筒式地下车库的建造方法.pdf

一种筒式地下车库的建造方法，涉及地下建筑技术领域；所要解决的是在人口多、空间小、建筑物密集的区域建设地下车库的技术问题；该建造方法的工艺流程包括：1)准备工作：包括井口周边一定范围内土体加固、井口圈梁及钻井坪台制作、设备就位和调平；2)钻进：钻地下竖井孔施工；3)泥浆置换：钻进达到设计深度及直径后，进行泥浆置换；4)钢筋混凝土井壁安装：采用“悬浮法”下沉钢筋混凝土井壁；5)井壁壁后充填：井壁下沉到预定位置后，校正井壁的垂直度，然后进行壁后充填；6)抽干井筒内配重水；7)井内设备和地面附属设施安装。本发明的建造方法具有工程造价低，施工工期短，施工难度小，适用范围广，施工对周边环境影响小的特点。

1、  一种筒式地下车库的建造方法，其特征在于，建造方法的工艺流程：
1)准备工作：包括井口土体加固、井口圈梁及钻井坪台制作、设备就位和调平；
2)钻进：钻地下竖井孔施工；
3)泥浆置换：钻进达到设计深度及直径后，进行泥浆置换；置换后的泥浆指标以能保证后续钢筋混凝土井壁下放工作顺利进行；
4)钢筋混凝土井壁安装：采用“悬浮法”下沉钢筋混凝土井壁；
5)井壁壁后充填：井壁下沉到预定位置后，校正井壁的垂直度，然后进行壁后充填；
6)抽干井筒内配重水；
7)井内设备和地面附属设施安装。

2、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤2)中，施工采用“一次超前钻进、分级扩孔”的方式成孔。

3、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤2)中，使用排渣口布设在钻头周边的钻头。

4、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤4)中，井壁底采用现场预制方式或场外分块预制现场拼装组合方式，其余井壁采用“瓦片状”井壁现场拼装连接，然后分段连接方式。

5、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤4)中，在下放过程中不断往钢筋混凝土井筒内注配重水，以保证钢筋混凝土井壁能顺利下沉。

6、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤4)中，根据井筒内机械设备的安装要求，在钢筋混凝土井壁内预埋铁件，以便与车库机械设备连接。

