敞開段隧道結構的抗浮方法及抗浮結構技術

本發明專利技術公開了一種敞開段隧道結構的抗浮方法及抗浮結構，其中，所述敞開段隧道結構的抗浮方法包括以下步驟：S1在開挖敞開段隧道結構的基坑之前，施做圍護樁和頂圍檁，所述頂圍檁部分地埋入敞開段隧道的主體結構；S2、陶槽架設支撐；S3、開挖所述基坑至坑底，澆注墊層及敞開段隧道的結構底板，拆除支撐；S4、澆注敞開段隧道的主體結構側墻；S5、對主體結構側墻與圍護樁之間的間隙進行壓密注漿處理。本發明專利技術將圍護結構和主體結構相結合，避免了敞開段隧道的結構底板應力集中現象及施工階段不均勻沉降風險，并充分利用土體對樁的側摩阻作用，節約工程量，實現良好的經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種敞開段隧道結構的抗浮方法及抗浮結構。
技術介紹
地下水位較高的軟土地區，敞開段隧道結構僅靠自重難以滿足抗浮要求。目前，我國軟土地區，例如上海、杭州、天津等地區的敞開段隧道，通常考慮將主體結構10與抗拔樁20連成一體，通過主體結構自重和土體對抗拔樁的側摩阻力共同抵抗地下水的浮力作用(如圖1所示)。這種抗浮方式存在以下幾個問題：1.抗拔樁20的設置改變了U型主體結構的受力模式，使得結構底板產生應力集中現象，易引發樁頭局部滲漏水。2.結構底板以下土質較差，且壓縮層較厚時，底板設與不設抗拔樁的相鄰兩個節段剛度變化較大，施工期間易產生不均勻沉降。3.抗拔樁20設置在結構底板以下，不能發揮結構底板以上土體的側摩阻力作用，且往往淺部土層對樁的側摩阻作用更高。例如，某地區淺部硬殼層對樁的側摩阻力比深部淤泥質土的要高。抗拔樁設置在結構底板以下導致了抗拔樁的長度較長，進而造成整個工程的經濟性較差。此外，一般基坑開挖前，需施做圍護樁(鉆孔灌注樁)以抵抗土體的側向作用，且樁頂設置頂圍檁增強其整體性。當基坑內主體結構完成后，傳統做法將圍護樁和頂圍檁作為廢棄物留置于土體中，造成極大的浪費。
技術實現思路
有鑒于現有技術的上述缺陷，本專利技術提供一種能有效避免底板的應力集中現象及施工階段不均勻沉降風險的敞開段隧道結構的抗浮方法及抗浮結構。本專利技術提供的敞開段隧道結構的抗浮方法，其特點在于，其包括以下步驟：S1、在開挖敞開段隧道結構的基坑之前，施做圍護樁和頂圍檁(施做圍護樁和頂圍檁同現有技術)，其中，所述頂圍檁部分地埋入敞開段隧道的主體結構；S2、陶槽架設支撐于頂圍檁處，用于維持基坑穩定和變形控制；S3、開挖所述基坑至坑底，澆注墊層及敞開段隧道的結構底板，拆除所述支撐；S4、澆注敞開段隧道的主體結構側墻；S5、對主體結構側墻與圍護樁之間的間隙進行壓密注漿處理(以進行土體加固)。在一些實施例中，在步驟S4的澆注主體結構側墻之前，對S1中頂圍檁埋入主體結構部分的表面進行鑿毛處理，使得所述頂圍檁與敞開段隧道的主體結構一體連接，以傳遞剪力；在一些實施例中，所述頂圍檁埋入敞開段隧道的主體結構內100mm～200mm。另外，本專利技術還提供一種用于上述的敞開段隧道結構的抗浮方法中的抗浮結構，其特點在于，其包括：若干環設于敞開段隧道主體結構的頂圍檁及設于各頂圍檁的底部的圍護樁，所述頂圍檁部分地埋入所述敞開段隧道主體結構內、并與所述敞開段隧道主體結構一體連接。在一些實施例中，所述頂圍檁埋入所述敞開段隧道主體結構100mm～200mm。在一些實施例中，所述敞開段隧道主體結構的主體結構側墻與圍護樁之間壓填有壓密漿層(例如用以進行土體加固的水泥漿層，使圍護樁之間形成封閉的連續帷幕)。在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本專利技術各較佳實施例。本專利技術的有益效果：1.采用本專利技術可避免主體結構底板應力集中現象，減少主體結構滲漏水風險。2.采用本專利技術避免相鄰節段結構剛度突變，減少敞開段結構施工期的不均勻沉降。3.另外，采用本專利技術還能充分地發揮土體對樁的側摩阻作用，利用圍護樁兼做抗拔樁，節約造價。以下將結合附圖對本專利技術的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征和效果。附圖說明圖1為傳統的敞開段隧道的抗浮結構圖。圖2為本專利技術的敞開段隧道的抗浮結構圖。