一种明挖隧道异型结构的基底加固体系制造技术

本实用新型专利技术提供了一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，基底加固体系设置在出入场线结构底板下方且于中风化岩层上，该基底加固体系包括密实回填层、设置在密实回填层上用于承载出入场线结构底板的素混凝土层、设置在密实回填层和素混凝土层四个端角外侧的四根基础柱、横向连接在两根基础柱之间的基础横梁、以及纵向连接在两根基础柱之间的基础纵梁，基础柱、基础横梁以及基础纵梁共同围绕密实回填层四周形成水平方向的封闭结构，基础柱固定在出入场线结构底板和中风化岩层中。本实用新型专利技术的基底加固体系，可显著提高厚度较大基底的抵抗变形能力，有效降低基底不均匀沉降，减小上部异型结构附加内力，满足了明挖隧道异型结构对基底加固刚度的要求，同时施工成本低，效率高，提高了基底加固的科学性与经济性。

A foundation reinforcement system for the special-shaped structure of a tunnel with clear excavation

The utility model provides a base of open cut tunnel shaped structure reinforcement system, base reinforcement system set in the entry field below the line structure of bottom plate and in weathered rock, the basement reinforcement system including compacting backfill layer, arranged in dense backfill layer for carrying out the admission line of plain concrete floor structure layer, set in the compacting backfill layer and the concrete layer four corner outside of the four root foundation column, transverse connection between the column based on the two fundamental beams, and the longitudinal connected between the two basic pillars between foundation beam, closed structure foundation column and foundation beam and foundation beam around the compacting backfill layer is formed around the horizontal direction, the foundation column fixed in the entry field structure and weathering rock bottom. The utility model base reinforcement system, can significantly improve the thickness of substrate deformation resistance, effectively reduce the uneven settlement of the basement, reduce the additional internal force of upper special-shaped structure, to meet the special requirements of the rigidity of the structure reinforcement of the basement of open cut tunnel construction at the same time, low cost, high efficiency, improve the scientific and economic base reinforcement.

