一种新型地下抗浮结构及其施工方法技术

本发明专利技术是一种新型地下抗浮结构及其施工方法，其中地下抗浮结构包括竖直设置的抗浮桩和地下结构，所述的抗浮桩的顶部与地下结构底板连接，地下结构侧墙外侧面固定安装有抗浮侧壁，抗浮侧壁底部设置有墙趾，抗浮桩包括桩体，所述的桩体包括底部桩体和顶部桩体，所述的桩体的轴向中心位置设置有轴向的变径通孔，所述的变径通孔孔径由下至上逐渐减小，所述的顶部桩体由若干片具有弹性的单体桩片组成，所述的变径通孔内设置有浮球，所述的浮球通过钢索与地下结构底板固定连接，所述的浮球直径大于顶部桩体上顶端内径，小于顶部桩体下顶端内径。该种抗浮结构中地下结构的体积能够保证当水位上升时，能够提供足够的抗浮力。

【技术实现步骤摘要】
一种新型地下抗浮结构及其施工方法
本专利技术是涉及土木建筑领域，具体的说是一种新型地下抗浮结构及其施工方法。
技术介绍
抗浮桩属于抗拔桩，桩体承受拉力，普通抗浮桩受力也是自桩顶向桩底传递，桩体受力大小随着地下水位的变化而变化，抗拔桩是指抵抗建筑物向上位移的各种桩型的总称。抗拔结构需要在水位上浮时，提供逐渐增加的拉力，在水位下降时，能够提供符合需求的承载力。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种新型地下抗浮结构及其施工方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种新型地下抗浮结构，其特征在于：包括竖直设置的抗浮桩，所述的抗浮桩的顶部与地下结构底板连接，所述的地下结构底板的侧面安装有竖直的地下结构侧墙，所述的地下结构侧墙顶部设置有地下结构顶板，所述的地下结构侧墙的外侧壁固定安装有若干竖直设置的抗浮侧壁；所述的抗浮桩包括桩体，所述的桩体包括底部桩体和顶部桩体，所述的桩体的轴向中心位置设置有轴向的变径通孔，所述的变径通孔孔径由下至上逐渐减小，所述的顶部桩体由若干片具有弹性的单体桩片组成，所述的单体桩片底端固定安装在底部桩体的顶端面，相邻单体桩片侧壁相互不接触，所述的变径通孔内设置有浮球，所述的浮球通过钢索与地下结构底板固定连接，所述的浮球直径大于顶部桩体上顶端内径，小于顶部桩体下顶端内径。所述的单体桩片的外侧面设置有齿状结构。所述的抗浮桩为圆柱形预制桩，所有单体桩片围绕形成环形，所述的单体桩片由钢纤维混凝土制成。所述的抗浮侧壁为倾斜侧壁，抗浮侧壁底部水平向外延伸形成墙趾。所述的钢索穿过地下结构底板，通过锚固端与地下结构底板锚接，所述的锚固端位于地下结构底板上表面。所述的地下结构底板底面和抗浮桩顶部端面之间设置有垫块，所述的钢索穿过垫块，所述的垫块用于阻止地下结构底板底面和抗浮桩顶部端面紧密接触。一种新型地下抗浮结构的施工方法，其特征在于：所述的抗浮桩为预制桩，具体步骤如下：步骤1，开挖基坑；步骤2，在基坑底面预钻孔，所述的钻孔直径与预制抗浮桩直径相同；步骤3，将抗浮桩打入钻孔内；步骤4，安装地下结构底板；步骤5，将浮球的连接钢索依次穿过垫块、地下结构底板，通过锚固端固定在地下结构底板上，在锚固过程中在钢索上施加的预拉力；步骤6，安装地下结构侧墙；步骤7，在地下结构侧墙处安装抗浮侧壁，抗浮侧壁与地下结构侧墙采用螺栓方式固定连接；步骤8，安装地下结构顶板；步骤9，回填地下结构上覆土层。抗浮桩采用钢纤维混凝土材料制成，所述的钢纤维混凝土制备方法具体如下：步骤1，准备材料，使用低碳钢纤维和钢纤维混凝土，所述的低碳钢纤维截面为圆形，直径为0.25～0.75mm，长度均为20～60mm；所述的钢纤维混凝土使用425号普通硅酸盐水泥，使用的粗骨料最大粒径以不超过15mm；步骤2，掺量，纤维长径比为30～80，纤维最大掺量体率比的上限值为2%，且不低于0.5%；步骤3，搅拌，钢纤维混凝土采用强制式搅拌机搅拌，使纤维能均匀分散于混凝土中，通过摇筛或分散机加，先将粗细集料、水泥和水加入搅拌机，搅拌均匀后再将纤维加入搅拌；步骤4，捣实，采用泵送至仓内，不加插搞，纤维在其中呈三维乱向。