[发明专利]敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构。

背景技术

地下水位较高的软土地区，敞开段隧道结构仅靠自重难以满足抗浮要求。 目前，我国软土地区，例如上海、杭州、天津等地区的敞开段隧道，通常考虑 将主体结构10与抗拔桩20连成一体，通过主体结构自重和土体对抗拔桩的侧 摩阻力共同抵抗地下水的浮力作用(如图1所示)。

这种抗浮方式存在以下几个问题：

1.抗拔桩20的设置改变了U型主体结构的受力模式，使得结构底板产生 应力集中现象，易引发桩头局部渗漏水。

2.结构底板以下土质较差，且压缩层较厚时，底板设与不设抗拔桩的相邻 两个节段刚度变化较大，施工期间易产生不均匀沉降。

3.抗拔桩20设置在结构底板以下，不能发挥结构底板以上土体的侧摩阻 力作用，且往往浅部土层对桩的侧摩阻作用更高。例如，某地区浅部硬壳层对 桩的侧摩阻力比深部淤泥质土的要高。抗拔桩设置在结构底板以下导致了抗拔 桩的长度较长，进而造成整个工程的经济性较差。

此外，一般基坑开挖前，需施做围护桩(钻孔灌注桩)以抵抗土体的侧向 作用，且桩顶设置顶围檩增强其整体性。当基坑内主体结构完成后，传统做法 将围护桩和顶围檩作为废弃物留置于土体中，造成极大的浪费。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能有效避免底板的应力集中 现象及施工阶段不均匀沉降风险的敞开段隧道结构的抗浮方法及抗浮结构。

本发明提供的敞开段隧道结构的抗浮方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、在开挖敞开段隧道结构的基坑之前，施做围护桩和顶围檩(施做围护 桩和顶围檩同现有技术)，其中，所述顶围檩部分地埋入敞开段隧道的主体结 构；

S2、陶槽架设支撑于顶围檩处，用于维持基坑稳定和变形控制；

S3、开挖所述基坑至坑底，浇注垫层及敞开段隧道的结构底板，拆除所述 支撑；

S4、浇注敞开段隧道的主体结构侧墙；

S5、对主体结构侧墙与围护桩之间的间隙进行压密注浆处理(以进行土体 加固)。

在一些实施例中，在步骤S4的浇注主体结构侧墙之前，对S1中顶围檩埋 入主体结构部分的表面进行凿毛处理，使得所述顶围檩与敞开段隧道的主体结 构一体连接，以传递剪力；

在一些实施例中，所述顶围檩埋入敞开段隧道的主体结构内100mm ～200mm。

另外，本发明还提供一种用于上述的敞开段隧道结构的抗浮方法中的抗浮 结构，其特点在于，其包括：若干环设于敞开段隧道主体结构的顶围檩及设于 各顶围檩的底部的围护桩，所述顶围檩部分地埋入所述敞开段隧道主体结构 内、并与所述敞开段隧道主体结构一体连接。

在一些实施例中，所述顶围檩埋入所述敞开段隧道主体结构100mm ～200mm。

在一些实施例中，所述敞开段隧道主体结构的主体结构侧墙与围护桩之间 压填有压密浆层(例如用以进行土体加固的水泥浆层，使围护桩之间形成封闭 的连续帷幕)。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明 各较佳实施例。

本发明的有益效果：

1.采用本发明可避免主体结构底板应力集中现象，减少主体结构渗漏水风 险。

2.采用本发明避免相邻节段结构刚度突变，减少敞开段结构施工期的不均 匀沉降。

3.另外，采用本发明还能充分地发挥土体对桩的侧摩阻作用，利用围护桩 兼做抗拔桩，节约造价。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说 明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为传统的敞开段隧道的抗浮结构图。

图2为本发明的敞开段隧道的抗浮结构图。

附图标记说明：现有技术：主体结构10与抗拔桩20

本发明：围护桩1；顶围檩2；结构底板3；支撑4；主体结构侧墙5

具体实施方式

下面举几个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

实施例1

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：如图2所示，本实施例提供 的敞开段隧道结构的抗浮方法包括以下步骤：