CN104452829B - 一种桩筏基础抗浮结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桩筏基础抗浮结构及施工方法，地下室侧墙与支护桩通过横向的连接钢筋连接；地下室底板下打设有钻孔灌注桩；地下室底板下方从上至下依次为碎石垫层、回填灰土层、钢筋混凝土隔水板、软弱土层、相对持力层；钢筋混凝土隔水板的位置接近止水帷幕底端，钢筋混凝土隔水板与止水帷幕之间形成封闭防水空间；钢筋混凝土隔水板与支护桩通过连接钢筋连接，钢筋混凝土隔水板上间隔布孔，相对持力层内经该孔穿插着抗浮锚杆。本发明涉及的结构具有良好的承载及抗浮性能，对筏板及桩筏连接处的破坏小，底板不易渗漏，施工速度快，造价低等特点，具有较好的技术经济效益。

Description

一种桩筏基础抗浮结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种桩筏基础抗浮结构及施工方法,施工快速、造价低廉、具有抗浮能力,属于建筑工程领域。

背景技术

出于扩展使用功能和开发地下空间的目的，高层建筑物一般设计有较大平面尺寸和深度的地下室。然而，在地下土层含水丰富的沿海城市，由地下水浮力所造成的建筑物、构筑物等上部结构发生倾斜、倒塌的事故屡屡出现，使得地下室抗浮问题显得日益突出。

桩筏基础是桩基础和筏板基础的有机结合，兼具桩基础和筏板基础的特点：整体刚度大、承载力高、抗变形能力强、抗震性能好，可有效避免结构发生不均匀沉降，已被广泛应用于高层或超高层建筑，亦可用于机场港口、大型物流堆场的地基处理项目。

现有的大型桩筏结构常用的抗浮措施有三种：一是压载抗浮技术，即在地下室底板上施加配重或增大底板的厚度来抵消地下水对筏板的浮力，增加底板厚度对地下结构抗浮很有效,但基础埋深势必增加,地下水浮力也相应增加,因此,抗浮设计难度较大，施工效果很难达到设计要求；二是设置抗拔锚杆，抗拔锚杆通过自身抗拉将地下室结构整体和岩层或者坚硬土层拉住，筏板基础下通常满堂布置抗拔锚杆，因此抗拔锚杆使用量很大，易造成建筑材料的浪费；因为长期与地下水接触，因此对抗拔锚杆的防腐要求很高，且抗拔锚杆不能承受向下的荷载；三是抗浮桩技术，抗浮桩利用桩体自重和桩侧摩阻力来提供抗浮力，由于桩与柱子相连,使抗浮桩的间距太大,需要很厚的底板才能抵抗浮力产生的附加弯矩和剪力,因此除桩的造价高外底板的造价也很高。

综上所述，现有的桩筏基础抗浮结构虽然在抗浮性能和防渗性能方面取得了显著的效果，减少了地下水位的不断变化对地下室侧墙及底板造成的破坏，但仍存可改善之处，主要体现在施工难度相对较大、施工成本高等方面。在地下水位较高地区，随着地下室深度的增加，对桩基及筏板的抗浮及防渗提出了更高的要求。

鉴于此，目前亟需发明一种施工质量可靠、施工速度快、造价相对较低的桩筏基础抗浮结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好的承载及抗浮性能，可有效减少地下水位变化对桩与筏板连接处的损坏的桩筏基础抗浮结构及施工方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种桩筏基础抗浮结构，地下室侧墙与支护桩通过横向的连接钢筋连接；地下室底板下打设有钻孔灌注桩；地下室侧墙与地下室底板之间的空隙处填充自密实防水混凝土；

