基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法及系统技术方案

本发明专利技术具体公开一种基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法及系统,基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法通过获取抗浮作业区域的勘测数据，进而判断抗浮作业区域地层中岩层的分布，并确定注浆改造的目标岩层所处层位，对目标岩层进行注浆改造，使其成为加固层；确定锚杆分布位置和锚杆长度，根据锚杆分布位置和锚杆长度进行锚杆注浆施工作业，并对锚杆施加预应力，至少部分锚杆的锚固段与加固层对应以在抗浮作业区域形成位于地层下的第一抗浮力系，使锚杆与钢筋混凝土基础底板连接以在抗浮作业区域形成位于地层上的第二抗浮力系。本发明专利技术能够通过改造目标岩层，进而使锚杆与地层之间、锚杆与钢筋混凝土基础底板之间形成双向力系，以提高抗浮能力。以提高抗浮能力。

【技术实现步骤摘要】
基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法及系统


[0001]本专利技术属于智能制造
，具体涉及一种基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法及系统。

技术介绍

[0002]在地下工程施工过程中，地下水抗浮设防水位对建筑结构的安全影响较大。由于地下水位上升、降水量突增等不确定因素的影响，使中高层建筑结构的地下室、地下车库等地下工程频繁出现底板渗水和上浮等工程事故。设计与施工所采用的常规抗浮措施为锚杆抗浮，考虑到锚杆抗浮对岩体破坏大、对地下基础结构的承载能力要求高及地下水位不确定性等因素的影响，锚杆抗浮在应用中很难形成较为稳定的抗浮力系。现有技术中通过改变锚杆的结构和优化锚杆注浆工艺提升锚杆的抗浮性能，但当地下水位变化较大时，现有技术中的锚杆抗浮效果并不显著。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，能够通过改造目标岩层，进而使锚杆与地层之间、锚杆与钢筋混凝土基础底板之间形成双向力系，以提高抗浮能力。
[0004]本专利技术公开的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，包括以下步骤：获取抗浮作业区域的勘测数据；根据至少一种所述勘测数据判断所述抗浮作业区域地层中岩层的分布，确定注浆改造的目标岩层所处层位；对所述目标岩层进行注浆改造，使其成为加固层；根据至少一种所述勘测数据绘制施工平面图，基于所述加固层的所处层位，确定锚杆分布位置和锚杆长度；根据所述锚杆分布位置和所述锚杆长度进行锚杆注浆施工作业，并对所述锚杆施加预应力，至少部分所述锚杆的锚固段与所述加固层对应以在所述抗浮作业区域形成位于地层下的第一抗浮力系；使所述锚杆与钢筋混凝土基础底板连接以在所述抗浮作业区域形成位于地层上的第二抗浮力系。
[0005]本专利技术实施例中通过对抗浮作业区域进行勘测，能够获取岩层的物理力学性能、可注浆改造性能、岩层厚度、岩层所处层位等勘测数据，基于以上勘测数据，可以有针对性的对部分岩层进行注浆改造，以提高其物理力学性能，不仅能够提升锚杆的锚固效果，而且基于改造后的目标岩层可以使目标岩层与锚杆之间形成位于地层下的第一抗浮力系，同时，改造后的目标岩层能够在一定程度上实现阻水效应，对于有裂隙分布的岩层通过注浆改造可以提高其密实度，填充其孔隙，阻断地下水的上移。锚杆与钢筋框架连接以形成位于地层上的第二抗浮力系，基于第一抗浮力系和第二抗浮力系的设置，配合施加于锚杆上的
预应力，能够充分发挥施加于锚杆的抗浮性能。
[0006]根据本专利技术实施例的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，可选地，所述确定注浆改造的目标岩层所处层位包括以下步骤：基于所述勘测数据获取不同岩层的层位和物理力学性能；判断各岩层所处层位与地面之间的距离是否位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值，若是，则确定该岩层处于目标岩层适选区域；比对所述目标岩层适选区域内的各岩层的性能，确定目标岩层。
