CN116556323A - 一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及施工方法，包括抗拔桩，抗拔桩顶部设有凹槽，凹槽内铺设止水条，抗拔桩顶部沿圆周方向均匀连接有若干钢筋，抗拔桩顶部连接有底板，钢筋穿设在底板内侧，底板顶部设有凹陷，凹陷位置与抗拔桩位置对应，凹陷内安装有承压板，钢筋上端穿设至承压板上方，底板凹陷内安装有后浇块。本发明采用通过桩顶预留变形量的方法，将抗拔桩设计为底板变形达到预设变形量之后才发生作用的可调桩基，提升施工工效，使底板的受力更为合理。
Description
技术领域
本发明涉及地下结构抗拔桩技术领域，尤其涉及一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及施工方法。
背景技术
近年来，国内外抗拔桩的应用日益发展，已广泛用于建筑物的抗浮、抗倾、桩基静载试验中反力结构等方面。在高水位地区开挖地下结构过程中，需要进行降水，当底板施工完成且达到设计强度后停止降水，但底板将承担较大水压力荷载，可采用抗拔桩优化底板的受力。
盖挖法是城区地铁车站的施工常用方法，以减小地铁车站施工对地面交通的影响，然而盖挖法对抗拔桩的设计和施工带来困难。由于需要在盖板施工前完成抗拔桩的施工，这会造成抗拔桩只能打设一排的情况，以减小对交通导改时间的影响，但是这将导致抗拔桩较大的设计荷载。
为了达到设计承载力，有两个方式，其一，抗拔桩采用大直径并加深，但是工效降低；其二，抗拔桩加密，但是抗拔桩过密会产生群桩效应。为了解决抗拔桩允许承载力和设计承载力之间的矛盾，本发明提供了一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及其设计方法。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及施工方法。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，包括抗拔桩，抗拔桩顶部设有凹槽，凹槽内铺设止水条，抗拔桩顶部沿圆周方向均匀连接有若干钢筋，抗拔桩顶部连接有底板，钢筋穿设在底板内侧，底板顶部设有凹陷，凹陷位置与抗拔桩位置对应，凹陷内安装有承压板，钢筋上端穿设至承压板上方，底板凹陷内安装有后浇块，施工后的后浇块顶部和底板顶部齐平。
进一步的，抗拔桩顶部中心设有注浆孔。
进一步的，钢筋与承压板通过螺栓连接，螺栓与承压板焊接连接。
进一步的，承压板中心设有开孔，开孔直径大于注浆孔，开孔内穿设有位移标尺，位移标尺下端安装于抗拔桩顶部，位移标尺上端穿设至承压板上方。
进一步的，抗拔桩凹槽为环形，凹槽内的止水条设于钢筋外侧。
一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩的施工方法，具体步骤为：
S1、预设桩顶位置预留位移量；
预留位移量y为底板在抗拔桩顶部位置可自由变形量，根据无抗拔桩情况的计算，得到底板的最大变形ymax，假定一小于ymax的值作为预留变形量y；
S2、确定产生预留位移所需的均布荷载；
建立计算模型，模型中不包含抗拔桩，通过计算得到桩顶位置变形达到预留位移量所需的均布荷载；
S3、确定桩基分担的均布荷载；
假设为弹性变形，满足线性叠加原理，底板下均布荷载为q，则抗拔桩分担均布荷载为：
S4、确定桩基设计荷载；
建立计算模型，包含抗拔桩，将抗拔桩分担荷载施加到底板上，得到抗拔桩的设计荷载；
S5、根据桩设计荷载，确定桩参数、桩配筋和底板配筋；
根据设计荷载，确定抗拔桩的桩径和桩长；
根据桩参数，得到抗拔桩的竖向刚度，将其模拟为等刚度的弹簧支座，建立计算模型，得到组合作用下的抗拔桩和底板受力，进行配筋计算；
S6、设计方案选定；
进行施工工效及经济性研究，根据抗拔桩的桩参数、桩配筋和底板配筋核算该设计方案的施工工效及成本；不满足要求时，则需要重新选定抗拔桩桩顶变形预留量y；
S7、抗拔桩施工，凿除桩头浮浆层，预留钢筋，桩周粘贴铺设止水条；
钢筋露出桩顶部分涂建筑防腐油脂，外包聚乙烯套管，底板发生变形时可与钢筋产生相对位移，钢筋端部套丝，用于后期螺栓紧固；
桩头凿除后，在桩顶做凹槽，用于放置止水条；
止水条敷设后，止水条顶部标高应保证止水条与后期底板压紧密贴；
S8、底板施工，底板钢筋绑扎，浇筑底板混凝土；
底板底部密贴桩顶止水条，用于防止地下水渗入；
混凝土浇筑过程中，桩中心位置留设注浆孔；
桩顶位置底板预留凹槽后浇；
S9、安装承压板；
将钢筋套进承压板，调节承压板底部距底板顶距离等于计算预留变形量y，拧紧螺栓，将螺栓与承压板焊接；