地下室底板下方从上至下依次为碎石垫层、回填灰土层、钢筋混凝土隔水板、软弱土层、相对持力层；

钢筋混凝土隔水板的高于止水帷幕最下端1m以上，钢筋混凝土隔水板与止水帷幕之间形成封闭防水空间；

钢筋混凝土隔水板与支护桩通过连接钢筋连接，钢筋混凝土隔水板与支护桩连接处设置活性材料隔水体；

混凝土隔水板上间隔布孔，经孔穿插抗浮锚杆至相对持力层，钢筋混凝土隔水板与钻孔灌注桩连接处设置有橡胶止水带。

连接地下室侧墙和支护桩的连接钢筋沿着支护桩等间距布置，且该连接钢筋与地下室侧墙内的钢筋焊接；

碎石垫层厚度为300～500mm，碎石垫层内预先埋设有水位探测器和排水管，排水管的一端延伸集水槽。

桩筏基础抗浮结构的施工方法，包括以下步骤：

1)钻孔灌注桩施工：基坑开挖至设计标高后，施工、养护钻孔灌注桩至设计强度；

2)开挖原土层：将基坑继续下挖3～6m，基坑标高位于止水帷幕底部上方；

3)在基坑内浇筑钢筋混凝土隔水板：施工钢筋混凝土隔水板前，先对钻孔灌注桩接近基坑的部分抹浆做光滑处理，并外包橡胶止水带；在支护桩上与钢筋混凝土隔水板连接的位置钻孔并植入连接钢筋；做好准备工作之后，铺设钢筋网，将钢筋网四周与支护桩上的连接钢筋焊接，支模浇筑防水混凝土形成钢筋混凝土隔水板，待混凝土达到强度后在支护桩与钢筋混凝土隔水板连接处设置活性材料隔水体；

4)打设抗浮锚杆：待浇筑钢筋混凝土隔水板混凝土强度达到要求后在钢筋混凝土隔水板上钻孔并下放预制的抗浮锚杆，向抗浮锚杆内注浆形成锚杆注浆体。

5)回填灰土层至地下室底板标高：分层回填灰土层，每回填一层灰土层需对回填部分进行压实；

6)铺设碎石垫层：在灰土层上铺设300～500mm的碎石垫层，碎石垫层内预先埋设水位探测器和排水管，排水管间隔布设，并埋入碎石垫层；

7)地下室底板及地下室侧墙浇筑：先在支护桩上水平引孔设置连接钢筋，然后铺设地下室底板钢筋和地下室侧墙钢筋，地下室侧墙钢筋与连接钢筋焊接连接，最后支模浇筑地下室底板和地下室侧墙混凝土，并养护至设计强度。最后在支护桩与地下室侧墙的空隙处填充自密实防水混凝土。

本发明具有以下的特点和有益效果：

(1)桩筏基础抗浮结构设置连续的钢筋混凝土隔水板，钢筋混凝土隔水板浇筑在止水帷幕的布置范围内，形成封闭的隔水层，防止钢筋混凝土隔水板以下地下水进入回填灰土层中，减小地下水位变化对桩筏的影响。

(2)回填灰土层使得建筑物能均匀沉降，对抗地下水的浮力，大幅度减少抗浮锚杆的使用量，节约施工成本。

(3)地下室底板顶部设置一层碎石垫层，碎石垫层内设置排水管和水位探测器，地下水位渗漏时易被发现，并可及时进行排水措施。

(4)钻孔灌注桩与钢筋混凝土隔水板连接处设置橡胶止水带，橡胶止水带遇水后膨胀，阻止地下水上升从交接处缝隙中渗漏至回填灰土层。

附图说明

图1是本发明桩筏基础抗浮结构示意图；

图中：1、软弱土层；2、支护桩；3、止水帷幕；4、钻孔灌注桩；5、钢筋混凝土隔水板；6、橡胶止水带；7、抗浮锚杆；8、灰土层；9、碎石垫层；10、排水管；11、连接钢筋；12、地下室侧墙；13、地下室底板；14、自密实防水混凝土；15、活性材料隔水体；16、相对持力层；17、锚杆注浆体。

具体实施方式

本实施方式中支护桩和钻孔灌注桩的施工工艺、连接钢筋的引孔施工、抗浮锚杆的施工工艺、钢筋混凝土隔水板和地下室底板的浇筑施工工艺等本实施例中不再累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

图1是本发明桩筏基础抗浮结构示意图。参照图1所示，本发明桩筏基础抗浮结构主要由止水帷幕3、支护桩2、钢筋混凝土隔水板5、钻孔灌注桩4、碎石垫层9及抗浮锚杆7组成。

在基坑四周设置一排支护桩2，支护桩2采用深层搅拌桩，桩径600mm，桩间距450mm，桩长9m，桩身混凝土采用C25混凝土，主筋8Φ18，加劲箍φ12@200；止水帷幕3采用连续的水泥搅拌桩，桩径为250mm，桩顶距地表3.5m，桩底位于地下水位以下。