[0007]本专利技术实施例中的目标岩层的确定是基于多维度的参数进行确定的，目标岩层需要满足一定的层位深度，保障其能够与锚杆进行有效的锚固，并利用目标岩层优化锚杆的轴向拉力分布情况，以充分发挥锚杆的物理性能。
[0008]根据本专利技术实施例的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，可选地，所述目标岩层为至少一层，至少部分所述锚杆的锚固段与所述目标岩层相对应，与所述目标岩层对应的所述锚杆的锚固段位于所述目标岩层内、或与所述目标岩层对应的所述锚杆的锚固段位于所述目标岩层的下侧。
[0009]本专利技术实施例中的目标岩层为至少一层，目标岩层一方面能够提高地层的物理力学性能，提高地层的整体刚度、承载力和阻水性能，另一方面与锚杆进行作用，以提高锚杆的抗浮性能。由于在抗浮作业区域中，不同区域的抗浮能力要求不同，地下工程的底板裂缝并非完全由单一的地下水的上浮作用力导致的，还会因为底板受力不均匀导致底板产生裂缝，例如，靠近抗浮作业区域中部的区域凹陷、靠近抗浮作业区域边缘的区域翘起，从而造成底板破裂，因此通过多层目标岩层的布置，一方面可以有针对性的对抗浮作业区域的不同位置岩层进行加固，另一方面可以增强不同区域的锚杆的抗浮性能，以使不同区域的抗浮性能达到平衡。
[0010]根据本专利技术实施例的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，可选地，所述抗浮作业区域内布置的所述锚杆分为多组锚杆单元，每组所述锚杆单元中均包括多个锚杆，至少一组所述锚杆单元中的锚杆的锚固段与所述目标岩层相对应；所述确定锚杆分布位置和锚杆长度，包括以下步骤：基于所述勘测数据和加固层层位，构建地下岩层、锚杆和钢筋混凝土基础底板的数据模型；通过有限元分析所述数据模型，获取所述锚杆的受力数据、以及所述钢筋混凝土基础底板的变形位移云图；对所述抗浮作业区域进行分区，并在所述抗浮作业区域中不同分区内布置相应的所述锚杆单元；确定各组所述锚杆单元中锚杆的分布位置和锚杆长度。
[0011]本专利技术实施例中通过构建的数据模型，获取不同区域的受力情况和变形量，以此来平衡抗浮作业区域在实际工况下不同区域的受力，优化锚杆的分布情况，在抗浮性能要求低的区域降低锚杆的用量以降低成本，在抗浮性能要求高的区域可以通过提高锚杆的用量、以及通过锚杆与加固层组合构建力系。
[0012]根据本专利技术实施例的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，可选地，所述锚杆注浆施工作业包括以下步骤：
通过钻机施钻，进行锚固孔的钻进作业；在所述锚固孔内安放锚杆，并在所述锚固孔的端口处设置封水帽，将所述锚杆的预留注浆管与所述封水帽上的注浆接头连接；将所述封水帽上的注浆接头与注浆设备连接，对相邻的多个所述锚杆同时注浆。
[0013]本专利技术实施例中通过设置封水帽，能够实现锚杆的带水带压作业，无需降低地下水位即可进行锚杆的施工，极大缩短了施工时间，且避免了深井降水施工过程对邻近基础的影响，有效避免了邻近建筑物的倾斜与开裂。
[0014]根据本专利技术实施例的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，可选地，所述封水帽包括：第一筒体，所述第一筒体为两端敞口的中空结构，所述第一筒体的侧壁上设有泄压口以引出所述锚固孔中上返的地下水，所述第一筒体具有第一端部和第二端部，所述第一筒体的第一端部设置有第一法兰盘；膨胀部，所述膨胀部设在所述第一筒体的第二端部；第一密封部，所述第一密封部设在所述第一筒体的外壁上，所述第一密封部位于所述泄压口和所述膨胀部之间，所述第一密封部的外径尺寸较所述第一筒体的外径尺寸大，且所述第一密封部外壁上嵌设有第一密封圈；第二筒体，所述第二筒体套设在所述第一筒体内，所述第二筒体与所述第一筒体之间设置有第二密封圈，所述第二筒体的其中一端设置有第二法兰盘，所述第二法兰盘与所述第一法兰盘上下相对且间隔布置；驱动环，所述驱动环与第二筒体通