CN105484260A - 一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计与施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大面积地下室结构体的抗裂防渗止浮的设计与施工方法，内容包括地下室底、顶板及垟板后浇带的设计与施工，并采用预应力锚索代替常规的桩基技术抗浮。用后浇带分割技术将大面积地下室底、顶板和/墙面板分割成规范允许的小单元的目的主要是为了将结构的所有胀缩裂/缝和沉降裂缝都收集并消除在后浇带内。预应力锚索则用于实现止浮的功能，后浇带分割技术用于抗裂防渗功能。本发明在用于综合治理大型建筑的地下室裂损渗漏上浮问题的同时，可以大量节约城市建设用地，可以附带满足城市停车要求，附带解决城市区域性服务行业不足问题。

Description

一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计与施工方法

技术领域

本发明属于地下室结构体系的设计施工领域，特别涉及一种大面积地下室结构体的抗裂防渗止浮的设计施工方法。

背景技术

一方面是上海大楼卧倒，海口大楼出走，桩基失效普遍，几年内全国又有二十多起大型地下室严重裂损渗漏上浮甚至报废现象惊人。另一方面，为了求稳，人们却在基础设计中就有了大型地下室倾向。再加上由于城镇化的推进，城建用地的紧缺，高层建筑和特大型地下室工程的建造已是必由之路。而由于大型地下室体型太大，工期较长，在温度应力控制，地基沉降控制，结构变形控制，整体上浮防治方面都增加了难度。大批量的新建地下室就面临了裂损严重，渗漏不已，整体上浮，甚至走上了工程报废的绝路，让工程界对此望而生畏。

鉴于钢筋混凝土结构的物理属性对环境温湿度的变化极其敏感，其胀缩変化量的理论计算公式为：e＝r乄tL式中e为胀缩量mm，r为结构约朿程度系数取1，乄为钢筋混凝土的线胀系数，取5X0.000001/c度(已将可能取得的各种有利因素考虑进去)，t为温差幅度，还要加上10度的干湿胀缩当量温差。L为结构长度mm。计算温差t取决于环境温度，那是客观现实，没有多少选择余地的：比如在海南岛，夏日太阳直射下混凝土表面的温度在65度以上，而冬季极限最低则为5度，再加上10度的干缩当量温差，计算温差t就达80度了。而呼伦贝尔，冬日极限最低达零下50度，夏日极限最高达40度，加上干缩当量温差的计算温差就是100度。人们要贸然将地下室的长度放大到300m，那么结构的理论收缩量就将分别达到120mm，或150mm。而规范规定肉眼可见的有害裂缝的宽度仅为0.2mm:呢，说明这里有可能出现的裂缝总数就将达到600条或750条。因此，规范不得不将结构长度严加限制(35～50m)，也就完全封死了人们进行大型地下室设计施工的路径。

因此，当前建筑市场和工程学术界所急需寻求的是综合治理这一最可怕的结构病害现象的有效技术手段。

发明内容

本发明旨在提供一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计施工方法，包括将地下室基底扩大后再用后浇带分割的设计与施工方法，和用预应力锚索代替常规的桩支承技术抗浮。所述后浇带设计施工法是采用后浇带分割技术将大面积地下室底、顶板和墙面分割成规范允许的小单元。

在前述地下室基底设置5个以上的预应力锚索，可取代几百上千根施工难度大，造价高，可靠度低的桩以满足止浮要求。

预应力锚索的锚体一般要深入基岩，须用深钻钻孔并将孔底扩大，然后下送锚铁和钢索，用混凝土浇筑孔底锚体，待养护期足后，才可实施张拉。最后锁定，也可将上部全孔灌混凝土以保护钢索，增强锚固力。

前述大面积地下室底、顶板后浇带施工方法为：(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(δ)×墙厚(D)×墙高(H)以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的板内敷设、穿扦钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土，一要满足主体结构的养护干缩期，二要趁极限低温天气。

前述大面积地下室垟板后浇带施工方法为：(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(δ)×墙厚(D)×墙高(H)要求以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的墙内敷设(穿扦)钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土，一要满足主体结构的养护干缩期，二要趁极限低温天气。

用低膨胀混凝土浇筑前述后浇带。

利用后浇带分割技术化整为零，用后浇带将大面积地下室分割成小块头单体，也就是让收缩量(裂缝)集中出现(消除)在后绕带內，以达到结构抗裂目的。

而鉴于地基土质是咫尺之间，千变万化的，地下室底盘越大，各点之问的沉降差也越大，产生沉降裂缝的可能性也就越难避免，因此也利用后浇带将分割体各自所产生的不均一的沉降量统统在后浇带内消化掉。

本发明的内容是在结构设计中严格遵守“本构合理，变形协调和力学平衡”三准则的前提下，再在后浇带的设计与施工方面下功夫：合理布置纵横交错的后浇带，将特大尺度的地下室分割成规范允许的小单元；保证后浇带构造规整合理，传力直接可靠；保证后浇带内配筋不受影响；保证结构的全部干缩与冷缩量与不均匀沉降量都集中在后浇带内实现；保证后浇带分割界面上的粘附力和咬合力满足要求。

此外，在整个施工过程中还需要提高混凝土保护层的密实度，保证保护层的厚度要求，以减少混凝土的碳化威胁和钢筋的锈蚀胀裂威胁，这也是抗裂防渗的重要施工措施。

前述地下室的设计与施工，首先是根据上部设计，估算其对地基承载力要求，根据地质报告，评估地基承载力是否满足要求，满足要求时，就可直接利用天然地基。当不满足地基承载力要求时，将地下室基底放大减压，扩底系数可以保持1.5～2.0，应拥有足够的安全系数；当基土局部存在不均匀缺憾时，也可先用传统或创新技术进行局部天然地基强化。最后才利用后浇带和预应力锚索来实现(1)温湿度胀缩应力控制；(2)地基不均匀：沉降控制；(3)结构变形协调控制；(4)整体抗浮控制这四大目标。

