永久迁改至盖挖部分），施工期间对周边环境的影响较小，施工难度小、工程质量及工期均比较容易控制，可有效解决地下建（构）筑物施工用地、工期要求紧迫与地面交通、周边环境之间的矛盾，特别适用于工期紧又无法作全面基坑开挖的地下工程，并且工程投资较为合理，具有良好的经济和社会效益，是一种值得推广的施工方法。
半盖挖法是这样来实现的：
利用支撑柱与提前施作的顶板，建立承担交通车辆及覆土荷载的桥梁体系，地下建（构）筑物主体结构横向倒边施工，一侧盖挖，一侧明挖。
现结合附图对半盖挖法施工方法作进一步的说明。
半盖挖法实施步骤如下：
做好绿化、路灯改移、道路拓宽、管线迁改等施工准备工作。
围挡盖挖段，做好施工围挡，根据工程地质条件选择合适的地下水控制技术方案降低地下水位，施作围护桩。围护桩一般采用钢筋混凝土灌注桩，按其成孔方法的不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩和挖孔扩底灌注桩。围护桩间隔一定距离沿建（构）筑物纵向两侧均匀设置。
施作围护桩顶连续冠梁。冠梁施工工艺流程如下: 人工开挖土方→凿除桩头、整平桩顶→清洗、调直桩顶钢筋→测量放线→绑扎冠梁钢筋→立模（还要预埋锚杆钢管）→灌注混凝土→拆模→养护。施工中要确保冠梁钢筋与围护桩纵向钢筋的可靠连接。
为了支撑盖挖段顶板结构，在建（构）筑物横向顶板中部设置浇筑型钢混凝土立柱，立柱仅承受竖向荷载。在建（构）筑物围护桩一侧进行土钉支护施工，确保建（构）筑物纵向侧壁土方稳定。在土钉支护下开挖建（构）筑物盖挖部分至建（构）筑物顶板结构下1.5m左右，对基底土质进行处理后按设计要求施作盖挖部分建（构）筑物顶板结构；待顶板强度达到设计要求后在其上施作路面结构，路面养护期满后拆除施工围挡，恢复盖挖部分路面交通。
围挡明挖部分，进行明挖部分降水作业，然后施作围护桩及围护桩顶连续冠梁，分层开挖至基坑底，在开挖过程中随着开挖施工的进行，自上而下架设数道钢支撑、横向钢联系撑和纵向钢联系撑，以保证基坑侧壁土方不发生坍塌。钢联系撑应经设计验算，能承受路面交通及施工时的水平荷载。
按照顺作法施作底板垫层、侧壁及上部结构至明挖部分顶板，待地下建（构）筑物结构混凝土全部达到设计要求后，施作明挖部分路面结构，待路面结构达到设计要求的强度时拆除施工围挡，恢复原路面交通。施工时应注意由于盖挖部分的顶板在路面结构及交通的荷载的长期作用下，承载桩已基本完成沉降；而明挖部分的底板地基沉降将在恢复路面交通后相当长的一段时间内才能趋于稳定，盖挖、明挖的结构顶板间存在不均匀沉降，会产生比较大的附加应力，为消除差异沉降对结构的影响，应在先期施作的板、墙与后期施工的混凝土之间设置后浇微膨胀混凝土带。
参考文献
[1] 于晨昀 白海卫.施工降水引起单桩沉降的计标[J].山西建筑,2007,33(22):96-97.
[2] 崔玖江.隧道与地下工程修建技术[M].北京:科学出版社,2005:42.
[3] GB50299-1999.地下铁道工程施工及验收规范.[S].北京:中国计划出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。