地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构及其施工方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种基坑开挖时的整体抗浮结构技术，特别涉及一种地下连续墙和混凝土底板相互嵌联的整体抗浮结构及其施工工艺。
【背景技术】
[0002]随着地下空间结构的深层开发，近年来，基坑开挖深度不断增加。地下连续墙因其卓越的防水密封性和抗弯性能，是富水软土地区深基坑开挖最常用的围护结构。深基坑在开挖过程中，由于坑内土体开挖引起的卸载作用以及基坑内外不平衡水头产生的渗流作用，常常出现坑底土体隆起，地下水渗流带动土颗粒大量涌入基坑等坑底失稳现象。坑底失稳会导致地下连续墙下沉，坑外地面塌陷，坑内支撑体系破坏，坑边临近建(构)筑物发生破坏等灾难性后果。因此，在基坑设计中，必须采用一定的工程措施保证坑底稳定性。目前常用的抗坑底隆起的措施是在坑底浇筑大量的素混凝土，利用素混凝土的重量来平衡坑底水压力，例如:南京梅子洲过江通道的风井开挖过程中，就浇筑25米厚的素混凝土底板来保持坑底稳定性。当坑底水压力较大时，素混凝土浇筑量大，成本较高。
[0003]在基坑内饶筑永久结构以后，由于永久结构自重通常小于其浮力，永久结构需要做抗浮设计。目前，国内常用的永久结构抗浮设计是在坑底浇注抗拔粧或在永久结构顶部修建箱顶压梁。浇筑抗拔粧工序繁琐，工期较长。修建箱顶压梁需要凿除部分结构顶部的地下连续墙，工程量大，价格昂贵。
[0004]地下连续墙的结构自重和墙两侧的侧摩阻力可以提供很好的抗浮力。为此，亟需发明一种新型结构，利用既有地下连续墙的结构自重和墙两侧的侧摩阻力来实现基坑开挖过程中的抗坑底隆起和永久结构的抗浮，从而既能防止基坑突涌，保证永久结构的抗浮，又具有降低成本，缩短工期等优点。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有基坑施工过程中，在抗坑底隆起和抗永久结构浮力的设计上分别采用填素混凝土和抗拔粧或修建箱顶压梁等工艺，未能充分利用既有地下连续墙的抗拔性能，从而具有工序繁琐，工期较长，成本较高等问题，提供一种能有效防止基坑突涌，保证永久结构的抗浮，且施工工期短、成本低的地下连续墙和混凝土底板相互嵌联的整体抗浮结构及其施工方法。
[0006]实现本发明目的的技术方案是提供一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构的施工方法，包括如下步骤:
1、在地面制作地下连续墙的钢筋笼时，靠基坑一侧的钢筋笼弯折成U形，嵌入U形型钢，将U形型钢和与钢筋笼焊接，U形型钢的槽内用泡沫封堵；
2、待地下连续墙成槽后，将U形型钢随钢筋笼放置于地下连续墙槽内的基坑底部高程，浇注地下连续墙的混凝土；
3、基坑开挖到底部以后，凿除U形型钢槽内封堵的泡沫，将混凝土结构底板的钢筋笼镶嵌于基坑两侧地下连续墙中的U形型钢槽内；
4、浇注钢筋混凝土结构底板，得到一种地下连续墙与混凝土结构底板牢固嵌联的整体抗浮结构。
[0007]本发明所述U形型钢槽的深度为地下连续墙厚度的1/5?1/3，U形型钢槽的宽度为混凝土结构底板的高度。
[0008]本发明技术方案还包括一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构，包括地下连续墙、型钢、钢筋笼和混凝土结构底板；将用于深基坑开挖维护的地下连续墙和用于基坑内永久结构的混凝土底板通过型钢槽相互嵌联，形成一个整体受力结构。
