CN111042214A - 一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，包括局部加厚的侧墙、围护桩和抗浮梁，围护桩在底板以上位置预埋抗浮梁弯折钢筋，抗浮梁弯折钢筋位于围护桩的螺旋筋和加劲箍之间并与围护桩主筋焊接，抗浮梁弯折钢筋处浇筑有抗浮梁，抗浮梁顶部浇筑有坑壁素砼，底板以上围护桩内分段施作有隧道侧墙、中板和顶板。本发明无需在结构顶部增加空间，只需在结构两侧边向外悬挑伸出，大大降低施工抗浮脚趾增加的基坑开挖宽度和围挡范围，从而降低施工成本；利用腰梁抗浮设计的地下结构局部侧墙增加厚度，有利于角部弯矩和剪力验算，可减少局部配筋；顶板位置局部加厚侧墙与抗浮梁通过素砼传递压力，地基不均匀沉降时可起到控制沉降作用。

Description

一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下结构工程技术领域，特别是涉及一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法。

背景技术

随着城市建设的不断发展，城市地下空间的开发与建设日益受到重视，综合管廊、城市地下环路、车行联络通道、过街地道等各类地下工程在许多城市不断增多。为了降低工程造价，地下工程建设一般尽可能采用浅埋。地下结构工程，尤其是综合管廊进料、出料、通风、逃生等节点，设计时常遇到覆土较浅的工况。在地下水水位较高的地区，因为结构上覆土重量轻，综合管廊结构空腔较大，结构自重往往不能满足抗浮要求，此时地下结构的抗浮问题比较突出，需要采用抗浮措施。

目前地下工程中常采用的抗浮措施有设置抗拔桩、设置压顶梁、设置抗浮脚趾及增大覆土深度等。抗拔桩是指打设于地下结构底板，依靠桩身自重、桩身与土层的摩擦力来抵抗竖向水浮力作用的桩。压顶梁是指设置于结构顶部与围护桩相连的梁，可利用围护结构自重抵抗水浮力。抗浮脚趾是指在结构两侧边向外水平伸出的悬挑板结构，并在抗浮脚趾上回填土或砌砖增加结构自重，抵抗浮力。

抗拔桩或抗浮锚杆的设置将改变主体结构的受力模式，结构底板将产生受力集中，容易引起桩头部分局部渗漏水；打设抗拔桩或抗浮锚杆也将增加施工成本和工期；抗拔桩一般长度较长，侵占地下空间，不利于地下空间的开发。综合管廊投料口、人员出入口等节点覆土深度浅，仅可施作路面结构面层，无条件施作压顶梁。在覆土较浅且结构跨度较大的地下结构设置抗浮脚趾，一般需要在结构两侧边向外悬挑伸出较长距离(一般在1m以上)，抗浮脚趾的设置需要增加基坑开挖宽度，并加宽施工围挡范围，增加施工成本；对于随道路敷设的综合管廊，设置抗浮脚趾会占用更多车道，对路面交通影响大，增加疏解压力，同时也会引起更多的管线迁改。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，以解决上述现有技术存在综合管廊节点等大跨度、浅覆土地下结构的抗浮问题，克服了现有抗浮技术措施：抗拔桩、抗浮锚杆成本高、施工困难；仅采用抗浮脚趾占地多，开挖土方量大，施工成本高，也会引起管线迁改和交通疏解；浅覆土条件下无法设置压顶梁等难题。本发明大大降低施工抗浮脚趾增加的基坑开挖宽度和围挡范围，从而降低施工成本和交通疏解压力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种浅覆土地下结构的抗浮结构，包括局部加厚的侧墙、围护桩和抗浮梁，在底板以上预埋抗浮梁弯折钢筋，所述抗浮梁弯折钢筋位于所述围护桩的螺旋筋和加劲箍之间并与围护桩主筋焊接，所述抗浮梁弯折钢筋处浇筑有抗浮梁，所述抗浮梁顶部浇筑有坑壁素砼，所述底板以上围护桩内分段施作有隧道侧墙、中板和顶板。

