一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供了一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构及其施工方法。所述原料场结构包括地下堆料室、地上堆料室和人工上下通道，所述地下堆料室是通过在地面向软土层以下施工地下连续墙后开挖至软土层底面形成地下空间结构，其底面铺设有筏板层，在地下堆料室的两侧分别设有进料输送通道和出料输送通道；所述地上堆料室两侧的边柱分别置于地下连续墙上方，在边柱顶部架设有料棚，地上堆料室的底面是由承重梁和铺设在承重梁上的筏板层组成，在地上堆料室与地下堆料室之间设有支撑柱。本发明专利技术专利省略了软基处理的步骤，节约了占地空间，充分利用了地基土自身强度和承载力在深度上的修正，即可大大提高承载力，避免了地面沉降对结构造成的各种病害。

【技术实现步骤摘要】
一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构及其施工方法
本专利技术涉及岩土工程地基处理、地下空间开发利用设计
，特别是利用地下空间施工于深厚软土地基的双层原料场结构及其施工方法。
技术介绍
原料场是钢铁企业不可或缺的重要一环，承担着钢铁企业95％以上的物料准备及处理功能。露天堆场造成扬尘污染已成为原料生产、运输、贮存过程中无组织排放的主要污染源。目前随着环保力度的不断加大，露天料场面临着巨大的压力，已经向全封闭储存方式转变。封闭式料场既能有效减少对周边环境的污染，同时也具有单位面积贮量大、物料损失小且易于物料分类堆存的特点。封闭料场的料棚一般为大跨度网壳结构，单跨宽度超过90m，两跨联拱宽度超过180m，料棚基础对沉降与水平变形敏感，基础变形会通过立柱传递给网壳杆件，增加杆件附加应力，甚至达到超应力状态而破坏，对网壳结构产生危害，特别是在有风荷载、雪荷载叠加的情况。而矿料堆料区面积大、荷载大，其地基大面积沉降对网壳基础产生水平推力和变形，影响基础和网壳的安全，特别是在深厚软土地基上施工原料场，一般需要先对地基进行处理后满足承载力和变形控制要求后再进行堆载。预设排水通道加分级堆载预压进行排水固结已成为最常用加固软土地基的方式之一，具体是对天然地基进行堆载预压排水固结处理，使地基达到一定的强度，并对堆载的料条区域和取料机区域设置CFG桩或搅拌桩进行加固，但这种处理方式的缺点是施工周期长，长达8个月到12个月。因此，亟需一种新型双层原料场结构来缩短施工周期，还能有效避免堆料区地面沉降造成的各种病害。>
技术实现思路
本专利技术是针对上述问题，提供一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构及其施工方法，该原料场结构直接挖除天然地基中的软土地基，形成地下堆料层，可以省略软土处理工序，节约施工时间，同时可以节约占地空间，并充分利用地基土自身强度和承载力在深度上的修正，大大提高地基土承载力，可以避免地面沉降对结构造成的各种病害。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构，所述原料场结构包括置于地面以下的地下堆料室、地面以上的地上堆料室和通向地下堆料室的人工上下通道，所述地下堆料室是通过在地面向软土层以下施工地下连续墙后，开挖至软土层底面形成地下空间结构，其底面铺设有第二层筏板，在第二筏板层的底部设有碎石垫层；在地下堆料室的两侧分别设有进料输送通道和出料输送通道，所述进料输送通道和出料输送通道分别通向地面；所述地上堆料室两侧的边柱分别置于地下连续墙上方，在边柱顶部架设有料棚，地上堆料室的底面是由承重梁和铺设在承重梁上的第一筏板层组成，在地上堆料室与地下堆料室之间设有支撑柱，在第二筏板层和第一筏板层两端分别设有排水沟。本专利技术进一步的技术方案：在地上堆料室的中部设有布料区，所述支撑柱设有两排，等距分布在布料区底面，每根支撑柱为钻孔灌注桩，其桩径为1.2m。本专利技术较优的技术方案：所述进料输送通道和出料输送通道设置在地下堆料室的两侧部位，在进料输送通道和出料输送通道内均设有物料输送皮带机，所述物料输送皮带机延伸至地下堆料室内。本专利技术较优的技术方案：所述地下连续墙和支撑柱均采用钢筋混凝土结构，地下连续墙厚度为1.2m，底部嵌入地下堆料室底面以下，其嵌入深度为地下堆料室空间高度的2/3；所述支撑柱与地下连续墙相连。本专利技术较优的技术方案：所述人工上下通道设置在地上堆料室的侧面，采用楼梯间的形式，所述料棚采用网壳结构。本专利技术较优的技术方案：所述第二筏板层和第一筏板层均采用钢筋混凝土筏板，厚度均为0.8m，第一筏板层下部的承重梁宽1.2m，高1.5m。本专利技术较优的技术方案：所述排水沟采用钢筋混凝土结构，其宽度为0.8m，深度为1.0m。本专利技术提供的一种施工于深厚软土地基的双层原料场的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)根据软土层的厚度确定地下堆料室的开挖深度，其开挖深度至软土层底面或底面以下，并确定连续墙的厚度和嵌固深度，连续墙的嵌固深度为开挖深度的2/3；然后开始施工两排平行的地下连续墙，同时在取料机区域下方施打立柱桩，立柱桩为钻孔灌注桩；(2)开挖两排地下连续墙之间的土体，第一次开挖的深度大于地上堆料室底部筏板层厚度及承重梁厚度之和至少0.5m，施工钢筋混凝土承重梁，并在承重梁上方铺设钢筋混凝土筏板，在铺设筏板的时候预留若干个方形取土口便于地下堆料室的开挖工作；(3)在地上堆料室的底面承重梁及筏板层施工完成后，通过预留的取土口在步骤(2)中施工的筏板层下方继续开挖，第二次开挖至地下堆料室底面筏板层设计标高，并铺碎石垫层，浇筑钢筋混凝土筏板层；(4)在地下堆料室挖设完成后，将地上堆料室底面预留的取土口封闭，并在地上堆料室进料和出料方向同侧的地面采用地下连续墙支护结构挖长条形的基坑，并按照30°坡度浇筑皮带通廊主体结构，通向地下堆料室，形成地下堆料室的进料输送通道和出料输送通道，并在进料输送通道和出料输送通道内分别安装物料输送皮带机；(6)在地上堆料室的侧面挖基坑施工楼梯式人工上下通道。本专利技术进一步的技术方案为：所述步骤(1)中的地下连续墙为钢筋混凝土结构。本专利技术较优的技术方案为：所述步骤(3)中第二次开挖采用垂直抓斗配合若干台小型挖机和装载车在筏板下进行开挖。本专利技术挖除天然地基中的软土地基，在地面以下施工了地下原料堆放层，省略了处理软土的步骤，节省了时间；同时，原料场由地基平面上的堆料变成立体上的堆料，在同样堆料的情况下，节约了占地；类似于地下室的结构，也充分利用了地基土自身强度和承载力在深度上的修正，即大大提高承载力。一般情况下，地下室深度为13m，地基承载力在深度上修正值为13mx16kPa/m＝208kPa，与原地基土固有承载力110kPa叠加后可达318kPa。该双层结构避免了深厚软土沉降对结构造成的各种病害，可运用于在复杂的深厚软土地基上建设封闭式大型原料场的工程中。附图说明图1是本专利技术双层原料场结构示意图；图2是图1的AA剖面图；图3是挖设地下堆料室时其地上堆料室底面示意图；图4是本专利技术布料或取料示意图。图中：1—料棚，2—边柱，3—地下连续墙，4—承重梁，5—支撑柱，6—第一筏板层，7—第二筏板层，8—碎石找平层，9—地下堆料室，10—地上堆料室，11—人工上下通道，12—进料输送通道，13—出料输送通道，14—排水沟，15—布料区，16—物料输送皮带机，17—堆料，18—布料取料机，19—取土口。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图1为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本专利技术实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本专利技术的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种施工于深厚软土地基的双层原料场，其特征在于：该原料场包括置于地面以下的地下堆料室(9)、地面以上的地上堆料室(10)和通向地下堆料室(9)的人工上下通道(11)，所述地下堆料室(9)是通过在地面向软土层以下施工地下连续墙(3)后开挖至软土层底面形成地下空间结构，其底面铺设有碎石找平层(8)和第二筏板层(7)，在地下堆料室(9)的两侧分别设有进料输送通道(12)和出料输送通道(13)，所述进料输送通道(12)和出料输送通道(13)分别通向地面；所述地上堆料室(10)两侧的边柱(2)分别置于地下连续墙(3)上方，在支撑柱(5)顶部架设有料棚(1)，地上堆料室(10)的底面是由承重梁(4)和铺设在承重梁(4)上的第一筏板层(6)组成，在地上堆料室(10)与地下堆料室(9)之间设有支撑柱(5)，在第二筏板层(7)和第一筏板层(6)两端分别设有排水沟(14)。/n