【技术实现步骤摘要】
一种明挖隧道异型结构的基底加固体系
本技术涉及隧道基底加固
，特别地，涉及一种明挖隧道异型结构的基底加固体系。
技术介绍
随着城市地铁建设的快速发展，不可避免地会出现地铁正线区间与出入场线区间合建的情况，从而导致某一段线路出现出入场线结构底板与正线区间结构底板标高不在同一位置，由此形成了明挖隧道异型结构。明挖异型隧道结构受力复杂，受基底质量影响大，尤其是隧道左、右线结构与出、入线结构接合部位更易受基底不均匀沉降的影响，故需形成一种基底加固体系，有效保证基底加固刚度，严格控制基底不均匀沉降，避免基底不均匀沉降对上部异型结构诱发过大附加荷载，致使异型结构接合部位混凝土结构开裂、渗漏水，从而影响地铁正常使用与运营。针对明挖隧道异型结构的基底，目前有两种加固体系，一种是基底开挖至岩层，然后进行基底全回填开挖原状土，由低向高、自下而上分层铺填，碾压密实，每层土的压实度大于或等于90％，方可进行下一层回填土铺填和碾压，从而得到基底回填密实层加固体系；另一种就是基底全回填混凝土，分层连续浇筑混凝土，直至基底回填标高达到出入场线结构底板标高，形成基底素混凝土加固体系。然而，这两种处理方法，均有一定的适用范围和不足，第一种基底加固体系适用于基底处理厚度不大，施工工期不紧，施工成本低，对基底处理要求不高的情况，不足之处就是施工周期较长，基底施工质量难以保证，而且理想条件下得到的基底刚度小，抵抗变形能力弱，易受地下水的影响，导致基底软化，强度降低，容易引发地基不均匀沉降；第二种加固体系适用于处理基底厚度不大，施工工期紧凑，主体结构对基底不均匀沉降反应敏感，要求基底加固体刚度大，抵抗变形能力强的情况，不足之处就是施工成本高，基底处理过于保守，经济性不高。因此，在基底处理厚度大、保证基底处理效果和经济性的情况下，这两种基底加固体系都稍显不足。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，在基底厚度大的情况下，既能满足上部异型结构对基底刚度的要求，又能降低施工成本。为实现上述目的，本技术提供了一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，所述明挖隧道异型结构包括出入场线结构、位于所述出入场线结构左侧的隧道左线结构、以及位于所述出入场线结构右侧的隧道右线结构，出入场线结构底板高于隧道左线结构底板和隧道右线结构底板，所述基底加固体系设置在所述出入场线结构底板下方且于中风化岩层上，所述基底加固体系包括密实回填层、设置在所述密实回填层上用于直接承载所述出入场线结构底板的素混凝土层、设置在所述密实回填层和素混凝土层四个端角外侧的四根基础柱、横向连接在两根所述基础柱之间的基础横梁、以及纵向连接在两根所述基础柱之间的基础纵梁，所述基础柱、基础横梁以及基础纵梁共同围绕所述密实回填层四周形成水平方向的封闭结构，所述基础柱的上下两端分别固定在所述出入场线结构底板和中风化岩层中，且所述基础柱伸入所述出入场线结构底板和所述中风化岩层的长度均不小于25cm。优选的，所述密实回填层由回填层土料分层铺摊和压实形成，所述密实回填层的压实度D≥93％。优选的，所述回填层土料为均匀拌合有4～6wt％生石灰的基坑开挖原状土，所述回填层土料的干密度为1.63g/cm3～1.82g/cm3，含水率为9％～15％。优选的，所述回填层土料分层铺摊厚度为200～400mm，回填层土料的土块粒径平均不大于50mm。优选的，所述素混凝土层由混凝土分层连续浇筑振捣形成，素混凝土层分层浇筑厚度为400～600mm。优选的，所述基础柱为包含有钢筋笼的钢筋混凝土结构，所述钢筋笼的主筋为HRB400级钢筋，箍筋为HPB300级钢筋，且所述箍筋为双肢箍。优选的，所述基础横梁和基础纵梁均为素混凝土结构梁。优选的，所述素混凝土层、基础柱、基础横梁和基础纵梁的混凝土强度等级为C20～C30。优选的，所述密实回填层的厚度大于所述素混凝土层的厚度。优选的，所述基础柱伸入所述出入场线结构底板和所述中风化岩层的长度均为25～35cm。相比于现有技术，本技术的有益效果在于：(1)本技术的明挖隧道异型结构的基底加固体系，采用密实回填层与素混凝土层相结合的基底加固体系，可以保证上部异型结构对基底刚度的要求，而且与全密实回填层基底加固体系相比，碾压回填土料厚度相对低，施工质量容易保证，基底加固体系刚度大，提高了基底加固的可靠性，与全素混凝土层基底加固体系相比，明显提高了基底加固的科学性与经济性。(2)本技术的明挖隧道异型结构的基底加固体系，由基础柱、基础横梁与基础纵梁共同围绕密实回填层四周形成水平方向的封闭结构，一方面提高了基底加固体系的整体性，使基底受力更加均匀合理，减小了基底不均匀沉降；另一方面起到了限制密实回填层侧向变形，隐形地增大了密实回填层的竖向变形模量，进一步提高了基底加固体抵抗变形的能力。(3)本技术的明挖隧道异型结构的基底加固体系，由素混凝土层、中风化岩层以及密实回填层水平方向四周的密封结构三者构成了密实回填层的防水屏障，减小密实回填层因受地下水影响导致基底软化的可能，提高了基底加固体系的可靠性与耐久性。(4)本技术的明挖隧道异型结构的基底加固体系，由钢筋混凝土构成的基础柱，保证了部分主体结构自重及上覆土荷载的有效地传递给中风化岩石地基，减小了基底加固体系的受荷，从而使得基底变形和不均匀沉降减小，进一步保证了上部异型结构的安全。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术的一种明挖隧道异型结构的基底加固体系的俯视结构示意图；图2是本技术基底加固体系的M-M剖面结构示意图；图3是本技术基底加固体系的N-N剖面结构示意图；图4是本技术的基底加固体系与隧道配合状态的截面结构示意图；其中，1、密实回填层，2、素混凝土层，3、基础柱，4、基础横梁，5、基础纵梁，6、中风化岩层，A、出入场线结构，A1、入段线结构，A2、出段线结构，B1、隧道左线结构，B2、隧道右线结构。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参见图1至图3，本技术的一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，其中明挖隧道异型结构包括出入场线结构A、位于出入场线结构左侧的隧道左线结构B1、以及位于出入场线结构右侧的隧道右线结构B2，出入场线结构底板高于隧道左线结构底板和隧道右线结构底板，基底加固体系设置在出入场线结构底板下方且于中风化岩层6上，该基底加固体系包括密实回填层1、设置在密实回填层上用于直接承载出入场线结构底板的素混凝土层2、设置在密实回填层1和素混凝土层2四个端角外侧的四根基础柱3、横向连接在两根基础柱之间的基础横梁4、以及纵向连接在两根基础柱之间的基础纵梁5，基础柱3、基础横梁4以及基础纵梁5共同围绕密实回填层1四周形成水平方向的封闭结构，基础柱的上下两端分别固定在出入场线结构底板和中风化岩层6中，且基础柱伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，所述明挖隧道异型结构包括出入场线结构(A)、位于所述出入场线结构左侧的隧道左线结构(B1)、以及位于所述出入场线结构右侧的隧道右线结构(B2)，出入场线结构底板高于隧道左线结构底板和隧道右线结构底板，其特征在于，所述基底加固体系设置在所述出入场线结构底板下方且于中风化岩层(6)上，所述基底加固体系包括密实回填层(1)、设置在所述密实回填层上用于直接承载所述出入场线结构底板的素混凝土层(2)、设置在所述密实回填层(1)和素混凝土层(2)四个端角外侧的四根基础柱(3)、横向连接在两根所述基础柱之间的基础横梁(4)、以及纵向连接在两根所述基础柱之间的基础纵梁(5)，所述基础柱(3)、基础横梁(4)以及基础纵梁(5)共同围绕所述密实回填层(1)四周形成水平方向的封闭结构，所述基础柱的上下两端分别固定在所述出入场线结构底板和中风化岩层(6)中，且所述基础柱伸入所述出入场线结构底板和所述中风化岩层的长度均不小于25cm。