7、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤5)中，充填材料采用水泥浆和石子。

8、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤7)中，在建造的设施间内安装地面附属设备。

9、  根据权利要求1所述的筒式地下车库的建造方法，其特征在于，所述步骤7)中，对钻孔过程中的泥浆进行达到环保要求的处理。

筒式地下车库的建造方法
技术领域
本发明涉及地下建筑技术，更具体地说是建造筒式地下立体车库的建筑技术。所述地下建筑技术也适用于如地下仓库、地下油库、地下冷库等筒式地下竖井库的建造。
背景技术
随着我国城市化进程的推进与社会经济的发展，汽车的拥有量逐渐增加，“停车难”的问题已经突显。为更好地解决这一问题，在城市高楼下建造地下车库已是普遍的做法，但依然不能从根本上解决停车难的问题。随后一些相关单位开发研制了地上立体车库，即在地面以上建造立体停车场，来缓解停车的问题。地上停车场因涉及到城市整体规划、对景观的影响以及土地地价的上升等而推进缓慢，并未彻底地解决停车难的问题。发明专利ZL03116973.2提出了地下立体车库的概念，并公布了一种地下车库的建造方法，主要介绍了地下立体车库的建造过程，但是其井筒施工方法主要是基于沉井法建造，该方法受地层条件限制较大，且施工质量难以控制，施工时对周边环境的影响也难以避免，很难顺利地完成地下立体车库的施工。
井筒建设是地下立体车库开发的第一步，也是最重要的一步。因此，地下立体车库开发成功与否的关键在于井筒是否能够顺利建成，尤其是地下立体车库的建设一般是针对开发较早的居民小区或居住人口较多的区域，常规技术手段很难解决地下立体车库井筒的建设问题。因此，需要结合现有机械设备，改进常规技术手段，研究开发地下立体车库所需井筒的开发手段。
现有技术方法施工地下立体车库井筒存在的不足主要有：
(1)、采用沉井方法进行地下立体车库筒体的下设与安装存在以下问题
●井筒采用现场浇注养护条件要求高，总体施工工期较长；
●井筒沉设过程中易发生倾斜，纠偏难度大，筒体垂直度控制较差；
●井筒封底前必须采取降水措施才能使封底工作顺利进行，造价增加；
●沉井在遇卵砾石层、硬粘土层时效率较低，下沉困难；
●沉井施工对四周土体会产生破坏，对周边环境及建筑物造成影响。
(2)、采用地下连续墙施工方法进行地下立体车库筒体施工存在以下问题
●地下连续墙分幅接缝处容易渗漏；
●地下连续墙墙体垂直度不够，满足不了后期设备安装精度要求；
●筒体封底技术要求高，效果不易达到要求；
●相应辅助施工措施较多，深井降水等。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，考虑到地下立体车库建设区域人口多、空间小、建筑物密集等特点，本发明所要解决的技术问题是提供一种工程造价低，施工工期短，施工难度小，适用范围广，施工对周边环境影响小的筒式地下车库的建造方法。
为解决上述技术问题，本发明所提供的一种筒式地下车库的建造方法，其特征在于，建造方法的工艺流程：
1)准备工作：包括井口周边一定范围内土体加固、井口圈梁及钻井坪台制作、设备就位和调平；
2)钻进：钻地下竖井孔施工；
3)泥浆置换：钻进达到设计深度及直径后，进行泥浆置换；置换后的泥浆指标要能保证后续钢筋混凝土井壁下放工作顺利进行；
4)钢筋混凝土井壁安装：采用“悬浮法”下沉钢筋混凝土井壁；
5)井壁壁后充填：井壁下沉到预定位置后，校正井壁的垂直度，然后进行壁后充填；
6)抽干井筒内配重水；
7)井内设备和地面附属设施安装。
进一步的，所述步骤2)中，施工采用“一次超前钻进、分级扩孔”的方式成孔。
进一步的，所述步骤2)中，使用排渣口布设在钻头周边的钻头，以增强洗井效果，其作用是减少分级扩孔过程中更换钻头的次数，提高钻进效率及钻进过程中排渣。
进一步的，所述步骤4)中，(最下面一节)井壁底采用现场预制方式，其余井壁采用“瓦片状”井壁现场连接，然后分段连接。
进一步的，所述步骤4)中，在下放过程中不断往钢筋混凝土井筒内注配重水；以保证钢筋混凝土井壁能顺利下沉。
进一步的，所述步骤4)中，根据井筒内机械设备的安装要求，在钢筋混凝土井壁内不同位置处预埋铁件，以便与车库机械设备连接。
进一步的，所述步骤5)中，充填材料采用水泥浆和石子。
进一步的，所述步骤7)中，对钻孔过程中的泥浆进行处理，达到环保要求。
进一步的，所述步骤7)中，在建造的设施间内安装地面附属设备。
利用本发明提供的筒式地下车库的钻井建造方法，与传统方法相比有以下优点：
1)本发明的建造方法工程造价低，
采用本发明的建造方法施工井筒时，预制井筒井壁厚度可控制在450mm左右。
①同等条件下沉井法井壁厚度大于本发明的建造方法井壁厚度，因沉井法主要依靠井壁自重来克服土体的阻力下沉，其必须具有一定的厚度(其具体厚度需进行计算)，因此，沉井法井壁造价增加；
②采用地下连续墙方法施工，一般墙体厚度分为800mm、1000mm、1200mm。大于本发明的建造方法井壁厚度，且所需辅助措施比本发明的建造方法多，造价增加；
③与以上两种方法比，本发明的建造方法施工过程相对简捷，因其辅助措施少，故其工程造价低。
2)本发明的建造方法施工工期短，