承压板中间开孔，用于后期注浆操作，直径大于注浆孔，插入位移标尺后，位移标尺落在底板上；
S10、停止降水，安装位移标尺，通过观察位移标尺，变形达到预留变形量y后，通过注浆孔注浆，填充底板与抗拔桩顶部的间隙；
位移标尺由钢管制作而成，钢管侧壁标记出预留变形量尺寸y，底板变形后与承压板密贴，位移标尺随底板向上产生相同变形量，此时判定底板达到预留变形量y；
注浆完成后，凿毛底板凹槽，完成后浇块。
本发明的有益效果是：本发明采用通过桩顶预留变形量的方法，将抗拔桩设计为底板变形达到预设变形量之后才发生作用的可调桩基，提升施工工效，使底板的受力更为合理。
附图说明
图1为本发明的施工方法流程图；
图2为抗拔桩桩顶平面示意图；
图3为本发明的抗拔桩剖面示意图；
图4为本发明的抗拔桩立体示意图；
图中：1-抗拔桩；2-止水条；3-钢筋；4-后浇块；5-底板；6-承压板；7-位移标尺；8-注浆孔；9-螺栓；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
如图1~图4所示，一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，包括抗拔桩1，抗拔桩1顶部设有凹槽，凹槽内铺设止水条2，桩顶敷设止水条2，止水条2遇水可膨胀，停止车站基坑降水后，可以达到隔绝地下水渗入的目的，当底板5变形达到预留变形量，完成后注浆作业，填充桩顶与底板5底部的空隙，达到永久防水的效果，抗拔桩1顶部沿圆周方向均匀连接有若干钢筋3，抗拔桩1顶部连接有底板5，钢筋3穿设在底板5内侧，底板5顶部设有凹陷，凹陷位置与抗拔桩1位置对应，凹陷内安装有承压板6，钢筋3上端穿设至承压板6上方，底板5凹陷内安装有后浇块4，施工后的后浇块4顶部和底板5顶部齐平。抗拔桩1顶部中心设有注浆孔8。钢筋3与承压板6通过螺栓9连接，螺栓9与承压板6焊接连接，通过承压板6与钢筋3螺栓9连接的方式，达到预留变形量的目的，方式简便，且底板5后浇块4施工方便，无需二次绑扎钢筋。承压板6中心设有开孔，开孔直径大于注浆孔8，开孔内穿设有位移标尺7，位移标尺7下端安装于抗拔桩1顶部，位移标尺7上端穿设至承压板6上方。抗拔桩1凹槽为环形，凹槽内的止水条2设于钢筋3外侧。
一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩及施工方法，具体步骤为：
S1、预设桩顶位置预留位移量；
预留位移量y为底板5在抗拔桩1顶部位置可自由变形量，根据无抗拔桩1情况的计算，得到底板5的最大变形ymax，假定一小于ymax的值作为预留变形量y；
S2、确定产生预留位移所需的均布荷载；
建立计算模型，模型中不包含抗拔桩1，通过计算得到桩顶位置变形达到预留位移量所需的均布荷载；
S3、确定桩基分担的均布荷载；
假设为弹性变形，满足线性叠加原理，底板5下均布荷载为q，则抗拔桩1分担均布荷载为：
S4、确定桩基设计荷载；
建立计算模型，包含抗拔桩1，将抗拔桩1分担荷载施加到底板5上，得到抗拔桩1的设计荷载；
S5、根据桩设计荷载，确定桩参数、桩配筋和底板5配筋；
根据设计荷载，确定抗拔桩1的桩径和桩长；
根据桩参数，得到抗拔桩1的竖向刚度，将其模拟为等刚度的弹簧支座，建立计算模型，得到组合作用下的抗拔桩1和底板5受力，进行配筋计算；
S6、设计方案选定；
进行施工工效及经济性研究，根据抗拔桩1的桩参数、桩配筋和底板5配筋核算该设计方案的施工工效及成本；不满足要求时，则需要重新选定抗拔桩1桩顶变形预留量y；
S7、抗拔桩1施工，凿除桩头浮浆层，预留钢筋3，桩周粘贴铺设止水条2；
钢筋3露出桩顶部分涂建筑防腐油脂，外包聚乙烯套管，底板5发生变形时可与钢筋3产生相对位移，钢筋3端部套丝，用于后期螺栓9紧固；
桩头凿除后，在桩顶做凹槽，用于放置止水条2；
止水条2敷设后，止水条2顶部标高应保证止水条2与后期底板5压紧密贴；
S8、底板5施工，底板5钢筋绑扎，浇筑底板5混凝土；
底板5底部密贴桩顶止水条2，用于防止地下水渗入；
混凝土浇筑过程中，桩中心位置留设注浆孔8；
桩顶位置底板5预留凹槽后浇；
S9、安装承压板6；
将钢筋3套进承压板6，调节承压板6底部距底板5顶距离等于计算预留变形量y，拧紧螺栓9，将螺栓9与承压板6焊接；
承压板6中间开孔，用于后期注浆操作，直径大于注浆孔8，插入位移标尺7后，位移标尺7落在底板5上；
S10、停止降水，安装位移标尺7，通过观察位移标尺7，变形达到预留变形量y后，通过注浆孔8注浆，填充底板5与抗拔桩1顶部的间隙；
位移标尺7由钢管制作而成，钢管侧壁标记出预留变形量尺寸y，底板5变形后与承压板6密贴，位移标尺7随底板向上产生相同变形量，此时判定底板5达到预留变形量y；
