[发明专利]上软下硬岩石地层中地铁基坑吊脚桩围护结构的设计方法

说明书

上软下硬岩石地层中地铁基坑吊脚桩围护结构的设计方法。本发明涉及地下建筑工程建造技术领域；具体涉及在上软下硬的风化岩石地层，开挖建造地下地铁车站中，采用基坑围护结构设计的方法。本发明是在上部软弱的岩层中采用刚度大的大直径的钻孔灌注桩进行围护，下部坚硬强度大的微风化流纹岩层，变形小，施工大直径钻孔较难，因此采用直径小的容易施工的钢管桩，并将两种桩形成有效的连接。该发明解决了上软下硬的风化岩石地层中围护桩施工困难的问题；解决了基坑上下不连续两种桩型的有效连接问题；解决了上部钻孔灌注桩与下部钢管桩连接，对桩脚采用锚索进行锁定，防止上部钻孔灌注桩倾倒失稳的问题。

技术领域

本发明涉及地下建筑工程建造技术领域；具体涉及在上软下硬的风化岩石地层，开挖建造地下地铁车站中，采用基坑围护结构设计的方法。

背景技术

随着城市的发展及轨道交通的建设，越来越多城市修建地铁。对于地下岩层发育的城市，例如青岛、深圳、厦门、重庆等城市，由于地下岩层上部受到风化的影响，岩层强度低，下部风化影响小的微风化岩强度高，形成上软下硬的地层。在上软下硬的风化岩层中开挖地铁基坑，如果采用钻孔灌注桩一桩到底，在中风化和微风化流纹岩层中成孔非常困难，施工缓慢，施工成本巨大，延误工期。但是如果采用施工容易的钢管桩一桩到底，上部强风化流纹岩层强度低，变形大，钢管桩刚度小，抵抗基坑变形能力差，基坑开挖风险大。在不得已情况下，针对上部强风化流纹岩层强度低，变形大，需要刚度大的钻孔灌注桩进行围护，且强风化流纹岩层中施工大直径的钻孔灌注桩也非常容易，因此在上部强度低的强风化流纹岩层采用刚度大的钻孔灌注桩；下部中风化和微风化流纹岩层岩石强度大，基坑变形小，采用大直径的钻孔灌注桩成孔困难，且也造成不必要的浪费，而采用小直径的刚度小的钢管桩施工容易，能够满足基坑围护结构刚度需要，节省了费用。但由于在基坑竖向上采用两种不同类型的桩，造成上下两种桩竖向上不连续，基坑开挖到上部钻孔灌注桩底时候，会造成上部桩倾倒失稳，因此必须将两种桩进行有效连接，且上部钻孔灌注桩不会在基坑开挖到上部桩底时候倾倒失稳，因此在钢管桩顶与钻孔灌注桩距离底部2m位置浇筑锁脚腰梁，2m的桩脚作为插入中风化流纹岩层锚固段，并在锁脚腰梁处打设锚索，将上部钻孔灌注桩的桩脚和钢管桩桩顶进行锁定，使得上部钻孔灌注桩与下部钢管桩进行有效连接形成吊脚桩。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种上软下硬岩石地层中地铁基坑吊脚桩围护结构的设计方法，解决了现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种上软下硬岩石地层中地铁基坑吊脚桩围护结构的设计方法，包括如下步骤：

1)平整场地，在基坑周向施工钻孔灌注桩，所述钻孔灌注桩穿过杂填土层、强风化流纹岩层，打入中风化流纹岩层至少2m作为嵌固端；

2)施工冠梁、挡墙以及集水坑，开挖基坑到第一道钢支撑以下，架设所述第一道钢支撑；

3)继续开挖基坑到中风化流纹岩层以下，施工钢管桩，所述钢管桩打入车站基坑底以下2.5m作为嵌固；然后浇筑锁脚腰梁，通过所述锁脚腰梁将钢管桩与所述钻孔灌注桩连接锚固在一起，并打设锁脚预应力锚索，通过所述预应力锚索锁住钻孔灌注桩的桩脚与所述钢管桩的桩顶；

4)继续爆破开挖基坑到第一道锚杆以下，打设所述第一道锚杆，挂网锚喷基坑侧壁，依次循环开挖基坑和打设锚杆、锚喷，直到爆破开挖基坑底到车站底板位置以下；

5)铺设车站底板和侧墙防水层浇筑车站底板，然后依次浇筑车站主体侧墙、结构柱、楼板和顶板；

6)铺设车站顶板防水层，基坑回填，拆除第一道撑，恢复路面，最后浇筑车站内部二次结构站台，完成结构施工。