一種樁筏基礎抗浮結構及施工方法
2023-06-01 21:37:01
一種樁筏基礎抗浮結構及施工方法
【專利摘要】本發明涉及一種樁筏基礎抗浮結構及施工方法，地下室側牆與支護樁通過橫向的連接鋼筋連接；地下室底板下打設有鑽孔灌注樁；地下室底板下方從上至下依次為碎石墊層、回填灰土層、鋼筋混凝土隔水板、軟弱土層、相對持力層；鋼筋混凝土隔水板的位置接近止水帷幕底端，鋼筋混凝土隔水板與止水帷幕之間形成封閉防水空間；鋼筋混凝土隔水板與支護樁通過連接鋼筋連接，鋼筋混凝土隔水板上間隔布孔，相對持力層內經該孔穿插著抗浮錨杆。本發明涉及的結構具有良好的承載及抗浮性能，對筏板及樁筏連接處的破壞小，底板不易滲漏，施工速度快，造價低等特點，具有較好的技術經濟效益。
【專利說明】一種樁筏基礎抗浮結構及施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種粧筏基礎抗浮結構及施工方法，施工快速、造價低廉、具有抗浮能力，屬於建築工程領域。
【背景技術】
[0002]出於擴展使用功能和開發地下空間的目的，高層建築物一般設計有較大平面尺寸和深度的地下室。然而，在地下土層含水豐富的沿海城市，由地下水浮力所造成的建築物、構築物等上部結構發生傾斜、倒塌的事故屢屢出現，使得地下室抗浮問題顯得日益突出。
[0003]粧筏基礎是粧基礎和筏板基礎的有機結合，兼具粧基礎和筏板基礎的特點:整體剛度大、承載力高、抗變形能力強、抗震性能好，可有效避免結構發生不均勻沉降，已被廣泛應用於高層或超高層建築，亦可用於機場港口、大型物流堆場的地基處理項目。
[0004]現有的大型粧筏結構常用的抗浮措施有三種:一是壓載抗浮技術，即在地下室底板上施加配重或增大底板的厚度來抵消地下水對筏板的浮力，增加底板厚度對地下結構抗浮很有效，但基礎埋深勢必增加，地下水浮力也相應增加，因此，抗浮設計難度較大，施工效果很難達到設計要求；二是設置抗拔錨杆，抗拔錨杆通過自身抗拉將地下室結構整體和巖層或者堅硬土層拉住，筏板基礎下通常滿堂布置抗拔錨杆，因此抗拔錨杆使用量很大，易造成建築材料的浪費；因為長期與地下水接觸，因此對抗拔錨杆的防腐要求很高，且抗拔錨杆不能承受向下的荷載；三是抗浮粧技術，抗浮粧利用粧體自重和粧側摩阻力來提供抗浮力，由於粧與柱子相連，使抗浮粧的間距太大，需要很厚的底板才能抵抗浮力產生的附加彎矩和剪力，因此除粧的造價高外底板的造價也很高。
[0005]綜上所述，現有的粧筏基礎抗浮結構雖然在抗浮性能和防滲性能方面取得了顯著的效果，減少了地下水位的不斷變化對地下室側牆及底板造成的破壞，但仍存可改善之處，主要體現在施工難度相對較大、施工成本高等方面。在地下水位較高地區，隨著地下室深度的增加，對粧基及筏板的抗浮及防滲提出了更高的要求。
[0006]鑑於此，目前亟需發明一種施工質量可靠、施工速度快、造價相對較低的粧筏基礎抗浮結構及施工方法。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種具有良好的承載及抗浮性能，可有效減少地下水位變化對粧與筏板連接處的損壞的粧筏基礎抗浮結構及施工方法。
[0008]為了實現上述技術目的，本發明採用了以下技術方案:
一種粧筏基礎抗浮結構，地下室側牆與支護粧通過橫向的連接鋼筋連接；地下室底板下打設有鑽孔灌注粧；地下室側牆與地下室底板之間的空隙處填充自密實防水混凝土 ；地下室底板下方從上至下依次為碎石墊層、回填灰土層、鋼筋混凝土隔水板、軟弱土層、相對持力層；
鋼筋混凝土隔水板的高於止水帷幕最下端Im以上，鋼筋混凝土隔水板與止水帷幕之間形成封閉防水空間；
鋼筋混凝土隔水板與支護粧通過連接鋼筋連接，鋼筋混凝土隔水板與支護粧連接處設置活性材料隔水體；
