下穿隧道抗拔结构论文和设计-向龙

全文摘要

本实用新型下穿隧道抗拔结构，属于隧道施工领域，目的是在能避免抗拔桩使用的同时提高隧道的抗浮能力。包括围护结构、冠梁和槽体，槽体呈U形，包括底板和两侧的侧墙，在侧墙的顶部设置有支撑面；冠梁包括顶面、与围护结构相邻的底面、与U形槽体相邻的内侧面以及与内侧面相对的外侧面；冠梁坐落于支撑面上，其底面与支撑面相配合。本实用新型，即便在不使用抗拔桩的前提下，也具有抗浮能力，除适当增加冠梁的尺寸以外，对隧道的结构等几乎不产生影响，因此，对施工工程量的影响极小；再者，该结构可避免抗拔桩的施工，从而节约了抗拔桩的施工周期，大大降低了工程成本，并且，无论是新建隧道或者已经隧道的维修，对槽体的影响小，不会影响槽体的耐久性。

主设计要求

1.下穿隧道抗拔结构，包括设置于基坑内的围护结构(1)、浇筑于围护结构(1)顶部的冠梁(2)和设置于基坑内的框架主体结构；其特征在于：所述框架主体结构为设置于基坑内的槽体(3)，所述槽体(3)呈U形，包括底板(31)和位于底板(31)两侧的侧墙(32)，在所述侧墙(32)的顶部设置有支撑面(321)；所述冠梁(2)包括顶面(21)、与围护结构(1)相邻的底面(22)、与槽体(3)相邻的内侧面(23)以及与内侧面(23)相对的外侧面(24)；所述冠梁(2)坐落于所述支撑面(321)上，其底面(22)与所述支撑面(321)相配合。

设计方案

2.如权利要求1所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：所述冠梁(2)的内侧面(23)与围护结构(1)中心线之间的距离大于冠梁(2)的外侧面(24)与围护结构(1)中心线之间的距离。

3.如权利要求1或2所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：在所述侧墙(32)的顶部设置有由其顶端面向下凹陷并向外贯穿侧墙(32)外侧面的缺口(33)，并由所述缺口(33)的台阶面构成侧墙(32)的支撑面(321)；所述缺口(33)的侧面延伸至所述冠梁(2)的内侧面(23)。

4.如权利要求3所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：所述侧墙(32)的顶端面高于所述冠梁(2)的顶面(21)。

5.如权利要求1或2所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：所述槽体(3)为设置于基坑内的钢筋混凝土结构。

6.如权利要求5所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：所述槽体(3)为现浇钢筋混凝土结构。

7.如权利要求1或2所述的下穿隧道抗拔结构，其特征在于：所述围护结构(1)为支护桩。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于隧道施工领域，具体的是下穿隧道抗拔结构。

背景技术

随着经济的发展，在城市干道节点上多采用立体交通形式，如设置高架桥或者下穿隧道。目前，下穿隧道施工时，首先需要施工基坑，基坑开挖前需要设置基坑围护结构以保护基坑及施工安全，基坑开挖后在基坑内浇筑下穿隧道混凝土主体结构，对于埋设较浅等依靠主体结构上部覆土重量及自身重量不能满足抗浮要求的隧道，隧道会出现上浮的现象，然而隧道上浮会影响路面的平整度，甚至导致防水失效等问题，危及隧道安全。为解决上述问题，传统方法为在隧道混凝土主体结构下方设置抗拔桩与混凝土主体结构相连接，或设置锚索与框架主体结构相连接，以避免隧道上浮的现象。然而，设置抗拔桩或锚索，具有以下缺点：

第一，施工麻烦、施工周期长；由于下穿隧道通常设置于城市交通繁忙的地段，施工周期越长，增加了基坑及周边建筑沉降等风险；第二，抗拔桩或锚索的增加势必造成工程量的增加及工程造价的提高；第三、抗拔状与主体结构底部连接处防水质量不易控制，特别对于已建成的即有隧道，设置抗拔桩时，需要在主体结构底部设置安装孔，将抗拔桩设置于安装孔中，然而，在混凝土基础底板上开孔，后期容易形成渗漏水病害；第四、抗拔桩或锚索与框架主体结构相连接处一般为结构爆弱部位，会削弱框架主体结构的耐久性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种下穿隧道抗拔结构,在能避免抗拔桩使用的同时提高隧道的抗浮能力，从而方便施工，缩短施工周期及工程造价。

本实用新型采用的技术方案是：下穿隧道抗拔结构，包括设置于基坑内的围护结构、浇筑于围护结构顶部的冠梁和设置于基坑内的框架主体结构；所述框架主体结构为设置于基坑内的槽体，所述槽体呈U形，包括底板和位于底板两侧的侧墙，在所述侧墙的顶部设置有支撑面；所述冠梁包括顶面、与围护结构相邻的底面、与槽体相邻的内侧面以及与内侧面相对的外侧面；所述冠梁坐落于所述支撑面上，其底面与所述支撑面相配合。