注浆完成后，凿毛底板5凹槽，完成后浇块4，后浇块4施工后其顶部和底板5顶部齐平。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，其特征在于，包括抗拔桩（1），抗拔桩（1）顶部设有凹槽，凹槽内铺设止水条（2），抗拔桩（1）顶部沿圆周方向均匀连接有若干钢筋（3），抗拔桩（1）顶部连接有底板（5），钢筋（3）穿设在底板（5）内侧，底板（5）顶部设有凹陷，凹陷位置与抗拔桩（1）位置对应，凹陷内安装有承压板（6），钢筋（3）上端穿设至承压板（6）上方，底板（5）凹陷内安装有后浇块（4），施工后的后浇块（4）顶部和底板（5）顶部齐平。
2.根据权利要求1所述的一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，其特征在于，抗拔桩（1）顶部中心设有注浆孔（8）。
3.根据权利要求2所述的一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，其特征在于，钢筋（3）与承压板（6）通过螺栓（9）连接，螺栓（9）与承压板（6）焊接连接。
4.根据权利要求3所述的一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，其特征在于，承压板（6）中心设有开孔，开孔直径大于注浆孔（8），开孔内穿设有位移标尺（7），位移标尺（7）下端安装于抗拔桩（1）顶部，位移标尺（7）上端穿设至承压板（6）上方。
5.根据权利要求4所述的一种盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩，其特征在于，抗拔桩（1）凹槽为环形，凹槽内的止水条（2）设于钢筋（3）外侧。
6.一种根据权利要求5所述的盖挖法地铁车站底板可调抗拔桩的施工方法，其特征在于，具体步骤为：
S1、预设桩顶位置预留位移量；
预留位移量y为底板（5）在抗拔桩（1）顶部位置可自由变形量，根据无抗拔桩（1）情况的计算，得到底板（5）的最大变形ymax，假定一小于ymax的值作为预留变形量y；
S2、确定产生预留位移所需的均布荷载；
建立计算模型，模型中不包含抗拔桩（1），通过计算得到桩顶位置变形达到预留位移量所需的均布荷载；
S3、确定桩基分担的均布荷载；
假设为弹性变形，满足线性叠加原理，底板（5）下均布荷载为q，则抗拔桩（1）分担均布荷载为：
；
S4、确定桩基设计荷载；
建立计算模型，包含抗拔桩（1），将抗拔桩（1）分担荷载施加到底板（5）上，得到抗拔桩（1）的设计荷载；
S5、根据桩设计荷载，确定桩参数、桩配筋和底板（5）配筋；
根据设计荷载，确定抗拔桩（1）的桩径和桩长；
根据桩参数，得到抗拔桩（1）的竖向刚度，将其模拟为等刚度的弹簧支座，建立计算模型，得到组合作用下的抗拔桩（1）和底板（5）受力，进行配筋计算；
S6、设计方案选定；
进行施工工效及经济性研究，根据抗拔桩（1）的桩参数、桩配筋和底板（5）配筋核算该设计方案的施工工效及成本；不满足要求时，则需要重新选定抗拔桩（1）桩顶变形预留量y；
S7、抗拔桩（1）施工，凿除桩头浮浆层，预留钢筋（3），桩周粘贴铺设止水条（2）；
钢筋（3）露出桩顶部分涂建筑防腐油脂，外包聚乙烯套管，底板（5）发生变形时可与钢筋（3）产生相对位移，钢筋（3）端部套丝，用于后期螺栓（9）紧固；
桩头凿除后，在桩顶做凹槽，用于放置止水条（2）；
止水条（2）敷设后，止水条（2）顶部标高应保证止水条（2）与后期底板（5）压紧密贴；
S8、底板（5）施工，底板（5）钢筋绑扎，浇筑底板（5）混凝土；
底板（5）底部密贴桩顶止水条（2），用于防止地下水渗入；
混凝土浇筑过程中，桩中心位置留设注浆孔（8）；
桩顶位置底板（5）预留凹槽后浇；
S9、安装承压板（6）；
将钢筋（3）套进承压板（6），调节承压板（6）底部距底板（5）顶距离等于计算预留变形量y，拧紧螺栓（9），将螺栓（9）与承压板（6）焊接；
承压板（6）中间开孔，用于后期注浆操作，直径大于注浆孔（8），插入位移标尺（7）后，位移标尺（7）落在底板（5）上；
S10、停止降水，安装位移标尺（7），通过观察位移标尺（7），变形达到预留变形量y后，通过注浆孔（8）注浆，填充底板（5）与抗拔桩（1）顶部的间隙；
位移标尺（7）由钢管制作而成，钢管侧壁标记出预留变形量尺寸y，底板（5）变形后与承压板（6）密贴，位移标尺（7）随底板向上产生相同变形量，此时判定底板（5）达到预留变形量y；
注浆完成后，凿毛底板（5）凹槽，完成后浇块（4）。
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