钻孔灌注桩4为圆形，桩体直径为600mm，桩间距为3m，桩体穿过软弱土层1，伸入相对持力层16内1m以上；钻孔灌注桩4内钢筋笼的直径为500mm，设置12根Ф16mm、强度等级HRB335纵向螺纹钢筋，螺旋箍筋采用Ф8mm、强度等级为HPB300的光面钢筋。钻孔灌注桩4的混凝土强度等级为C35，采用42.5#普通硅酸盐水泥。钻孔灌注桩4的施工满足《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的要求。

钢筋混凝土隔水板5采用防渗混凝土浇筑而成，水泥采用普通硅酸盐水泥，强度不低于32.5Mpa，水泥的7天水化热指标不高于275kJ/kg，不得使用早强水泥，水泥的碱含量须满足每立方米混凝土中水泥的总碱量不大于2.25kg，添加的粉煤灰的级别不低于II级，不得使用高钙粉煤灰，粗骨料采用5～31.5mm级配均匀的机碎石，含泥量不得大于1％，细骨料采用中粗砂，细度模数2.5～3.0。砂的含泥量不得大于3％。混凝土内添加外加剂，外加剂应采用低碱、低水化热的外加剂，掺量不大于水泥质量的5％。

钢筋混凝土隔水板5与支护桩2相互垂直设置，两者采用连接钢筋11连接，连接钢筋11采用钢筋植筋的孔径为20mm，且连接处铺设外包土工布袋的活性材料隔水体15，活性材料隔水体15为高分子树脂活性防水材料。钻孔灌注桩4贯穿了钢筋混凝土隔水板5，钢筋混凝土隔水板5与钻孔灌注桩4之间设置橡胶止水带6，橡胶止水带6采用橡胶止水带，拉伸强度≥3.5Mpa。

钢筋混凝土隔水板5达到一定强度后，在钢筋混凝土隔水板5上钻孔，在孔内设置抗浮锚杆7，抗拔承载力标准值为240KN，抗浮锚杆7表面进行抗腐蚀处理，抗浮锚杆7内注浆形成锚杆注浆体17。

待抗浮锚杆7打设完成后在钢筋混凝土隔水板5上回填灰土层8，灰土层8顶部设置碎石垫层9，碎石垫层9厚度300～500mm，碎石粒径不小于20mm。碎石垫层9内设置水位感应器，并预埋排水管10，排水管10采用内径100～200mm的混凝土管。

然后进行地下室底板13和地下室侧墙12的施工，地下室底板13和地下室侧墙12的钢筋采用直径为16mm，强度等级为HRB335的螺纹钢筋，厚度为400mm，混凝土强度等级为C30，其中，地下室侧墙12与支护桩2采用直径为20mm，强度等级为HRB335的连接钢筋11连接。地下室侧墙12与支护桩2的空隙内填充自密实防水混凝土14，自密实防水混凝土14的黏度用混凝土的扩展度表示，要求在500～700mm范围内。

本发明还提供了桩筏基础抗浮结构的施工方法，主要包括以下步骤：

1)钻孔灌注桩施工：基坑开挖至设计标高后，打设钻孔灌注桩4，钻孔灌注桩4浇筑完成后养护28天，使钻孔灌注桩4达到设计强度；

2)开挖原土层：将基坑继续下挖3～6m，基坑底部标高比止水帷幕3底部高1m；

3)在基坑底部浇筑钢筋混凝土隔水板5：施工钢筋混凝土隔水板5前，先对钻孔灌注桩4接近基坑的部分抹浆做光滑处理、外包橡胶止水带6。在支护桩2上与钢筋混凝土隔水板5连接的部位钻孔并设置连接钢筋11。做好准备工作做好，铺设钢筋混凝土隔水板5的钢筋网，钢筋网四周与设置在支护桩2上的连接钢筋11焊接，钢筋网安装完成后支模浇筑防水混凝土，待混凝土强度达到要求后在支护桩2与钢筋混凝土隔水板5连接处设置活性材料隔水体15。