①沉井法施工采用高压水流冲刷、掏空井筒底部土体使井筒下沉，破碎土体速度比钻进速度慢，施工工期长；筒体一般在现场现浇，养护时间长，工程总工期增加。
②地下连续墙混凝土浇灌后养护时间较长，且需开挖墙体所围筒体中土体，工程总工期比本发明的建造方法长。
③本发明的建造方法钻进时钻头切削土体速度快，辅助工序较少，工期相对较短。
3)本发明的建造方法施工难度小，
①沉井法施工井筒下沉遇较硬地层或井壁外壁较粗糙时下沉困难；遇软硬不均地层时易产生歪斜，纠偏较难，且垂直度难以控制，对机械设备安装不利；
②地下连续墙方法施工遇较硬地层时挖掘较困难，有时须借助钻进法辅助施工；地下连续墙施工所成连续墙体较难成规则的圆形，对后期机械设备安装产生影响。
③本发明的建造方法施工钻机扭矩大，钻头钻进受土体性质影响不大，钻进较容易，且成井垂直度较好；成孔较规则，对后期井壁及机械设备的安装有利。
4)本发明的建造方法适用范围广，
①采用本发明的建造方法施工井筒，不仅可在第四系覆盖层中进行，而且可以在较硬地层中钻进，因此适用范围较广。
②采用沉井方法仅适用于软土地层。采用地下连续墙方法在遇较硬地层时需要钻进方法进行配合才能完成。
5)本发明的建造方法施工对周边环境影响小，
①沉井法施工用高压水流冲刷、掏空井底土体使井筒下沉，在砂质土层中容易产生管涌和流砂现象，引起周边地面沉降。
②地下连续墙分幅接缝处容易渗漏，墙体外侧泥砂易流失产生孔洞，地面出现沉降，严重时墙体倒塌。
③本发明的建造方法施工对井口周边土体预先加固，钻进施工对井口周边环境影响极小；井筒安装过程中井筒接头做防水处理，不致因接头处漏水而出现管涌现象，周边环境及建(构)筑物不受影响。
附图说明
图1为本发明实施例筒式地下车库的建造方法的工艺流程框图；
图2为本发明实施例中钻头的结构示意图：
图3为本发明实施例的筒式井的结构示意图；
图4为本发明实施例的车辆停放示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
由图1所示，本发明实施例所述的筒式地下车库的建造方法如下：
1)井口周边土体加固：采用SMW工法对井口周边土体进行加固，加固范围依井口周边地层条件及周边环境计算后确定，并在井口内沿竖向一定深度范围内制作锁口；
2)井口圈梁、地坪制作：根据钻机底盘尺寸、钻机及钻具重量、井口处地层条件设计井口圈梁及钻井坪台的尺寸、配筋，制作并养护；
3)设备就位、调平：根据井的直径及深度，结合井口处地层条件，选择适宜的成井设备，将设备就位、调平，以使其成井垂直度偏差符合要求；
4)钻孔：设备就位、调平后即可开始钻竖井孔，钻进过程先用较小直径钻头一次钻进到井底设计标高，然后再结合地层条件进行分级扩孔，钻孔过程中需注意根据地层情况及钻进深度及时调整各项钻进参数及泥浆比重，防止坍孔；
5)泥浆置换：设计深度及直径达到后，开始泥浆置换，置换后的泥浆指标要能保证后续钢筋混凝土井壁下放工作顺利进行；
6)钢筋混凝土井壁下沉：泥浆置换达到适宜指标后，即开始钢筋混凝土井壁下放工作。钢筋混凝土井壁下放采用“悬浮法”，井壁底采用现场预制方式，其余井壁采用“瓦片状”井壁现场连接，然后分段连接，在下放过程中不断往井筒内注配重水，以保证钢筋混凝土井壁能顺利下沉；根据井筒内机械设备的安装要求，在钢筋混凝土井壁内不同位置处预埋铁件，以便与车库机械设备连接；由图3所示，筒式井的结构包括钢筋混凝土井筒1和钻井井壁2；
7)井壁壁后充填：井壁下沉到底固定在井口后，要立即进行充填，充填材料采用水泥浆和石子；
8)筒内水抽干：井壁养护达到一定强度后，将筒内的水抽干；
9)井内设备安装：在井筒内安装地下立体停车库的机械及电子设备；
10)地面附属设施安装：建造地上设施间，在设施间内安装相关设备。筒式地下车库的车辆停放如图4所示。
本发明实施例所述的筒式地下车库的钻井建造方法具有如下特点：
1)、采用本发明的建造方法施工地下井筒。采用全液压动力头钻机进行全断面地下成孔。其优点有：
①钻进效率高；
②成孔垂直度高可控制在2～5‰，井筒安装后垂直度可控制在0.3‰以内；
2)、钢筋混凝土筒体采用预制井壁，井壁底在现场预制，井壁采用“瓦片状”井壁，在厂家分片预制，运输到现场利用特制机械连接，孔内悬浮下放安装，机械设备安装的施工技术方案。其优点有：
①、现场不必准备过大的井壁预制场地；
②、井壁运输方便；
③、井壁底在现场预制，不采用“瓦片状”井壁底连接方式，可以保证其完整性。
3)、根据不同地层条件及周边环境采取井口周边加固措施。
其作用有：成井过程中保护井口周边建(构)筑物的安全。
4)钻进采用“一次超前钻进、分级扩孔”的方式成孔，采用特殊设计的扩孔钻头，如图2所示，所述扩孔钻头包括钻头柄4、与钻头柄4轴向(向下)连接的导向管5；在钻头柄4与导向管5之间的向下弯曲的伞状刀臂6；设于伞状刀臂6最外(圈)端的排渣口7，以增强洗井效果，其作用是提高钻进效率及钻进过程中排渣。
5)、井内设备安装。
其大致步骤如下：
①、安装井内停车机械设备；
②、安装井内停车电子设备；
③、安装井内消防设备；
④、安装井内通风设备
6)、对钻井过程中的泥浆进行处理，达到环保要求。
钻进过程中的泥浆含有大量土渣，对其处理可采用重力沉降处理和机械处理两种方法相结合的方式，其具体方法是：现场设置沉淀池(若现场条件许可)→泥浆在沉淀池沉淀→经沉淀后的泥浆过振动筛→泥浆过旋流器→添加化学药剂使过旋流器的泥浆固化→固化后的泥浆运输。