优选的，所述底板到抗浮梁弯折钢筋的高度可调。

优选的，所述顶板两侧下方与所述坑壁素砼之间注入有微膨胀混凝土。

本发明还提供一种浅覆土地下结构的抗浮结构施工方法，应用于上述的浅覆土地下结构的抗浮结构，包括以下步骤：

1)围护桩钢筋笼构造：围护桩钢筋笼制作时，在隧道底板以上1.5m位置预埋抗浮梁弯折钢筋，弯折钢筋位于围护桩螺旋筋和加劲箍之间，并与围护桩主筋焊接；

2)打设围护桩，设置上下两道支撑，开挖土方至基坑底部，施作底板垫层；

3)绑扎底板钢筋，分段浇筑底板；

4)拆除第二道支撑，凿除预埋抗浮梁钢筋位置围护桩表面混凝土，掰直抗浮梁预埋筋，并对预埋筋周围混凝土进行凿毛处理；浇筑抗浮梁和坑壁素砼；

5)利用抗浮梁和坑壁素砼为模板，分段施作隧道侧墙、中板；

6)拆除第一道支撑，分段施作隧道顶板，并在顶板侧下与坑壁素砼间注微膨胀混凝土，使二者密贴；

7)施作路面，恢复交通。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明中浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，其充分利用了用于基坑支护的围护桩进行地下结构的抗浮。相比打设抗拔桩或者抗浮锚杆，本发明可减少施工成本和工期，也不用处理抗拔桩头部分容易引起局部渗漏水问题。相比设置压顶梁，本发明无需在结构顶部增加空间，在浅覆土工况下适用范围更广。相比设置抗浮脚趾，本发明只需在结构两侧边向外悬挑伸出20-30cm，大大降低施工抗浮脚趾增加的基坑开挖宽度和围挡范围，从而降低施工成本和交通疏解压力。

利用腰梁抗浮设计的地下结构局部侧墙增加厚度，有利于角部弯矩和剪力验算，可减少局部配筋，降低工程造价。

顶板位置局部加厚侧墙与抗浮梁通过素砼传递压力，地基不均匀沉降时可起到控制沉降作用。(地基承载力满足要求，不需控制沉降时，可设置地下冠梁抗浮梁，增大冠梁尺寸，凸出围护桩20～30cm，其他设置同腰梁抗浮梁，如图9)

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为围护桩俯视图；

图2为图1中A处围护桩与腰部抗浮梁预埋钢筋位置关系示意图；

图3为抗浮梁预埋钢筋构造图；

图4为打设围护桩并设置两道支撑后的示意图；

图5为拆除第二道支撑后的示意图；

图6为抗浮梁大样图；

图7为拆除第一道支撑后的示意图；

图8为施作路面后地下腰梁抗浮结构的内部分布示意图；

图9为施作路面后地下冠梁抗浮结构的内部分布示意图；

其中，1围护桩主筋；2螺旋筋；3围护桩；4加劲箍；5抗浮梁预埋钢筋；6第一道支撑；7第二道支撑；8底板；9抗浮梁；10坑壁素砼；11掰直抗浮梁预埋钢筋；12微膨胀混凝土。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，以解决上述现有技术存在综合管廊节点等大跨度、浅覆土地下结构的抗浮问题，克服了现有抗浮技术措施：抗拔桩、抗浮锚杆成本高、施工困难；仅采用抗浮脚趾占地多，开挖土方量大，施工成本高，也会引起管线迁改和交通疏解；浅覆土条件下无法设置压顶梁等难题。本发明大大降低施工抗浮脚趾增加的基坑开挖宽度和围挡范围，从而降低施工成本和交通疏解压力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-9所示，本发明提供一种大跨度浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，具体包括以下步骤：

1、腰部抗浮梁：腰部抗浮梁与主体结构顶、底板8贴合，通过抗压接触，不会破坏主体结构外侧防水层。这种设置不仅能解决结构抗浮问题，对于基础底部地基承载力不满足时，亦能利用抗浮梁9控制沉降，解决部分地基承载力问题。

