一种剪力盒与控压井联合抗浮施工方法及联合抗浮系统与流程

本发明属于土木与交通工程领域，具体涉及一种剪力盒与控压井联合抗浮方法及联合抗浮系统。

背景技术：

1、抗浮安全是高层、超高层建筑地下室及地下工程施工阶段和使用阶段不可避免的需要解决的重大问题。随着地面向高层、超高层建筑方向发展，地下空间开发利用同样越来越深，水浮力的问题越来越突出。传统设计，结构工程师习惯于采用压重或抗浮桩/锚杆进行被动式抗浮，因设防水位取值偏低而发生上浮事故。

2、结构工程师和岩土工程师已经认识到问题产生的原因，近年来开始研究和推广截排减压主动抗浮技术，例如，专利zl201610116801.3公开了一种截排减压抗浮系统，采用截水帷幕+大直径无砂混凝土控压井组合的方式，降低地下室底板下的水浮力，对于临江地形，对于汛期超高河水位引起的地下高水位，通过强降水将地下水位控制在设防水位以下，确保建筑物的安全。专利zl 201410089932.8公开了一种泄水卸压抗浮结构，在地下室底板下设泄水结构，埋设水压力传感器，当浮力超过设计浮力时，启动水泵排水。专利zl200710052439.9公开了一种地下建筑物抗浮的方法，适用于基坑位于弱透水层的肥槽积水的排除，降低地下水压力。以上专利共同之处将降水设施布置在地下室底板以下，需要在底板施工前完成，占用工期，支护结构没有被利用作为抗浮结构。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种剪力盒与控压井联合抗浮方法及联合抗浮系统，将控压井设置在地下室四周，施工不占用地下室及基础施工的工期，缩短施工工期。

2、本发明的第一方面是提供一种剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，包括以下步骤：

3、s1、截水帷幕施工：平整基坑场地，截水帷幕测量、放线、施工；

4、s2、支护桩墙施工：在截水帷幕内部进行支护桩墙定位、成孔并清孔，吊入钢筋笼，支护桩墙内灌注混凝土，支护桩墙与截水帷幕分离设置，并与地下室外墙紧贴布置；

5、s3、剪力盒加工与预埋：在支护桩墙的压顶梁以及地下室楼板和底板位置预埋剪力盒，剪力盒的一半嵌入支护桩墙，另一半嵌入地下室外墙；

6、s4、控压井施工：将一圈控压井施工于截水帷幕和支护桩墙之间，控压井的埋深低于抗浮设防水位不小于2.0m，顶面安装钢井盖；

7、s5、排水系统安装：控压井内安装自动水位监测计，且自动水位监测计位于抗浮设防水位以下0.5m，与潜水泵开关联动，潜水泵连接排水管，排水管接到地面排水阀，并连接电源；

8、s6、地下室结构施工。

9、进一步的，步骤s1中，截水帷幕穿过含水层进入不透水层深度不小于1.0m，且进入地下室底板以下不小于1.0m，截断地下室与截水帷幕外水力联系。

10、进一步的，步骤s3中，剪力盒包括平行间隔设置的钢板和焊接在两个钢板之间的多个受力钢筋，受力钢筋的直径为18mm-40mm；

11、剪力盒一端的钢板预埋在支护桩墙中，与支护桩墙主钢筋焊接，另一端钢板与地下室各层楼板的主钢筋和地下室底板的主钢筋焊接，剪力盒承受的剪力小于剪力盒抗剪承载力。

12、进一步的，步骤s3中，剪力盒预埋时，空腔内填充泡沫塑料，剪力盒与地下室外墙同时浇筑混凝土，土方开挖时清理干净剪力盒内的泡沫塑料。

13、进一步的，步骤s4中，采用预应力管桩或钢管桩作为控压井，控压井的桩底安装开口桩靴，距桩底以上不小于3.0m高度的管壁设有透水孔，桩芯的透水孔高度内填充透水石，过滤土壤中的泥沙。

14、进一步的，相邻控压井之间的间距不大于20.0m，控压井的直径为400mm-1200mm。

15、进一步的，步骤s5中，潜水泵安装在自动水位监测计以下1.0m，截水帷幕内的地下水位上升至自动水位监测计时，启动潜水泵抽水，使地下水位稳定控制在设抗浮设防水位以下。

16、本发明的第二方面是提供一种联合抗浮系统，包括由外至内依次设置的截水帷幕、支护桩墙以及地下室外墙，其中；

17、截水帷幕与支护桩墙分离布置，支护桩墙与地下室外墙紧贴布置，支护桩墙与地下室外墙通过剪力盒连接，剪力盒安装在支护桩墙的压顶梁、地下室各层楼板和地下室底板位置，剪力盒的一半嵌入支护桩墙中，另一端嵌入地下室外墙中；

