[发明专利]一种微扰动抗浮地下圆筒式结构及其施工方法

说明书

本发明提供一种低噪音微扰动地下圆筒式结构及其施工方法。所述地下圆筒式结构包括冠梁、由水泥土搅拌桩咬合围设而成的圆筒外层支护结构、紧贴水泥土搅拌桩内壁的圆筒状内衬墙和等距插入水泥土搅拌桩内的锚杆抗浮结构，所述锚杆抗浮结构包括H型钢与抗浮锚杆；其具体施工步骤是先现场施工水泥土搅拌桩，同时在水泥土初凝前插入H型钢与抗浮锚杆，并在桩顶浇筑冠梁，待冠梁混凝土到达龄期后开挖一层土方，并施工内衬墙，待墙混凝土到达龄期后继续开挖施工下一层内衬墙，直至底板封底；后期拔出H型钢注浆封堵空隙，并完成抗浮锚杆的预应力张拉。本发明施工工艺简单，对周边环境扰动较小，且施工结构具有较好的抗浮效果。

技术领域

本发明涉及地下空间开发技术领域，具体地说涉及一种低噪音微扰动抗浮地下圆筒式结构及其施工方法。

背景技术

随着我国城市化进程的快速发展，我国城市土地资源，特别是大中城市的土地资源越来越紧缺，逐渐成为城市经济发展的重要制约因素之一，因此空间资源开发利用方向也越来越向地下发展，开始大规模开发利用地下空间，地下多层大型地下室、地下人防工程以及地铁、地下公共管网等。有效地开发利用地下空间不仅符合建设“资源节约型、环境友好型和谐社会”的城市发展战略要求，更是对实现我国城市现代化建设发展目标起到积极作用。但是地下空间开发经常会遇到地下水位较高的地区，当地下室的埋深超过地下水位时，将在结构物基础底面出现浮力，地下结构排开地下水所产生的浮力一般可以由结构自重以及抗浮体系产生的抗力来平衡；随着埋深的增加，地下建筑物的抗浮问题也就越来越突出，此时仅靠结构的自重不足以抵消地下水的上浮力，结构会存在向上浮动、变形及开裂的风险，导致地下室底板隆起破坏，甚至导致地下建筑物被整体浮起破坏，因此，在地下结构的施工过程中需要对抗浮性能提出更高的要求。

在传统的抗浮设计中，通常采用抗浮锚杆、抗拔桩、压顶梁等单一抗浮措施，其中抗浮桩是通过桩身与周围土体产生的摩阻力抵消地下水对地下结构产生的上浮力；抗浮锚杆是通过锚杆和土层的摩擦阻力平衡上浮力；上述抗浮措施单独使用，其抗浮能力较弱，难以完全抵消地下水的上浮力，可能会导致地下结构整体上浮致使结构发生破坏，最终影响其正常使用；而且现有的抗浮体系在施工过程中扰动比较大，对周围影响较大。在上述抗浮设计中，由于抗浮锚杆桩距小，桩位密，地下室基底反力明显下降，底板厚度可以大幅减小，节省工程造价，所以抗浮锚杆使用比较广泛，但是传统抗浮锚杆仅依靠锚杆与桩体的粘结摩擦力来承受拉力以达到抗浮的效果，但当锚杆受到较大的浮力时，易导致锚杆与桩体发生脱离，致使抗浮锚杆失效。而且由于锚杆抗拔力与锚杆锚固长度成正比，为了增加其抗浮力，就会使用增加抗浮锚杆的长，对于较长的锚杆，大大增加了施工难度，而且很难保证注浆质量。

除此之外，现有的地下施工结构，特别是圆筒状施工结构在施工过程中包括内衬墙和外部的支护结构，而内衬墙与水泥土搅拌桩共同受力是通过结合面传递的，结合面的粘结强度的强弱对其共同工作与否起着决定性的作用。内衬墙与水泥土搅拌桩之间的粘结力不足会导致内衬墙变形开裂，直接影响地下结构的安全性与耐久性。而且在施工过程中，基坑支护结构的强度和防水要求都比较高，特别是圆筒状地下结构，由于其外形有一定的弧度，一般的支护结构施工都比较有难度，为了保证其连续性，一般直接使用水泥土搅拌桩，但在施工过程中会存在强度和刚度无法达到要求。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题提供了一种微扰动抗浮地下圆筒式结构及其施工方法，该施工工艺简单，施工对周围土体扰动较小，施工噪声小，工期短，同时其组合抗浮体系能保证地下结构抗浮受力的稳定性，结构整体安全可靠，对于用地紧张、空间狭小的城市密集区或地下水较高的地块具有推广应用的价值。