一种井筒式地下立体车库的施工方法与流程

本发明涉及一种井筒式地下立体车库的施工方法，应用于土木工程中地下结构及基础工程领域。

背景技术：

随着社会经济的飞速发展，城市化进程的不断推进，人们的生活水平持续地提高，汽车的保有量也迅速增长，据统计我国汽车保有量每年都以20%以上的速度增加，北京、上海等大城市更是以每年20万辆的速度增加，导致我国大中城市普遍存在着停车难的问题。与此同时，城市的常驻人口越来越多，使得土地资源越来越紧张，地上空间出现了供不应求、价格居高不下的局面，某些地区已经无地可用，对于一些保存比较完好的古建筑群及街巷等地段，例如北京四合院，新建高层车库建筑势必会与原有风貌产生冲突。

地上空间不足或不便使用地区的停车难问题已成为制约城市发展的重要因素。把地下空间开发和智能机械车库的建设合二为一，建造地下井筒式车库是缓解建筑密集、场地狭窄的城市停车问题的有效途径之一。

目前在建造地下建筑物时，现有的技术通常为基坑支护结构+顺做地下结构和基坑支护结构+逆做地下结构，基坑支护结构+顺做地下结构为先施工基坑支护结构，然后在挖好的基坑中修建地下建筑物，而这种施工方法，在开挖地基时，需要挖出额外的空间以确保模板和防水施工所需要的空间，造成开挖土方量的增加，特别是在城市改造，用地紧张的情况下施工时，新建造的地下建筑物常常与需要保留的原有建筑物之间只有有限的微小距离，这就存在需要提高有效利用率的需求。基坑支护结构+逆做地下结构为先施工基坑支护结构，以基坑支护结构为支撑，逆做地下结构，而这种施工方法，通常是现浇混凝土结构，在狭窄的空间内进行绑筋、支模和浇筑工作，工序较多，施工复杂。同时也利用现浇的混凝土楼板为基坑支护结构的侧向支撑，需要等待混凝土的结构强度，施工工期较长。

鉴于上述传统施工方法的缺陷，有必要对地下建筑物的施工方法进行进一步改进，提出一种逆做+预制拼装的施工方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种井筒式地下立体车库的施工方法，以解决施工场地狭小，基坑支护空间受限，地下水位较高，地下结构施工周期长的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种井筒式地下立体车库的施工方法，包含带有混凝土预制层板的井筒式地下室结构及其内部的机械停车系统，其施工方法特征在于施工步骤如下：