[0009]上述结构中，所述的地下连续墙，在靠基坑一侧的钢筋笼弯折成一个U形槽，嵌入U形型钢，将钢筋笼与型钢焊接成整体；所述混凝土底板的两端分别置于U形型钢的型钢槽内，相互嵌联。所述型钢槽深度为地下连续墙厚度的1/5?1/3，型钢槽的宽度为混凝土底板的高度。
[0010]本发明采用地下连续墙和混凝土结构底板通过型钢槽相互嵌联，使地连续和混凝土底板形成一个整体受力结构。具体方案为:在地下连续墙内靠基坑一侧的钢筋笼弯折成U形，与型钢焊接的技术方案，从而固定型钢，实现型钢在地下连续墙槽内沿基坑开挖高程的精确定位；型钢槽深度为地下连续墙厚度的1/5至1/3，宽度为结构底板高度，保证了混凝土结构底板和地下连续墙的接头强度；本发明还采用型钢在放入地下连续墙槽内时用泡沫封堵，避免了地下连续墙混凝土进入型钢槽，从而避免在连接混凝土结构底板过程中对地下连续墙边侧混凝土的凿除。
[0011]现有技术中，抗坑底隆起的措施一般是在坑底浇筑大量的素混凝土，利用素混凝土的重量来平衡坑底水压力，当坑底水压力较大时，素混凝土浇筑量大，成本较高；永久结构抗浮设计一般是在坑底浇注抗拔粧或在永久结构顶部修建箱顶压梁。浇筑抗拔粧工序繁琐，工期较长。修建箱顶压梁需要凿除部分结构顶部的地下连续墙，工程量大，价格昂贵。与现有技术相比，本发明的优点是:在基坑开挖过程中，利用既有地下连续墙的自重和侧摩阻力，以及混凝土底板的自重来抵抗坑底水压力，保证坑底稳定性；在地下结构运营阶段，利用地下连续墙的自重和侧摩阻力，以及永久结构的自重，来实现结构的抗浮要求，这样既可保证开挖过程中的坑底稳定性，又实现永久结构的抗浮要求，具有缩短工程工期，降低工程成本，减小施工风险等优点。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例提供的一种地下连续墙和混凝土底板相互嵌联的整体抗浮结构的剖面示意图；
图中，1、地下连续墙混凝土 ；2、型钢；3、钢筋笼；4、焊接点；5、混凝土结构底板。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的详细阐述。
[0014]实施例1
参见附图1，它是本实施例提供的一种地下连续墙和混凝土底板相互嵌联的整体抗浮结构的剖面示意图；该结构包括地下连续墙1，镶嵌于地下连续墙钢筋笼3内的U形型钢2，钢筋笼与U形型钢通过焊接点4固定，混凝土结构底板5的两端分别置于U形型钢的型钢槽内，使地下连续墙和混凝土底板形成相互嵌联的整体抗浮结构。该结构将用于深基坑开挖维护的地下连续墙和用于基坑内永久结构的混凝土底板通过型钢槽相互嵌联，使地连续和结构底板形成一个整体受力结构，从而，在基坑开挖过程中，利用地下连续墙的自重和侧摩阻力，以及混凝土底板的自重来抵抗坑底水压力，保证坑底稳定性；在地下结构运营阶段，利用地下连续墙的自重和侧摩阻力，以及永久结构的自重，来实现结构的抗浮要求。
[0015]本实施例中涉及一种地下连续墙和混凝土底板相互嵌联的整体抗浮结构的施工工艺，包括如下步骤:
1、在地面制作地下连续墙钢筋笼时，将地下连续墙内靠基坑一侧的钢筋笼弯折成U形，将U形型钢与钢筋笼焊接固定，可实现型钢在地下连续墙槽内沿基坑开挖高程的精确定位。型钢槽用泡沫封堵，避免地下连续墙混凝土进入型钢槽，从而避免在连接混凝土结构底板过程中对地下连续墙边侧混凝土的凿除；型钢槽深度为地下连续墙厚度的1/5至1/3，宽度为结构底板高度，保证混凝土结构底板和地下连续墙的接头强度。
[0016]2、地下连续墙成槽后，将型钢随钢筋笼放置于地下连续墙槽内的基坑底部高程，浇注地下连续墙混凝土。
[0017]3、基坑开挖到底部以后，将型钢槽内的泡沫凿除，将结构底板的钢筋笼镶嵌于基坑两侧的地下连续墙中的型钢槽内。
