[发明专利]一种高防渗抗浮桩筏结构及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桩筏结构，属于地基处理领域，可提高地基承载力、增强上部结构整体性、降低筏板下水压力、方便施工组织，适用于大型建筑基础工程，尤其适用于码头、机场、物流堆场等对桩基及筏板抗浮防渗要求较高的基础工程。

背景技术

随着城市建设的高速发展，大量高层建筑物、地下车库、下沉式广场以及地铁、地下商场等建筑物对地下空间的利用提出了更高层次的要求。然而，在地下土层含水丰富的沿海城市如深圳、大连以及青岛等，由地下水水浮力所造成的建筑物、构筑物等上部结构发生倾斜、倒塌的事故屡屡出现，使得地下室抗浮问题显得日益突出。

桩筏基础是桩基础和筏板基础的有机结合，它兼具桩基础和筏板基础的特点，具有整体刚度大、承载力高、抗变形能力强、抗震性能好等优点，并可有效调整和避免结构发生不均匀沉降问题，已被广泛应用于高层或超高层建筑中，亦可用于机场港口、大型物流堆场的地基处理项目。在地下水位较高地区，随着地下室深度的增加，对桩基及筏板的抗浮及防渗提出了更高的要求。

现有的大型桩筏结构常用的抗浮防渗措施有三种：一是在地下室底板上施加配重，如钢渣混凝土、回填土、配重层等，这样做主要是为了避免增大结构主体的荷载，但结构造价比较高，而且对地基强度要求较高，所以，这种配重方法通常只用在整体抗浮略不满足的情况下；还有一种配重做法是将筏板基础外轮廓边外扩，通过增加其上覆土重量满足抗浮要求。这种做法受具体工程的制约较多，对地基持力层或者桩基造成较大的负担，也对造价影响很大。二是设置抗浮桩，筏板基础整体刚度大，可以通过满堂布置抗拔桩实现桩的侧摩阻力抵消部分或者全部水浮力；而独立基础加防水板的基础形式，只能在独立基础下打桩满足整体抗浮要求，防水板承受地下水浮力，并把水浮力传给独立基础；抗拔桩设计应同时考虑两种不利荷载工况，一种是地下水位最高，即达到抗浮水位时，此时，抗拔桩承受竖直向上的力，并通过桩身与周围土体的侧摩阻力将其传给土体，另一种工况是地下水位下降至基础底面以下，此时，抗拔桩和其他基桩一起承受全部竖直向下的荷载，也即抗拔桩成为抗压基桩，在这两种工况下，抗拔桩的桩长和桩数应同时满足这两种工况的要求，但同一根抗拔桩的承载力、裂缝、变形的计算明显不同。三是设置抗拔锚杆。抗拔锚杆通过自身抗拉将地下室结构整体和岩层或者坚硬土层拉住，筏板基础下通常满堂布置抗拔锚杆，但是抗拔锚杆不能承受向下的荷载，易造成建筑材料的浪费。

综上所述，尽管现有的抗浮防渗措施在适宜的工程条件下取得了较好的效果，但是，既有结构在实际工程中尚存一定不足，如结构重量增加、设计施工难度大、材料利用率低等等。

鉴于此，为了提高桩筏基础的整体性、高防渗抗浮性能，充分利用筏板下土体承载力，目前亟待发明一种承载能力高、整体性强、防渗抗浮效果好，并能充分发挥筏板上下土体、基坑维护桩的抗浮性能，施工方便的高防渗抗浮桩筏结构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构的整体性好、连接强度高、地下水的扬压力小、材料利用率高，并可充分发挥不同层位地基土承载能力，施工效率高的新型高防渗抗浮桩筏结构及施工方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高防渗抗浮桩筏结构，其特征在于在钻孔灌注桩上部设置有预应力空心管段，预应力空心管段与钻孔灌注桩同心，钻孔灌注桩的钢筋笼贯穿预应力空心管桩段并伸入筏板基础内与筏板内钢筋连接；预应力空心管段内侧设置有内部连接筋；在地基土上部铺设砂垫层和碎石盲沟；筏板基础由下到上依次设置水平隔水层、水泥土板、钢筋混凝土筏板；基坑围护桩与地下室侧壁墙体之间设置加筋材料固定连接。

所述预应力空心管段顶部设置有上部连接筋，桩身外侧沿环向均匀布设环向连接筋，上部连接筋和环向连接筋可采用钢片或钢筋。

所述砂垫层铺设于地基土上部，厚度为300mm～700mm，在砂垫层内沿纵横向均匀间隔设置排水碎石盲沟，排水碎石盲沟与筏板基础边缘的集水井连通。

所述水平隔水层铺设于砂垫层的上方，水平隔水层为防渗土工膜或防水板。 

所述水泥土板铺设于水平隔水层的上方，由钻孔灌注桩施工时置换出的泥浆与水泥拌合固化后分层摊铺压实而成，水泥土板内铺设横向加筋层，横向加筋层可采用高强钢筋网片、钢筋网、聚丙烯土工带、塑料土工格栅、钢塑土工格栅或玻璃纤维土工格栅；在水泥土板与预应力空心管段之间设置有斜向拉接锚索。

所述的斜向拉接锚索一端与预应力空心管段外侧的短环形钢管段连接，一端与水泥土板内的横向加筋层锚固连接并拉紧。