4)打设抗浮锚杆7：待浇筑钢筋混凝土隔水板5混凝土强度达到要求后在钢筋混凝土隔水板5上钻孔并插入预制的抗浮锚杆7至相对持力层16以下1m以上，然后向抗浮锚杆7内注浆形成锚杆注浆体17，注浆方式采用二次注浆，第一次注浆压力0.5～1.0MPa，通过注浆管自孔底注浆，注浆至孔口不冒浆为止；第二次注浆压力1.5～3.0MPa。前后两次注浆间隔时间为12h；

5)回填灰土层8：分层回填灰土层8，每回填一层灰土层8需对回填部分进行压实，回填施工至地下室底板标高；

6)铺设碎石垫层9：灰土层8铺设完成后铺设300～500mm的碎石垫层9，碎石垫层9内预先埋设水位探测器和排水管10，排水管均匀布设，一端延伸至地下室周围的集水槽中；

7)地下室底板13及地下室侧墙12浇筑：地下室侧墙12施工前，先在支护桩2上引孔植入连接钢筋11，然后铺设地下室底板13和地下室侧墙12的钢筋，地下室侧墙12钢筋与连接钢筋11焊接，最后浇筑地下室底板13和地下室侧墙12混凝土。最后在地下室侧墙12与支护桩2空隙处填充自密实防水混凝土14。

Claims (1)

1.桩筏基础抗浮结构的施工方法，所述桩筏基础抗浮结构的地下室侧墙与支护桩通过横向的连接钢筋连接,止水帷幕布置在支护桩外侧；地下室底板下打设有钻孔灌注桩；地下室底板下方从上至下依次为碎石垫层、回填灰土层、钢筋混凝土隔水板、软弱土层、相对持力层；钢筋混凝土隔水板的位置接近止水帷幕底端，钢筋混凝土隔水板与止水帷幕之间形成封闭防水空间；钢筋混凝土隔水板与支护桩通过连接钢筋连接，钢筋混凝土隔水板上间隔布孔，相对持力层内经该孔穿插着抗浮锚杆；

地下室侧墙与支护桩之间的空隙处填充自密实防水混凝土；

钢筋混凝土隔水板与支护桩连接处设置活性材料隔水体；钢筋混凝土隔水板与钻孔灌注桩连接处设置有橡胶止水带；连接地下室侧墙和支护桩的连接钢筋沿着支护桩等间距布置，且该连接钢筋与地下室侧墙内的钢筋焊接；碎石垫层厚度为300～500mm，碎石垫层内预先埋设有水位探测器和排水管，排水管的一端延伸至地下室的集水槽；

其特征在于，包括以下步骤：

1)钻孔灌注桩施工：基坑开挖至设计标高后，施工、养护钻孔灌注桩至设计强度；

2)开挖原土层：将基坑继续下挖3～6m，基坑标高位于止水帷幕底部上方；

3)在基坑内浇筑钢筋混凝土隔水板：施工钢筋混凝土隔水板前，先对钻孔灌注桩与后施工的钢筋混凝土隔水板相互连接的部分抹浆做光滑处理，并外包橡胶止水带；在支护桩上与钢筋混凝土隔水板连接的位置钻孔并植入连接钢筋；做好准备工作之后，铺设钢筋网，将钢筋网四周与支护桩上的连接钢筋焊接，支模浇筑防水混凝土形成钢筋混凝土隔水板，待混凝土达到强度后在支护桩与钢筋混凝土隔水板连接处设置活性材料隔水体；

4)打设抗浮锚杆：待浇筑钢筋混凝土隔水板混凝土强度达到要求后在钢筋混凝土隔水板上钻孔并下放预制的抗浮锚杆，向抗浮锚杆内注浆形成锚杆注浆体；

5)回填灰土层至地下室底板标高：分层回填灰土，每回填一层灰土层需对回填部分进行压实；

6)铺设碎石垫层：在灰土层上铺设碎石垫层，碎石垫层内预先埋设水位探测器和排水管，排水管间隔布设，并埋入碎石垫层；

7)地下室底板及地下室侧墙浇筑：先在支护桩上水平引孔设置连接钢筋，然后铺设地下室底板钢筋和地下室侧墙钢筋，地下室侧墙钢筋与连接钢筋焊接连接，最后支模浇筑地下室底板和地下室侧墙混凝土，并养护至设计强度，最后在支护桩与地下室侧墙的空隙处填充自密实防水混凝土。