(1)围护桩钢筋笼构造：围护桩钢筋笼制作时，在隧道底板8以上约1.5m位置预埋抗浮梁弯折钢筋，该高度B可根据需要调整。弯折钢筋位于围护桩螺旋筋2和加劲箍4之间，并与围护桩主筋1焊接。

(2)按照常规方法，打设围护桩3，设置支撑，开挖土方至基坑底部，施作底板垫层。

(3)绑扎底板钢筋，分段浇筑底板8(一般8-10m)。

(4)拆除第二道支撑7，凿除抗浮梁预埋钢筋5位置围护桩3表面混凝土，掰直抗浮梁预埋筋11，并对预埋筋周围混凝土进行凿毛处理；浇筑抗浮梁9和坑壁C20素砼。

(5)利用抗浮梁9和坑壁素砼10为模板，分段施作隧道侧墙、中板(一般8-10m)；

(6)拆除第一道支撑6，分段施作隧道顶板(一般8-10m)，并在顶板侧下与坑壁素砼10间注微膨胀混凝土12，使二者密贴。

(7)施作路面，回复交通。

2、冠梁抗浮梁：对于地基承载力满足要求的地下结构，可采用冠梁抗浮梁进行抗浮。

与腰梁抗浮梁相比，冠梁抗浮梁仅需加大冠梁尺寸，其余设置相同。

本发明的用于浅覆土地下结构的抗浮结构及其施工方法，其优点充分利用了用于基坑支护的围护桩进行地下结构的抗浮。相比打设抗拔桩或者抗浮锚杆，本发明可减少施工成本和工期，也不用处理抗拔桩头部分容易引起局部渗漏水问题。相比设置压顶梁，本发明无需在结构顶部增加空间，在浅覆土工况下适用范围更广。相比设置抗浮脚趾，本发明只需在结构两侧边向外悬挑伸出20-30cm，大大降低施工抗浮脚趾增加的基坑开挖宽度和围挡范围，从而降低施工成本和交通疏解压力。

利用腰梁抗浮设计的地下结构局部侧墙增加厚度，有利于角部弯矩和剪力验算，可减少局部配筋，降低工程造价。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种浅覆土地下结构的抗浮结构，其特征在于：包括局部加厚的侧墙、围护桩和抗浮梁，在底板以上围护桩位置预埋抗浮梁弯折钢筋，所述抗浮梁弯折钢筋位于所述围护桩的螺旋筋和加劲箍之间并与围护桩主筋焊接，所述抗浮梁弯折钢筋处浇筑有抗浮梁，所述抗浮梁顶部浇筑有坑壁素砼，所述底板以上围护桩内分段施作有隧道侧墙、中板和顶板。

2.根据权利要求1所述的浅覆土地下结构的抗浮结构，其特征在于：所述底板到抗浮梁弯折钢筋的高度可调。

3.根据权利要求1所述的浅覆土地下结构的抗浮结构，其特征在于：所述顶板两侧下方与所述坑壁素砼之间注入有微膨胀混凝土。

4.一种浅覆土地下结构的抗浮结构施工方法，应用于权利要求1-3中所述的浅覆土地下结构的抗浮结构，其特征在于，包括以下步骤：

1)围护桩钢筋笼构造：围护桩钢筋笼制作时，在隧道底板以上1.5m位置预埋抗浮梁弯折钢筋，弯折钢筋位于围护桩螺旋筋和加劲箍之间，并与围护桩主筋焊接；

2)打设围护桩，设置上下两道支撑，开挖土方至基坑底部，施作底板垫层；

3)绑扎底板钢筋，分段浇筑底板；

4)拆除第二道支撑，凿除预埋抗浮梁钢筋位置围护桩表面混凝土，掰直抗浮梁预埋筋，并对预埋筋周围混凝土进行凿毛处理；浇筑抗浮梁和坑壁素砼；

5)利用抗浮梁和坑壁素砼为模板，分段施作隧道侧墙、中板；

6)拆除第一道支撑，分段施作隧道顶板，并在顶板侧下与坑壁素砼间注微膨胀混凝土，使二者密贴；

7)施作路面，恢复交通。

Images