进一步的，所述冠梁的内侧面与围护结构中心线之间的距离大于冠梁的外侧面与围护结构中心线之间的距离。

进一步的，在所述侧墙的顶部设置有由其顶端面向下凹陷并向外贯穿侧墙外侧面的缺口，并由所述缺口的台阶面构成侧墙的支撑面；所述缺口的侧面延伸至所述冠梁的内侧面。

进一步的，所述侧墙的顶端面高于所述冠梁的顶面。

进一步的，所述槽体为设置于基坑内的钢筋混凝土结构。

进一步的，所述槽体为现浇钢筋混凝土结构。

进一步的，所述围护结构为支护桩。

本实用新型的有益效果是：本下穿隧道抗拔结构，即便在不使用抗拔桩的前提下，也能利用隧道基坑支护时施作的围护结构和冠梁为槽体提供抗浮力，除适当增加冠梁的尺寸以外，对隧道的结构等几乎不产生影响，因此，对施工工程量的影响极小；再者，该结构可避免抗拔桩的施工，从而节约了抗拔桩的施工周期，大大降低了工程成本，并且，无论是新建隧道或者已经隧道的维修，对槽体的影响小，不会影响槽体的耐久性；最后，冠梁的施作于围护结构的顶部，施工方便，且其施作对基坑的扰动小，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的A处局部放大图。

图中，围护结构1、冠梁2、顶面21、底面22、内侧面23、外侧面24、槽体3、底板31、侧墙32、支撑面321、缺口33。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

下穿隧道抗拔结构，如图1和图2所示，包括设置于基坑内的围护结构1、浇筑于围护结构1顶部的冠梁2和设置于基坑内的框架主体结构；其特征在于：所述框架主体结构为设置于基坑内的槽体3，所述槽体3呈U形，包括底板31和位于底板31两侧的侧墙32，在所述侧墙32的顶部设置有支撑面321；所述冠梁2包括顶面21、与围护结构1相邻的底面22、与槽体3相邻的内侧面23以及与内侧面23相对的外侧面24；所述冠梁2坐落于所述支撑面321上，其底面22与所述支撑面321相配合。

本下穿隧道抗拔结构，围护结构1在基坑开挖前施作，保证基坑施工及基坑周边环境的安全，围护结构1可以为支护桩，也可以为地下连续墙等。冠梁2浇筑于围护结构1顶部，用于防止基坑顶部边缘产生坍塌。槽体3呈U形，其为框架主体结构，围成下穿隧道主道路区域。通过冠梁2坐落于所述侧墙32的支撑面321上，其底面22与所述支撑面321相配合，使得冠梁2对侧墙32产生向下的压力，当槽体3在上浮力的作用下，产生向上浮动的趋势时，冠梁2的底面22抵靠侧墙32的支撑面321，为槽体3提供抗浮力，阻止槽体3上浮。该结构，可避免抗拔桩及锚索的使用，其利用隧道基坑支护时施作的围护结构1和冠梁2为槽体3提供抗浮力，除适当增加冠梁2的尺寸以外，对隧道的结构等几乎不产生影响，因此，对施工工程量的影响极小；再者，该结构可避免抗拔桩的施工，从而节约了抗拔桩的施工周期，大大降低了工程成本，并且，无论是新建隧道或者已经隧道的维修，无需抗拔桩或锚索等与槽体3进行连接，避免出现槽体3连接受力薄弱点，从而保证槽体3的耐久性，同时更方便槽体3的防水处理，避免出现渗漏薄弱环节，能有效规避渗漏水病害；最后，冠梁2的施作于围护结构1的顶部，施工方便，且其施作对基坑及周围环境的扰动小，安全性高。

为了提高冠梁2的底面22与侧墙32的支撑面321的可接触面积，保证抗拔的可靠性，优选的，所述冠梁2的内侧面23与围护结构1中心线之间的距离大于冠梁2的外侧面24与围护结构1中心线之间的距离。该结构，相当于在传统冠梁2的基础上向基坑内侧方向对冠梁2进行加宽，从而使冠梁2的底面22更多的伸入到槽体3的支撑面321上，提高了冠梁2与槽体3的配合面积。

上述实施方式中，可以在侧墙32侧墙32的外侧面设置向内侧面凹陷的凹槽，将冠梁2与侧墙32相邻的内侧插入凹槽内，但是，该凹槽的设置对侧墙32的施工带来不便，以及对后期维护改造带来不便。优选的，在所述侧墙32的顶部设置有由其顶端面向下凹陷并向外贯穿侧墙32外侧面的缺口33，并由所述缺口33的台阶面构成侧墙32的支撑面321；所述缺口33的侧面延伸至所述冠梁2的内侧面23。

上述侧墙32的外侧面是指侧墙32与围护结构1相邻的面，也为侧墙32围成U形槽的槽壁的另一面。

该缺口33的设置，首先施工更方便，其次，使得缺口33部位用于容纳冠梁2的加宽部位，该侧墙32的结构相当于在传统侧墙32的基础上减少了缺口33处材料的使用，与冠梁2加宽部位增加的材料投入进行平衡后，使得该下穿隧道抗拔结构的整体材料投入成本及施工工程量与传统的支护结构及槽体3整体相比几乎相等。

所述侧墙32的顶端面高于所述冠梁2的顶面21。该设置，使得侧墙32的外侧面与冠梁2的顶面21包围形成辅道路面层支撑结构，使得在冠梁2的顶面21铺设路面面层时，侧墙32的外侧面起到侧模板的作用，同时，侧墙32的顶端面也便于设置防撞护栏。

所述槽体3为设置于基坑内的钢筋混凝土结构。

上述实施方式中，槽体3可以为现浇结构，也可以为预制件，通常的，所述槽体3为现浇钢筋混凝土结构。

本下穿隧道抗拔结构施工时，实现施工基坑的围护结构1，然后施工顶部冠梁2，接着开挖基坑，最后，槽体3一次性浇筑成型。该方法具有简单、快捷、一次成型、质量更容易控制。

设计图

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设计说明书

设计图

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