过连接板连接，所述驱动环与所述膨胀部贴合；第一连接件，所述第一连接件连接在所述第一法兰盘和所述第二法兰盘之间，用于连接所述第一筒体和所述第二筒体，并驱动所述驱动环移动以使所述膨胀部涨开；盖体，所述盖体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，包括以下步骤：获取抗浮作业区域的勘测数据；根据至少一种所述勘测数据判断所述抗浮作业区域地层中岩层的分布，确定注浆改造的目标岩层所处层位；对所述目标岩层进行注浆改造，使其成为加固层；根据至少一种所述勘测数据绘制施工平面图，基于所述加固层的所处层位，确定锚杆分布位置和锚杆长度；根据所述锚杆分布位置和所述锚杆长度进行锚杆注浆施工作业，并对所述锚杆施加预应力，至少部分所述锚杆的锚固段与所述加固层对应以在所述抗浮作业区域形成位于地层下的第一抗浮力系；使所述锚杆与钢筋混凝土基础底板连接以在所述抗浮作业区域形成位于地层上的第二抗浮力系。2.根据权利要求1所述的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，其特征在于，所述确定注浆改造的目标岩层所处层位包括以下步骤：基于所述勘测数据获取不同岩层的层位和物理力学性能；判断各岩层所处层位与地面之间的距离是否位于第一阈值和第二阈值之间，所述第一阈值小于所述第二阈值，若是，则确定该岩层处于目标岩层适选区域；比对所述目标岩层适选区域内的各岩层的性能，确定目标岩层。3.根据权利要求2所述的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，其特征在于，所述目标岩层为至少一层，至少部分所述锚杆的锚固段与所述目标岩层相对应，与所述目标岩层对应的所述锚杆的锚固段位于所述目标岩层内、或与所述目标岩层对应的所述锚杆的锚固段位于所述目标岩层的下侧。4.根据权利要求3所述的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，其特征在于，所述抗浮作业区域内布置的所述锚杆分为多组锚杆单元，每组所述锚杆单元中均包括多个锚杆，至少一组所述锚杆单元中的锚杆的锚固段与所述目标岩层相对应；所述确定锚杆分布位置和锚杆长度，包括以下步骤：基于所述勘测数据和加固层层位，构建地下岩层、锚杆和钢筋混凝土基础底板的数据模型；通过有限元分析所述数据模型，获取所述锚杆的受力数据、所述钢筋混凝土基础底板的变形位移云图；对所述抗浮作业区域进行分区，并在所述抗浮作业区域中不同分区内布置相应的所述锚杆单元；确定各组所述锚杆单元中锚杆的分布位置和锚杆长度。5.根据权利要求1所述的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，其特征在于，所述锚杆注浆施工作业包括以下步骤：通过钻机施钻，进行锚固孔的钻进作业；在所述锚固孔内安放锚杆，并在所述锚固孔的端口处设置封水帽，将所述锚杆的预留注浆管与所述封水帽上的注浆接头连接；将所述封水帽上的注浆接头与注浆设备连接，对所述锚杆注浆。
6.根据权利要求5所述的基于双向力系构建的地下工程基础抗浮方法，其特征在于，所述封水帽包括：第一筒体，所述第一筒体为两端敞口的中空结构，所述第一筒体的侧壁上设有泄压口以引出所述锚固孔中上返的地下水，所述第一筒体具有第一端部和第二端部，所述第一筒体的第一端部设置有第一法兰盘；膨胀部，所述膨胀部设在所述第一筒体的第二端部；第一密封部，所述第一密封部设在所述第一筒体的外壁上，所述第一密封部位于所述泄压口和所述膨胀部之间，所述第一密封部的外径尺寸较所述第一筒体的外径尺寸大，且所述第一密封部外壁上嵌设有第一密封圈；第二筒体，所述第二筒体套设在所述第一筒体内，所述第二筒体与所述第一筒体之间设置有第二密封圈，所述第二筒体的其中一端设置有第二法兰盘，所述第二法兰盘与所述第一法兰盘上下相对且间隔布置；驱动环，所述驱动环与第二筒体通过连接板...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭海平，陈喆，李培根，郭煦晖，王旭亮，刘欢，张载贤，单海庆，
申请(专利权)人：安阳市高新建筑有限责任公司，
类型：发明
国别省市：