18、截水帷幕和支护桩墙之间设有一圈控压井，控压井内安装排水系统。

19、进一步的，剪力盒包括平行间隔设置的钢板和焊接在两个钢板之间的多个受力钢筋，受力钢筋的直径为18mm-40mm。

20、进一步的，控压井采用预应力管桩或钢管桩制成，控压井的桩底安装开口桩靴，距桩底以上不小于3.0m高度的管壁设有透水孔，桩芯的透水孔高度内填充透水石。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、(1)本发明在截水帷幕与支护桩墙之间设有一圈控压井，控压井的埋深低于抗浮设防水位不小于2.0m，控压井内安装排水系统，从而将截水帷幕内的地下水位降低至抗浮设防水位以下，而截水帷幕之外的地下水位不受影响，不但实现了保护环境的目的，同时，将控压井设置在地下室的四周，施工不占用地下室及基础施工的工期，从而缩短施工工期。

23、(2)本发明的支护桩墙与地下室外墙通过剪力盒连接成整体，支护桩墙与地下室结构的自重起抗浮桩作用，可取消或大幅减少抗浮桩/锚杆的数量，大幅缩短地下室施工工期，降低工程造价。

24、(3)本发明的控压井采用预应力管桩或钢管桩，在管桩底部设置开口桩靴，在桩底以上不小于3.0m高度的管壁设透水孔，透水孔段填充透水石，便于过滤土层中的泥沙，同时在控压井的顶面安装钢井盖，方便淤堵时打开检修。

技术特征：

1.一种剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，步骤s1中，截水帷幕穿过含水层进入不透水层深度不小于1.0m，且进入地下室底板以下不小于1.0m，截断地下室与截水帷幕外水力联系。

3.根据权利要求1所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，步骤s3中，剪力盒包括平行间隔设置的钢板和焊接在两个钢板之间的多个受力钢筋，受力钢筋的直径为18mm-40mm；

4.根据权利要求3所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，步骤s3中，剪力盒预埋时，空腔内填充泡沫塑料，剪力盒与地下室外墙同时浇筑混凝土，土方开挖时清理干净剪力盒内的泡沫塑料。

5.根据权利要求1所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，步骤s4中，采用预应力管桩或钢管桩作为控压井，控压井的桩底安装开口桩靴，距桩底以上不小于3.0m高度的管壁设有透水孔，桩芯的透水孔高度内填充透水石，过滤土壤中的泥沙。

6.根据权利要求5所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，相邻控压井之间的间距不大于20.0m，控压井的直径为400mm-1200mm。

7.根据权利要求1所述的剪力盒与控压井联合抗浮施工方法，其特征在于，步骤s5中，潜水泵安装在自动水位监测计以下1.0m，截水帷幕内的地下水位上升至自动水位监测计时，启动潜水泵抽水，使地下水位稳定控制在设抗浮设防水位以下。

8.一种联合抗浮系统，其特征在于，包括由外至内依次设置的截水帷幕、支护桩墙以及地下室外墙，其中；

9.根据权利要求8所述的联合抗浮系统，其特征在于，所述剪力盒包括平行间隔设置的钢板和焊接在两个钢板之间的多个受力钢筋，受力钢筋的直径为18mm-40mm。

10.根据权利要求8所述的联合抗浮系统，其特征在于，所述控压井采用预应力管桩或钢管桩制成，控压井的桩底安装开口桩靴，距桩底以上不小于3.0m高度的管壁设有透水孔，桩芯的透水孔高度内填充透水石。

技术总结
本发明属于土木与交通工程领域，具体涉及一种剪力盒与控压井联合抗浮方法及联合抗浮系统，包括由外至内依次设置的截水帷幕、支护桩墙以及地下室外墙，其中；截水帷幕与支护桩墙分离布置，支护桩墙与地下室外墙紧贴布置，支护桩墙与地下室外墙通过剪力盒连接，剪力盒安装在支护桩墙的压顶梁、地下室各层楼板和底板位置，剪力盒的一半嵌入支护桩墙中，另一端嵌入地下室外墙中；截水帷幕和支护桩墙之间设有一圈控压井，控压井内安装排水系统。本申请巧妙的利用剪力盒将支护桩墙和地下室外墙连接成整体，共同承受地下水浮力，省去了地下室四周的抗浮桩或锚杆，大大缩短了施工工期，降低了工程造价。

技术研发人员：唐孟雄,胡贺松,陈航,周裕利
受保护的技术使用者：广州市建筑科学研究院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24