当水位上升时，地下结构所受的浮力变大，地下结构上浮会导致浮球向上运动，由于桩体内通孔为变径通孔，当浮球向上运动时，会挤压单体桩片张开，单体桩片的外侧齿状板与土体接触更紧密，会产生更大的抗浮力，这样可阻止地下结构上浮。该种新型地下抗浮结构及其施工方法能够达到的有益效果为：第一，地下结构的体积能够保证当水位下降时，能够提供足够的承载力，与地下结构连接抗浮桩能够保证在水位上升时提供更大的拉力；第二，当地下结构产生上浮时，浮球会沿着桩中的变径通孔向上运动，从而顶部桩体因挤压被膨胀，提高了桩体的抗拔力；第三，顶部桩体外侧面设置的齿状板保证了桩体抗拔力的有效性；第四，桩体材料采用钢纤维混凝土材料，该种材料能够改善混凝土的力学性能，满足新型抗拔桩的扩张变形要求；第五，墙趾的设计，一方面增加了地下结构的自重，可以提高抗浮能力；另一方面由于墙趾的水平延伸，也提高了结构的抗浮能力。附图说明图1为本专利技术一种新型地下抗浮结构的结构原理图。图2为本专利技术一种新型地下抗浮结构抗浮桩的结构原理图。图3为本专利技术一种新型地下抗浮结构抗浮桩桩体的结构原理图。图4为本专利技术一种新型地下抗浮结构抗浮桩桩体的俯视图。图5为本专利技术一种新型地下抗浮结构抗浮桩桩体的仰视图。附图标记：1、抗浮桩；2、地下结构底板；3、地下结构侧墙；4、地下结构顶板；5、抗浮侧壁；6、桩体；7、底部桩体；8、顶部桩体；9、变径通孔；10、浮球；11、钢索；12、锚固端；13、垫块；14、单体桩片。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。一种新型地下抗浮结构，其特征在于：包括竖直设置的抗浮桩1，所述的抗浮桩1的顶部与地下结构底板2连接，所述的地下结构底板2的侧面安装有竖直的地下结构侧墙3，所述的地下结构侧墙3顶部设置有地下结构顶板4，所述的地下结构侧墙3的外侧壁固定安装有若干竖直设置的抗浮侧壁5；所述的抗浮桩1包括桩体6，所述的桩体6包括底部桩体7和顶部桩体8，所述的桩体6的轴向中心位置设置有轴向的变径通孔9，所述的变径通孔9孔径由下至上逐渐减小，所述的顶部桩体8由若干片具有弹性的单体桩片14组成，所述的单体桩片14底端固定安装在底部桩体7的顶端面，相邻单体桩片14侧壁相互不接触，所述的变径通孔9内设置有浮球10，所述的浮球10通过钢索11与地下结构底板2固定连接，所述的浮球10直径大于顶部桩体8上顶端内径，小于顶部桩体8下顶端内径。当水位上升时，地下结构所受的浮力变大，地下结构上浮会通过钢索11的牵引作用导致浮球10向上运动，由于桩体6内的通孔为变径通孔9，当浮球10向上运动时，会挤压单体桩片14张开，单体桩片14的外侧面与土体接触更紧密，会产生更大的抗浮力，这样可阻止地下结构上浮。本实施例中，单体桩片14的外侧面设置有齿状结构。齿状结构由若干个齿状板组成，齿状板的齿向与桩体6的轴向垂直，齿状板增加了桩体1与周围土层的接触面积，能够增加摩擦力，同时，在单体桩片14膨胀外扩时，能够有效提高抗浮力。本实施例中，抗浮桩1为圆柱形预制桩，所有单体桩片14围绕形成环形，所述的单体桩片14由钢纤维混凝土制成。掺入钢纤维的混凝土，可显著地改善了混凝土的力学性能。当掺量在许可范围之内，可提高抗拉强度30%～50%，抗弯强度可提高50%～100%，韧性可提高10～50倍，满足新型抗拔桩的扩张变形要求。本实施例中，抗浮侧壁5为倾斜侧壁，抗浮侧壁5底部水平向外延伸形成墙趾。