步骤一：沿地下结构外墙的外缘施工基坑竖向支护结构，根据地下水位的情况采取地下水处理措施；

步骤二：以所述的基坑竖向支护结构为基础，在其上搭设用于支撑施工运输系统的钢结构框架，以此框架为支撑搭设围护结构，形成封闭施工空间；

步骤三：以所述的基坑竖向支护结构为支撑，在地面标高处、基坑竖向支护结构的内部搭设施工平台，施工平台中间留设洞口，与洞口对应的竖向空间作为竖向运输通道；

步骤四：开挖基坑竖向支护结构内部的土方，开挖至下一步预定标高并进行场地的平整；

步骤五：在平整的场地上安放用于安装预制结构楼板的搬运小车及其轨道；

步骤六：利用所述的施工运输系统，通过所述的竖向运输通道，将预制结构楼板运送至所述的搬运小车之上，再通过轨道将预制结构楼板运送至设计位置；

步骤七：将预制结构楼板与竖向支护结构进行连接固定，形成本层的楼面结构，同时为基坑竖向支护结构提供侧向支撑；

步骤八：绑扎地下结构外墙的钢筋，支模板并浇筑混凝土，形成下一步地下结构外墙；

步骤九：重复步骤四至步骤八，采用逆作法依次进行各层预制结构楼板的安装和地下结构外墙的施工，直至施工至基坑底的设计标高；

步骤十：施工结构底板混凝土垫层，绑扎结构底板及最下层结构外墙的钢筋、支模板并浇筑混凝土，形成结构底板及最下层结构外墙；

步骤十一：在建造完成的地下井筒结构内进行停车系统的安装并调试，所述的停车系统包括主升降机、副升降机、回转盘和搬运器；

步骤十二：进行车库配套系统的安装和调试，所述的配套系统包括通风系统、照明系统、排水系统、监控系统、消防及报警系统中的部分或全部；

步骤十三：进行车库附属设施的安装和调试，所述的附属系统包括安全检测系统、车牌识别系统、缴费系统、设备电控系统中的部分或全部；

步骤十四：拆除施工平台，进行车库出入口施工；

步骤十五：拆除安装施工运输系统，进行地面铺装及景观恢复。

进一步的，所述基坑竖向支护结构混凝土桩、钢管桩、钢板桩、地下连续墙，或其组合；地下水处理措施为降水井降水、高压旋喷桩帷幕止水、搅拌桩帷幕止水，或其组合。

进一步的，所述的围护结构设置在临时地上结构框架的外侧，将施工场地与周边建筑隔离，为封闭结构，只留设施工进出口；所述的施工运输系统具有垂直运输和水平运输的功能，并且其运输能力及运输速度能够根据不同的需求进行调节。

进一步的，所述施工平台为钢结构、混凝土结构、或其组合；同时根据地下结构顶板的布置形式，能够使施工平台与地下结构顶板合二为一；施工竖向运输通道结合机械车库垂直搬运通道位置进行留设。

进一步的，述的预制结构楼板为钢筋混凝土板、型钢组合板、钢桁架或其组合；根据其大小、尺寸及重量分为单块预制结构楼板或多块预制结构楼板。

进一步的，所述预制结构楼板与基坑竖向支护结构进行连接，形成永久楼面结构，供车辆的停放，同时也为基坑竖向支护结构提供侧向支撑。

进一步的，当基坑竖向支护结构为钢管桩、钢板桩时，基坑竖向支护结构与预制结构楼板端部的钢构件直接焊接；当基坑竖向支护结构为混凝土桩、地下连续墙时，通过植筋或后置埋件与预制结构楼板端部的钢构件进行焊接。

进一步的，所述用于安装预制结构楼板的搬运小车包含钢架承载系统、升降系统、刹车系统以及驱动系统，具有水平运输和标高调整功能，通过搬运小车能够将楼板准确的安放在设计位置。

进一步的，当地下结构需要考虑抗浮时，将所述基坑竖向支护结构与地下结构进行连接，增强地下结构的抗浮能力。

进一步的，地下结构的防水采用自防水混凝土、注浆或防水卷材，施工缝的防水采用预埋止水钢板、预埋止水带或预埋注浆管。

本发明的一种井筒式地下立体车库的施工方法，能够解决施工场地狭小，没有施工作业面的问题，同时施工过程中采用垂直运输系统，无需大型机械，采用预制结构楼板作为基坑竖向支护结构的支撑，大大缩短了施工周期。

本发明具有以下优点：

1、通过搭设施工平台，创造施工空间，能够解决场地狭小，材料无处堆放，机械无法定位施工的问题。

2、通过竖向运输通道及运输系统，能够完成材料、机械及土方的运输，无需大型机械、操作简单。

3、通过地上的围护结构将施工场地与周边的建筑隔离开来，形成全封闭的施工场地，减少了由于施工产生的噪声污染、光污染以及扬尘污染，减少了对周边居民的影响。

4、地下结构的预制结构楼板由混凝土预制构件组成，其构件可以在工厂批量生产，产量高、质量好、造价低、节能高效。

5、搬运小车具有水平运输和标高调整的功能，采用搬运小车进行预制结构楼板的运输和定位，施工简单、速度快，精度高。

6、预制结构楼板代替临时支撑，二者合而为一，减少了工作量，节省造价，预制结构楼板为预制构件，现场安装完毕后无需养护时间即可进行下一步的工作，节省工期。

附图说明

图1是本发明地下结构施工的剖面示意图

图2是本发明地下结构施工的平面示意图

图3图4是预制结构楼板与竖向支护结构连接示意图

图5是搬运小车结构示意图

附图标记：1-基坑竖向支护结构、2-地下水处理措施、3-临时地上结构框架、4-施工运输系统、5-施工平台、6-竖向运输通道、7-预制结构楼板、8-搬运小车、9-地下结构外墙、10-底板、11-钢架承载系统、12-升降系统、13-刹车系统、14-驱动系统。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