[0018]4、浇注钢筋混凝土结构底板，实现地下连续墙和混凝土底板的可靠嵌联。
[0019]本发明技术方案将地下连续墙和混凝土结构底板通过型钢槽相互嵌联，使地连续和混凝土底板形成一个整体受力结构，在基坑开挖过程中，利用地连墙的自重和侧摩阻力，以及混凝土底板的自重来抵抗坑底水压力，保证坑底稳定性；同时，在地下结构运营阶段，利用地连墙的自重和侧摩阻力，以及永久结构的自重，来实现结构的抗浮要求。该结构既可保证开挖过程中的坑底稳定性，又实现永久结构的抗浮要求，缩短工程工期，降低工程成本，减小施工风险。
【主权项】
1.一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤: (1)在地面制作地下连续墙的钢筋笼时，将靠基坑一侧的钢筋笼弯折成U形，嵌入U形型钢，将U形型钢和与钢筋笼焊接，U形型钢的槽内用泡沫封堵； (2)待地下连续墙成槽后，将U形型钢随钢筋笼放置于地下连续墙槽内的基坑底部高程，浇注地下连续墙的混凝土； (3)基坑开挖到底部以后，凿除U形型钢槽内封堵的泡沫，将混凝土结构底板的钢筋笼镶嵌于基坑两侧地下连续墙中U形型钢的槽内； (4)浇注钢筋混凝土结构底板，得到一种地下连续墙与混凝土结构底板牢固嵌联的整体抗浮结构。2.根据权利要求1所述的一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构的施工方法，其特征在于:U形型钢槽的深度为地下连续墙厚度的1/5?1/3，U形型钢槽的宽度为混凝土结构底板的高度。3.—种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构，其特征在于:它包括地下连续墙、型钢、钢筋笼和混凝土结构底板；将用于深基坑开挖维护的地下连续墙和用于基坑内永久结构的混凝土底板通过型钢槽相互嵌联，形成一个整体受力结构。4.根据权利要求3所述的一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构，其特征在于:所述的地下连续墙，在靠基坑一侧的钢筋笼弯折成一个U形槽，嵌入U形型钢，将钢筋笼与型钢焊接成整体；所述混凝土底板的两端分别置于U形型钢的型钢槽内，相互嵌联。5.根据权利要求3或4所述的一种地下连续墙与混凝土结构底板整体抗浮结构，其特征在于:所述型钢槽深度为地下连续墙厚度的1/5?1/3，型钢槽的宽度为混凝土底板的高度。
【专利摘要】本发明公开了一种地下连续墙与混凝土结构底板的整体抗浮结构及其施工方法。在地面制作地下连续墙钢筋笼时，把靠基坑一侧的钢筋笼弯折成U形，将U形型钢和与钢筋笼焊接；待地下连续墙成槽后，将型钢随钢筋笼放置于地下连续墙槽内的基坑底部高程，浇注地下连续墙混凝土；基坑开挖到底部后，将结构底板的钢筋笼镶嵌于基坑两侧的U形型钢的槽内，再浇注钢筋混凝土结构底板。本发明将用于深基坑开挖维护的地下连续墙和用于基坑内永久结构的混凝土底板通过型钢槽相互嵌联，形成一个整体受力结构，既可保证开挖过程中的坑底稳定性，又能满足永久结构的抗浮要求，具有缩短工期，降低工程成本，减小施工风险等优点。
【IPC分类】E02D17/04, E02D31/12, E02D29/045
【公开号】CN105239607
【申请号】CN201510675032
【发明人】史培新, 唐强, 李攀, 刘维, 许东风, 陈丽娟, 俞蔡城, 张洁
【申请人】苏州大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月19日