附圖標記說明：現有技術：主體結構10與抗拔樁20本專利技術：圍護樁1；頂圍檁2；結構底板3；支撐4；主體結構側墻5具體實施方式下面舉幾個較佳實施例，并結合附圖來更清楚完整地說明本專利技術。實施例1本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：如圖2所示，本實施例提供的敞開段隧道結構的抗浮方法包括以下步驟：S1、在開挖敞開段隧道結構的基坑之前，施做圍護樁1和頂圍檁2；例如：將頂圍檁2設置于敞開段結構的兩側，地表以下1.5m左右，澆注時考慮主體結構與圍檁的搭接長度，其中，所述頂圍檁2部分地埋入敞開段隧道的主體結構；示例性的，所述頂圍檁2埋入敞開段隧道的主體結構內100mm～200mm；S2、陶槽架設一道支撐4；其中，支撐4架設于頂圍檁位置，用于維持基坑穩定和變形控制；陶槽，即指在大面積基坑尚未挖之前，先將支撐處土體挖除，架設好支撐后進行大面積基坑開挖；S3、開挖所述基坑至坑底，澆注墊層及敞開段隧道的結構底板3，拆除所述支撐4；S4、澆注敞開段隧道的主體結構側墻5；其中，在澆注主體結構側墻5之前，對S1中頂圍檁2埋入主體結構部分的表面進行鑿毛處理，使得所述頂圍檁與敞開段隧道的主體結構一體連接，以傳遞剪力；S5、對主體結構側墻3與圍護樁1之間的間隙進行壓密注漿處理，以進行土體加固。本專利技術頂圍檁深入敞開段主體結構100～200mm，使得圍護樁和主體結構具有整體性。這樣，本專利技術的抗浮結構通過圍護樁與土體之間產生的側摩阻力抵抗地下水對主體結構的浮力作用。因此，采用本專利技術，一方面可避免主體結構底板應力集中現象，減少主體結構滲漏水風險；另一方面還可減少敞開段結構施工期的不均勻沉降。另外，采用本專利技術還能充分地發揮土體對樁的側摩阻作用，利用圍護樁兼做抗拔樁，節約工程造價。實施例2如圖2所示，基于實施例1，本實施例還提供一種用于上述的敞開段隧道結構的抗浮方法中的敞開段隧道的抗浮結構，包括：若干環設于敞開段隧道主體結構的頂圍檁2及設于各頂圍檁的底部的圍護樁1，頂圍檁2部分地埋入所述敞開段隧道主體結構內、并與所述敞開段隧道主體結構一體連接。示例性的，所述頂圍檁2埋入所述敞開段隧道主體結構100mm～200mm。此外，為了進行土體加固，在敞開段隧道主體結構的主體結構側墻5與圍護樁1之間壓填有壓密漿層，以使圍護樁之間形成封閉的連續帷幕。本專利技術將圍護結構和主體結構相結合，避免了敞開段隧道的結構底板應力集中現象及施工階段不均勻沉降風險，并充分利用土體對樁的側摩阻作用，節約工程量，實現良好的經濟效益。以上詳細描述了本專利技術的各較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本專利技術的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本
中技術人員依本專利技術的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種敞開段隧道結構的抗浮方法，其特征在于，其包括以下步驟：S1、在開挖敞開段隧道結構的基坑之前，施做圍護樁和頂圍檁，其中，所述頂圍檁部分地埋入敞開段隧道的主體結構；S2、陶槽架設一道支撐；S3、開挖所述基坑至坑底，澆注墊層及敞開段隧道的結構底板，拆除所述支撐；S4、澆注敞開段隧道的主體結構側墻；及S5、對主體結構側墻與圍護樁之間的間隙進行壓密注漿處理。

【技術特征摘要】
1.一種敞開段隧道結構的抗浮方法，其特征在于，其包括以下步驟：
S1、在開挖敞開段隧道結構的基坑之前，施做圍護樁和頂圍檁，其中，所述頂圍檁部分地埋入敞開段隧道的主體結構；
S2、陶槽架設一道支撐；
S3、開挖所述基坑至坑底，澆注墊層及敞開段隧道的結構底板，拆除所述支撐；
S4、澆注敞開段隧道的主體結構側墻；及
S5、對主體結構側墻與圍護樁之間的間隙進行壓密注漿處理。
2.如權利要求1所述的敞開段隧道結構的抗浮方法，其特征在于，在步驟S4的澆注主體結構側墻之前，對S1中頂圍檁埋入主體結構部分的表面進行鑿毛處理，使得所述頂圍檁與敞開段隧道的主體結構一體連接，以傳遞剪...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王印昌，吳曉庚，姜弘，李庭平，王新，馬姣蓉，
申請(專利權)人：上海市城市建設設計研究總院，
類型：發明
國別省市：上海;31