混凝土隔水板上間隔布孔，經孔穿插抗浮錨杆至相對持力層，鋼筋混凝土隔水板與鑽孔灌注粧連接處設置有遇水膨脹止水條。
[0009]連接地下室側牆和支護粧的連接鋼筋沿著支護粧等間距布置，且該連接鋼筋與地下室側牆內的鋼筋焊接；
碎石墊層厚度為300~500_，碎石墊層內預先埋設有水位探測器和排水管，排水管的一端延伸集水槽。
[0010]粧筏基礎抗浮結構的施工方法，包括以下步驟:
1)鑽孔灌注粧施工:基坑開挖至設計標高后，施工、養護鑽孔灌注粧至設計強度；
2)開挖原土層:將基坑繼續下挖3~6m，基坑標高位於止水帷幕底部上方；
3)在基坑內澆築鋼筋混凝土隔水板:施工鋼筋混凝土隔水板前，先對鑽孔灌注粧接近基坑的部分抹漿做光滑處理，並外包橡膠止水帶；在支護粧上與鋼筋混凝土隔水板連接的位置鑽孔並植入連接鋼筋；做好準備工作之後，鋪設鋼筋網，將鋼筋網四周與支護粧上的連接鋼筋焊接，支模澆築防水混凝土形成鋼筋混凝土隔水板，待混凝土達到強度後在支護粧與鋼筋混凝土隔水板連接處設置活性材料隔水體；
4)打設抗浮錨杆:待澆築鋼筋混凝土隔水板混凝土強度達到要求後在鋼筋混凝土隔水板上鑽孔並下放預製的抗浮錨杆，向抗浮錨杆內注漿形成錨杆注漿體。
[0011]5)回填灰土層至地下室底板標高:分層回填灰土層，每回填一層灰土層需對回填部分進行壓實；
6)鋪設碎石墊層:在灰土層上鋪設300~500mm的碎石墊層，碎石墊層內預先埋設水位探測器和排水管，排水管間隔布設，並埋入碎石墊層；
7)地下室底板及地下室側牆澆築:先在支護粧上水平引孔設置連接鋼筋，然後鋪設地下室底板鋼筋和地下室側牆鋼筋，地下室側牆鋼筋與連接鋼筋焊接連接，最後支模澆築地下室底板和地下室側牆混凝土，並養護至設計強度。最後在支護粧與地下室側牆的空隙處填充自密實防水混凝土。
[0012]本發明具有以下的特點和有益效果:
(I)粧筏基礎抗浮結構設置連續的鋼筋混凝土隔水板，鋼筋混凝土隔水板澆築在止水帷幕的布置範圍內，形成封閉的隔水層，防止鋼筋混凝土隔水板以下地下水進入回填灰土層中，減小地下水位變化對粧筏的影響。
[0013](2)回填灰土層使得建築物能均勻沉降，對抗地下水的浮力，大幅度減少抗浮錨杆的使用量，節約施工成本。
[0014](3)地下室底板頂部設置一層碎石墊層，碎石墊層內設置排水管和水位探測器，地下水位滲漏時易被發現，並可及時進行排水措施。
[0015](4)鑽孔灌注粧與鋼筋混凝土隔水板連接處設置橡膠止水帶，橡膠止水帶遇水後膨脹，阻止地下水上升從交接處縫隙中滲漏至回填灰土層。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]
圖1是本發明粧筏基礎抗浮結構示意圖；
圖中:1、軟弱土層；2、支護粧；3、止水帷幕；4、鑽孔灌注粧；5、鋼筋混凝土隔水板；6、橡膠止水帶；7、抗浮錨杆；8、灰土層；9、碎石墊層；10、排水管；11、連接鋼筋；12、地下室側牆；13、地下室底板；14、自密實防水混凝土 ； 15、活性材料隔水體；16、相對持力層；17、錨杆注漿體。
【具體實施方式】
[0017]本實施方式中支護粧和鑽孔灌注粧的施工工藝、連接鋼筋的引孔施工、抗浮錨杆的施工工藝、鋼筋混凝土隔水板和地下室底板的澆築施工工藝等本實施例中不再累述，重點闡述本發明涉及結構的實施方式。
[0018]圖1是本發明粧伐基礎抗浮結構示意圖。參照圖1所示，本發明粧伐基礎抗浮結構主要由止水帷幕3、支護粧2、鋼筋混凝土隔水板5、鑽孔灌注粧4、碎石墊層9及抗浮錨杆7組成。
[0019]在基坑四周設置一排支護粧2，支護粧2採用深層攪拌粧，粧徑600mm，粧間距450mm，粧長9m，粧身混凝土採用C25混凝土，主筋8Φ 18，加勁箍Φ 120200 ;止水帷幕3採用連續的水泥攪拌粧，粧徑為250mm，粧頂距地表3.5m，粧底位於地下水位以下。