如图1所示一种井筒式地下立体车库，包含带有混凝土预制层板的井筒式地下室结构及其内部的机械停车系统，其施工方法特征在于施工步骤如下：

步骤一：沿地下结构外墙的外缘施工基坑竖向支护结构（1），根据地下水位的情况采取地下水处理措施（2）；

步骤二：以所述的基坑竖向支护结构为基础，在其上搭设用于支撑施工运输系统（4）的钢结构框架（3），以此框架为支撑搭设围护结构，形成封闭施工空间；

步骤三：以所述的基坑竖向支护结构为支撑，在地面标高处、基坑竖向支护结构的内部搭设施工平台（5），施工平台中间留设洞口，与洞口对应的竖向空间作为竖向运输通道（6）；

步骤四：开挖基坑竖向支护结构内部的土方，开挖至下一步预定标高并进行场地的平整；

步骤五：在平整的场地上安放用于安装预制结构楼板的搬运小车（8）及其轨道；

步骤六：利用所述的施工运输系统（4），通过所述的竖向运输通道（6），将预制结构楼板（7）运送至所述的搬运小车（8）之上，再通过轨道将预制结构楼板（7）运送至设计位置；

步骤七：将预制结构楼板（7）与竖向支护结构（1）进行连接固定，形成本层的楼面结构，同时为基坑竖向支护结构提供侧向支撑；

步骤八：绑扎地下结构外墙的钢筋，支模板并浇筑混凝土，形成下一步地下结构外墙（9）；

步骤九：重复步骤四至步骤八，采用逆作法依次进行各层预制结构楼板（7）的安装和地下结构外墙（9）的施工，直至施工至基坑底的设计标高；

步骤十：施工结构底板混凝土垫层，绑扎结构底板及最下层结构外墙的钢筋、支模板并浇筑混凝土，形成结构底板（10）及最下层结构外墙（9）；

步骤十一：在建造完成的地下井筒结构内进行停车系统的安装并调试，所述的停车系统包括主升降机、副升降机、回转盘和搬运器；

步骤十二：进行车库配套系统的安装和调试，所述的配套系统包括通风系统、照明系统、排水系统、监控系统、消防及报警系统中的部分或全部；

步骤十三：进行车库附属设施的安装和调试，所述的附属系统包括安全检测系统、车牌识别系统、缴费系统、设备电控系统中的部分或全部；

步骤十四：拆除施工平台，进行车库出入口施工；

步骤十五：拆除安装施工运输系统，进行地面铺装及景观恢复。

如图2所示，所述的预制结构楼板（7）为钢筋混凝土板、型钢组合板、钢桁架或其组合；根据其大小、尺寸及重量分为单块预制结构楼板或多块预制结构楼板。

如图3-4所示，所述预制结构楼板（8）与基坑竖向支护结构（1）进行连接，形成永久楼面结构，供车辆的停放，同时也为基坑竖向支护结构提供侧向支撑。图3中预制结构楼板端部钢构件与基坑竖向支护结构相连，预留结构墙体的位置，此位置钢筋连通但不浇筑混凝土，待后期与地下结构外墙一起浇筑。图4中预制结构楼板端部带有部分地下结构墙体，此部分地下结构墙体与基坑竖向支护结构进行连接，待后期浇筑地下结构外墙时进行施工缝处理即可。

如图5所示，所述用于安装预制结构楼板的搬运小车包含钢架承载系统（11）、升降系统（12）、刹车系统（13）以及驱动系统（14），具有水平运输和标高调整功能，通过搬运小车能够将楼板准确的安放在设计位置。