所述后浇带可以达到以下多功能要求：(1)保证干缩与冷缩效应全部集中在后浇带内实现；(2)保证后浇带内配筋满足需要；(3)保证先后浇筑两部分混凝土之间的结合力充分满足；(4)保证后浇带的成型模板便利施工；(5)用微膨胀混凝土保证后浇带的密实度与强度。

本发明的基底施工采用的预应力锚索与常规的桩支承技术相比，可以满足大面积地下室的止浮要求，并且至少可以节约基础工程造价1/3以上；本发明采用的后浇带施工可以实现大面积地下室的多功能要求，对大面积地下室结构体的抗裂防渗等有很好的效果。

本发明最大的社会效益是可以大量节约城市建设用地，可以附带满足城市停车要求，可以附带解决城市区域性服务行业不足问题。

附图说明

图1为地下室底(顶)板面后浇带示意图；

图2为地下室墙面后浇带示意图。

附图标记含义如下：底(顶)后浇带模具δ×B×L1，板内配筋2，主体板内混凝土3，后浇微膨账混凝土4，后浇带扦筋(穿孔)与板内主筋焊口5，后浇带宽度δ，顶或底板设计厚度B，地下窒全长或全宽即顶底板每一道纵或横向后浇带的长度L。

附图标记含义如下：垟上后浇带模具δ×D×H1，垟上水平筋2，主体混凝土3，后浇带微膨胀混土4；后浇带内扦筋与垟内主筋焊口5，后浇带宽度δ，垟板厚度D，地下室层高或垟上后浇带高度H。

具体实施方式

在地下室基底施工时，首先根据上部设计，估算其对地基承载力要求，根据地质报告，评估地基承载力是否满足要求，当满足要求时，直接利用天然地基；当不满足地基承载力要求时，将地下室基底扩大减压，地下室扩底系数为1.5，确保足够的安全系数；当基土局部存在不均匀缺憾时，也可先用传统或创新技术进行局部天然地基强化。

地下室基地施工时在地下室基底设置5个以上预应力锚索以满足止浮要求。

所述预应力锚索的锚体深入基岩，用深钻钻孔孔底扩大，然后下送锚铁和钢索，用混凝土浇筑孔底锚体，待养护期足后，再实施张拉，最后锁定，也可将上部全孔灌混凝土以保护钢索，增强锚固力。

如图1所示地下室后底(顶)板面后浇带施工的方法为：按底(顶)后浇带模具规格尺寸δ×B×L，用网纹钢鈑压制加工后浇带的成型模板；准确放线安装模板；板间(带内)按设计敷设(穿扦)钢筋；施工两边主体结构，浇筑混凝土；满足主体结构的养护干缩期，并趁极限低温天气，用微膨胀混凝土浇筑后浇带。

如图2所示，垟板后浇带施工方法为：(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(δ)×墙厚(D)×墙高(H)要求以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的墙内敷设(穿扦)钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土，一要满足主体结构的养护干缩期，二要趁极限低温天气。

Claims (9)

1.一种大面积地下室结构体抗裂防渗止浮的设计与施工方法，包括地下室顶底板和垟板后浇带设计与施工，以及用预应力锚索代替常规的桩支承技术止浮。

2.根据权利要求1所述的设计施工方法，其特征在于：所述采用的预应力锚索设置应在5个以上。

3.根据权利要求2所述的设计施工方法，其特征在于：所述基底预应力锚索的锚体须深入基岩，首先通过深钻钻孔并将孔底扩大；然后下送锚铁和钢索；再用混凝土浇筑孔底锚体；待养护期足后，再实施张拉；最后锁定，也可将上部全孔灌混凝土以保护钢索，增强锚固力。

4.根据权利要求1-3所述的设计施工方法，其特征在于：所述大面积地下室底、顶板后浇带施工方法为：(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(δ)×板面设计厚度(B)×板宽或后浇带长(L)，与板内配筋要求留孔，并按所需数量情况用网纹钢鈑加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的板内敷设穿扦钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土。

5.根据权利要求1-3所述的设计施工方法，其特征在于所述大面积地下室垟板后浇带施工方法为：(1)按照规格尺寸即后浇带宽度(δ)×墙厚(D)×墙高(H)，根据垟板后浇带构造要求以及所需数量情况加工后浇带的成型模板；(2)准确放线安装所述后浇带成型模板；(3)在所述后浇带成型模板的墙内外层敷设或穿扦钢筋；(4)施工两边主体结构，并浇筑混凝土；(5)按照设计指定的时机浇筑后浇带混凝土。

6.根据权利要求4或5所述的设计施工方法，其特征在于：所述后浇带施工中浇筑后浇带的混凝土为微膨胀混凝土。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的设计施工方法，其特征在于：在进行整个施工过程中提高混凝土保护层的密实度，并保证保护层的厚度。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的设计施工方法，其特征在于：首先根据上部设计，估算其对地基承载力要求，根据地质报告，评估地基承载力是否满足要求，当满足要求时，直接利用天然地基；当不满足地基承载力要求时，将地下室基底扩大减压，确保足够的安全系数；当基土局部存在不均匀缺憾时，也可先用传统或创新技术进行局部天然地基强化。

9.根据权利要求8所述的设计施工方法，其特征在于：进行所述地下室基底扩大减压时，地下室扩底系数为1.5～2.0。