[0020]鑽孔灌注粧4為圓形，粧體直徑為600mm，粧間距為3m，粧體穿過軟弱土層1，伸入相對持力層16內Im以上；鑽孔灌注粧4內鋼筋籠的直徑為500mm，設置12根Φ 16mm、強度等級HRB335縱向螺紋鋼筋，螺旋箍筋採用Φ8πιπι、強度等級為ΗΡΒ300的光面鋼筋。鑽孔灌注粧4的混凝土強度等級為C35，採用42.5#普通矽酸鹽水泥。鑽孔灌注粧4的施工滿足《建築粧基技術規範》(JGJ94-2008)的要求。
[0021]鋼筋混凝土隔水板5採用防滲混凝土澆築而成，水泥採用普通矽酸鹽水泥，強度不低於32.5Mpa，水泥的7天水化熱指標不高於275kJ/kg，不得使用早強水泥，水泥的鹼含量須滿足每立方米混凝土中水泥的總鹼量不大於2.25kg，添加的粉煤灰的級別不低於II級，不得使用高鈣粉煤灰，粗骨料採用5~31.5_級配均勻的機碎石，含泥量不得大於1%，細骨料採用中粗砂，細度模數2.5-3.0o砂的含泥量不得大於3%。混凝土內添加外加劑，外加劑應採用低鹼、低水化熱的外加劑，摻量不大於水泥質量的5%。
[0022]鋼筋混凝土隔水板5與支護粧2相互垂直設置，兩者採用連接鋼筋11連接，連接鋼筋11採用鋼筋植筋的孔徑為20mm，且連接處鋪設外包土工布袋的活性材料隔水體15，活性材料隔水體15為高分子樹脂活性防水材料。鑽孔灌注粧4貫穿了鋼筋混凝土隔水板5，鋼筋混凝土隔水板5與鑽孔灌注粧4之間設置橡膠止水帶6，橡膠止水帶6採用遇水膨脹止水條，拉伸強度彡3.5Mpa。
[0023]鋼筋混凝土隔水板5達到一定強度後，在鋼筋混凝土隔水板5上鑽孔，在孔內設置抗浮錨杆7，抗拔承載力標準值為240KN，抗浮錨杆7表面進行抗腐蝕處理，抗浮錨杆7內注漿形成錨杆注漿體17。
[0024]待抗浮錨杆7打設完成後在鋼筋混凝土隔水板5上回填灰土層8，灰土層8頂部設置碎石墊層9，碎石墊層9厚度300~500mm，碎石粒徑不小於20mm。碎石墊層9內設置水位感應器，並預埋排水管10，排水管10採用內徑100~200mm的混凝土管。
[0025]然後進行地下室底板13和地下室側牆12的施工，地下室底板13和地下室側牆12的鋼筋採用直徑為16mm，強度等級為HRB335的螺紋鋼筋，厚度為400mm，混凝土強度等級為C30，其中，地下室側牆12與支護粧2採用直徑為20mm，強度等級為HRB335的連接鋼筋11連接。地下室側牆12與支護粧2的空隙內填充自密實防水混凝土 14，自密實防水混凝土14的黏度用混凝土的擴展度表示，要求在500~700mm範圍內。
[0026]本發明還提供了粧筏基礎抗浮結構的施工方法，主要包括以下步驟:
1)鑽孔灌注粧施工:基坑開挖至設計標高后，打設鑽孔灌注粧4，鑽孔灌注粧4澆築完成後養護28天，使鑽孔灌注粧4達到設計強度；
2)開挖原土層:將基坑繼續下挖3~6m，基坑底部標高比止水帷幕3底部高Im；
3)在基坑底部澆築鋼筋混凝土隔水板5:施工鋼筋混凝土隔水板5前，先對鑽孔灌注粧4接近基坑的部分抹漿做光滑處理、外包橡膠止水帶6。在支護粧2上與鋼筋混凝土隔水板5連接的部位鑽孔並設置連接鋼筋11。做好準備工作做好，鋪設鋼筋混凝土隔水板5的鋼筋網，鋼筋網四周與設置在支護粧2上的連接鋼筋11焊接，鋼筋網安裝完成後支模澆築防水混凝土，待混凝土強度達到要求後在支護粧2與鋼筋混凝土隔水板5連接處設置活性材料隔水體15。
[0027]4)打設抗浮錨杆7:待澆築鋼筋混凝土隔水板5混凝土強度達到要求後在鋼筋混凝土隔水板5上鑽孔並插入預製的抗浮錨杆7至相對持力層16以下Im以上，然後向抗浮錨杆7內注漿形成錨杆注漿體17，注漿方式採用二次注漿，第一次注漿壓力0.5?1.0MPa,通過注漿管自孔底注漿，注漿至孔口不冒漿為止；第二次注漿壓力1.5?3.0MPa0前後兩次注漿間隔時間為12h ;