墙趾的设计，一方面增加了地下结构的自重，可以提高抗浮能力；另一方面由于墙趾的水平延伸，也提高了结构的抗浮能力。本实施例中，钢索11穿过地下结构底板2，通过锚固端12与地下结构底板2锚接，所述的锚固端12位于地下结构底板2上表面。地下结构底板2上设置有预留孔，钢索11穿过预留孔通过锚固端12固定在地下结构底板2上。通过锚固端12可以在钢索11上施加预拉力，该预拉力为设计计算的抗拔力。本实施例中，地下结构底板2底面和抗浮桩1顶部端面之间设置有垫块13，所述的钢索11穿过垫块13，所述的垫块13用于阻止地下结构底板2底面和抗浮桩1顶部端面紧密接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型地下抗浮结构，其特征在于：包括竖直设置的抗浮桩（1），所述的抗浮桩（1）的顶部与地下结构底板（2）连接，所述的地下结构底板（2）的侧面安装有竖直的地下结构侧墙（3），所述的地下结构侧墙（3）顶部设置有地下结构顶板（4），所述的地下结构侧墙（3）的外侧壁固定安装有若干竖直设置的抗浮侧壁（5）；所述的抗浮桩（1）包括桩体（6），所述的桩体（6）包括底部桩体（7）和顶部桩体（8），所述的桩体（6）的轴向中心位置设置有轴向的变径通孔（9），所述的变径通孔（9）孔径由下至上逐渐减小，所述的顶部桩体（8）由若干片具有弹性的单体桩片（14）组成，所述的单体桩片（14）底端固定安装在底部桩体（7）的顶端面，相邻单体桩片（14）侧壁相互不接触，所述的变径通孔（9）内设置有浮球（10），所述的浮球（10）通过钢索（11）与地下结构底板（2）固定连接，所述的浮球（10）直径大于顶部桩体（8）上顶端内径，小于顶部桩体（8）下顶端内径。

【技术特征摘要】
1.一种新型地下抗浮结构，其特征在于：包括竖直设置的抗浮桩（1），所述的抗浮桩（1）的顶部与地下结构底板（2）连接，所述的地下结构底板（2）的侧面安装有竖直的地下结构侧墙（3），所述的地下结构侧墙（3）顶部设置有地下结构顶板（4），所述的地下结构侧墙（3）的外侧壁固定安装有若干竖直设置的抗浮侧壁（5）；所述的抗浮桩（1）包括桩体（6），所述的桩体（6）包括底部桩体（7）和顶部桩体（8），所述的桩体（6）的轴向中心位置设置有轴向的变径通孔（9），所述的变径通孔（9）孔径由下至上逐渐减小，所述的顶部桩体（8）由若干片具有弹性的单体桩片（14）组成，所述的单体桩片（14）底端固定安装在底部桩体（7）的顶端面，相邻单体桩片（14）侧壁相互不接触，所述的变径通孔（9）内设置有浮球（10），所述的浮球（10）通过钢索（11）与地下结构底板（2）固定连接，所述的浮球（10）直径大于顶部桩体（8）上顶端内径，小于顶部桩体（8）下顶端内径。2.如权利要求1所述的一种新型地下抗浮结构，其特征在于：所述的单体桩片（14）的外侧面设置有齿状结构。3.如权利要求2所述的一种新型地下抗浮结构，其特征在于：所述的抗浮桩（1）为圆柱形预制桩，所有单体桩片（14）围绕形成环形，所述的单体桩片（14）由钢纤维混凝土制成。4.如权利要求1所述的一种新型地下抗浮结构，其特征在于：所述的抗浮侧壁（5）为倾斜侧壁，抗浮侧壁（5）底部水平向外延伸形成墙趾。5.如权利要求1所述的一种新型地下抗浮结构，其特征在于：所述的钢索（11）穿过地下结构底板（2），通过锚固端（12）与地下结构底板（2）锚接，所述的锚固端（12）位于地下结构底板（2）上表面。6.如权利要求5所述的一种新型地下抗浮结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：左熹，周桂云，顾荣蓉，倪红，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32