【技术特征摘要】
1.一种明挖隧道异型结构的基底加固体系，所述明挖隧道异型结构包括出入场线结构(A)、位于所述出入场线结构左侧的隧道左线结构(B1)、以及位于所述出入场线结构右侧的隧道右线结构(B2)，出入场线结构底板高于隧道左线结构底板和隧道右线结构底板，其特征在于，所述基底加固体系设置在所述出入场线结构底板下方且于中风化岩层(6)上，所述基底加固体系包括密实回填层(1)、设置在所述密实回填层上用于直接承载所述出入场线结构底板的素混凝土层(2)、设置在所述密实回填层(1)和素混凝土层(2)四个端角外侧的四根基础柱(3)、横向连接在两根所述基础柱之间的基础横梁(4)、以及纵向连接在两根所述基础柱之间的基础纵梁(5)，所述基础柱(3)、基础横梁(4)以及基础纵梁(5)共同围绕所述密实回填层(1)四周形成水平方向的封闭结构，所述基础柱的上下两端分别固定在所述出入场线结构底板和中风化岩层(6)中，且所述基础柱伸入所述出入场线结构底板和所述中风化岩层的长度均不小于25cm。2.根据权利要求1所述的基底加固体系，其特征在于，所述密实回填层(1)由回填层土料分层铺摊和压实形成，所述密实回填层(1)的压实度D≥9...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，魏义山，李宝枝，何卫，王树英，
申请(专利权)人：中交三航局第三工程有限公司，中南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32