5)回填灰土層8:分層回填灰土層8，每回填一層灰土層8需對回填部分進行壓實，回填施工至地下室底板標高；
6)鋪設碎石墊層9:灰土層8鋪設完成後鋪設300~500mm的碎石墊層9，碎石墊層9內預先埋設水位探測器和排水管10，排水管均勻布設，一端延伸至地下室周圍的集水槽中；
7)地下室底板13及地下室側牆12澆築:地下室側牆12施工前，先在支護粧2上引孔植入連接鋼筋11，然後鋪設地下室底板13和地下室側牆12的鋼筋，地下室側牆12鋼筋與連接鋼筋11焊接，最後澆築地下室底板13和地下室側牆12混凝土。最後在地下室側牆12與支護粧2空隙處填充自密實防水混凝土 14。
【權利要求】
1.一種粧筏基礎抗浮結構，其特徵在於地下室側牆與支護粧通過橫向的連接鋼筋連接；地下室底板下打設有鑽孔灌注粧； 地下室底板下方從上至下依次為碎石墊層、回填灰土層、鋼筋混凝土隔水板、軟弱土層、相對持力層； 鋼筋混凝土隔水板的位置接近止水帷幕底端，鋼筋混凝土隔水板與止水帷幕之間形成封閉防水空間； 鋼筋混凝土隔水板與支護粧通過連接鋼筋連接，鋼筋混凝土隔水板上間隔布孔，相對持力層內經該孔穿插著抗浮錨杆。
2.根據權利要求1所述的粧筏基礎抗浮結構，其特徵在於地下室側牆與地下室底板之間的空隙處填充自密實防水混凝土。
3.根據權利要求1所述的粧筏基礎抗浮結構，其特徵在於鋼筋混凝土隔水板與支護粧連接處設置活性材料隔水體。
4.根據權利要求1所述的粧筏基礎抗浮結構，其特徵在於鋼筋混凝土隔水板與鑽孔灌注粧連接處設置有遇水膨脹止水條。
5.根據權利要求1所述的粧筏基礎抗浮結構，其特徵在於連接地下室側牆和支護粧的連接鋼筋沿著支護粧等間距布置，且該連接鋼筋與地下室側牆內的鋼筋焊接。
6.根據權利要求1所述的粧後基礎抗浮結構，其特徵在於碎石墊層厚度為300~500mm，碎石墊層內預先埋設有水位探測器和排水管，排水管的一端延伸至地下室的集水槽。
7.權利要求1所述的粧筏基礎抗浮結構的施工方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)鑽孔灌注粧施工:基坑開挖至設計標高后，施工、養護鑽孔灌注粧至設計強度； 2)開挖原土層:將基坑繼續下挖3~6m，基坑標高位於止水帷幕底部上方； 3)在基坑內澆築鋼筋混凝土隔水板:施工鋼筋混凝土隔水板前，先對鑽孔灌注粧接近基坑的部分抹漿做光滑處理，並外包橡膠止水帶；在支護粧上與鋼筋混凝土隔水板連接的位置鑽孔並植入連接鋼筋；做好準備工作之後，鋪設鋼筋網，將鋼筋網四周與支護粧上的連接鋼筋焊接，支模澆築防水混凝土形成鋼筋混凝土隔水板，待混凝土達到強度後在支護粧與鋼筋混凝土隔水板連接處設置活性材料隔水體； 4)打設抗浮錨杆:待澆築鋼筋混凝土隔水板混凝土強度達到要求後在鋼筋混凝土隔水板上鑽孔並下放預製的抗浮錨杆，向抗浮錨杆內注漿形成錨杆注漿體； 5)回填灰土層至地下室底板標高:分層回填灰土，每回填一層灰土層需對回填部分進行壓實； 6)鋪設碎石墊層:在灰土層上鋪設碎石墊層，碎石墊層內預先埋設水位探測器和排水管，排水管間隔布設，並埋入碎石墊層； 7)地下室底板及地下室側牆澆築:先在支護粧上水平引孔設置連接鋼筋，然後鋪設地下室底板鋼筋和地下室側牆鋼筋，地下室側牆鋼筋與連接鋼筋焊接連接，最後支模澆築地下室底板和地下室側牆混凝土，並養護至設計強度，最後在支護粧與地下室側牆的空隙處填充自密實防水混凝土。
【文檔編號】E02D31/12GK104452829SQ201410653084
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月18日 優先權日:2014年11月18日
【發明者】彭國祿, 張和國, 周自紅, 聶強, 方志兵 申請人:中大建設有限公司