【技术特征摘要】
1.一种施工于深厚软土地基的双层原料场，其特征在于：该原料场包括置于地面以下的地下堆料室(9)、地面以上的地上堆料室(10)和通向地下堆料室(9)的人工上下通道(11)，所述地下堆料室(9)是通过在地面向软土层以下施工地下连续墙(3)后开挖至软土层底面形成地下空间结构，其底面铺设有碎石找平层(8)和第二筏板层(7)，在地下堆料室(9)的两侧分别设有进料输送通道(12)和出料输送通道(13)，所述进料输送通道(12)和出料输送通道(13)分别通向地面；所述地上堆料室(10)两侧的边柱(2)分别置于地下连续墙(3)上方，在支撑柱(5)顶部架设有料棚(1)，地上堆料室(10)的底面是由承重梁(4)和铺设在承重梁(4)上的第一筏板层(6)组成，在地上堆料室(10)与地下堆料室(9)之间设有支撑柱(5)，在第二筏板层(7)和第一筏板层(6)两端分别设有排水沟(14)。


2.根据权利要求1所述的一种施工于深厚软土地基的双层原料场，其特征在于：在地上堆料室(10)的中部设有布料区(15)，所述支撑柱(5)设有两排，等距分布在布料区(15)底面，每根支撑柱(5)为钻孔灌注桩，其桩径为1.2m。


3.根据权利要求1或2所述一种施工于深厚软土地基的双层原料场，其特征在于：所述进料输送通道(12)和出料输送通道(13)设置在地下堆料室(9)的中间区域的两侧，在进料输送通道(12)和出料输送通道(13)内均设有物料输送皮带机(16)，所述物料输送皮带机(16)延伸至地下堆料室(9)内。


4.根据权利要求1或2所述一种施工于深厚软土地基的双层原料场，其特征在于：所述第二筏板层(7)和第一筏板层(6)均采用钢筋混凝土筏板，厚度均为0.8m，第一筏板层(6)下部的承重梁(4)宽1.2m，高1.5m。


5.根据权利要求1或2所述一种施工于深厚软土地基的双层原料场结构，其特征在于：所述地下连续墙(3)和边柱(2)均采用钢筋混凝土结构，地下连续墙厚度为1.2m，底部嵌入地下堆料室(9)底面以下，其嵌入深度为地下堆料室(9)空间高度的2/3；所述边柱(2)与地下连续墙...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦云，田田，崔军，陈龙，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42