下沉式地下室构造的制作方法

本发明涉及一种下沉式地下室构造，适用于建筑领域。

背景技术：

传统的地下室建设模式是先支设地下室支护结构，再进行挖土，再进行浇筑好地下室结构，由于土方开挖时间较长，地下室支护结构作为临时支护结构来保证安全会有较大的难度，地下室支护结构要耗费大量的时间，成本相对较高。如何解决地下室结构施工时工期慢造价高是工程人员要面对的课题。

技术实现要素：

本发明是提供一种下沉式地下室构造，克服建筑物结构安全不足、成本高、工期长的问题。

本发明利用地下室侧壁作为地下室临时支护结构，先浇筑地下室侧壁，形成围框结构，再下沉地下室侧壁，待地下室侧壁下沉至指定位置，再浇筑地下室底板结构，地下室底板结构施工期间可以同步施工一层结构楼板。

地下室侧壁宽度为400～450mm，地下室侧壁底端设置刃脚，刃脚斜度为50～60度，这里斜度是指刃脚斜面与水平的夹角，地下室侧壁设置内空腔，地下室侧壁内空腔宽度为120～150mm。

地下室底板底标高和地下室侧壁刃脚的顶标高相同。当地下室底板下面地基土强度大于等于8mpa时，只设置地下室底板；当地下室底板下面地基土强度小于8mpa且大于等于2mpa时，设置地下室底板和地下室反梁，相邻地下室反梁间距为1.2～1.5m，地下室反梁宽度为300mm，地下室反梁高度为250～300mm，纵向地下室反梁和横向地下室反梁形成井状，地下室反梁下面布置水泥搅拌桩，水泥搅拌桩和地下室反梁之间设置橡胶垫层，橡胶垫层厚度为10～15mm，设置橡胶垫层目的是为了降低水泥搅拌桩顶部刚度，有利于水泥搅拌桩和土共同承力；当地下室底板下面地基土强度小于2mpa时，设置地下室底板和地下室反梁，相邻地下室反梁间距为1.4～1.7m，地下室反梁宽度为300mm，地下室反梁高度为300～400mm，纵向地下室反梁和横向地下室反梁形成井状，纵向地下室反梁和横向地下室反梁交叉位置下面布置小直径预制桩，小直径预制桩直径为200～250mm；

对于不同的土质采用不同的技术方案，起到了保证安全和节约造价的作用，对于地下室底板下部为硬土土质，仅通过地下室底板与地基土接触面的承压便可满足要求；而对于地下室底板下部为软土土质，就必须采用地基处理，本技术方案提供两种处理方法，对于相对较硬的软土，采用小直径预制桩进行地基处理，小直径预制桩为刚性桩，它直接将建筑荷载直接传递到地基土深处。

地下室底板下部为硬土土质，即地基土强度大于等于8mpa时，施工步骤为：

(1)支设地下室侧壁模板，地下室侧壁模板支设时留置地下室侧壁内空腔，在刃脚部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁钢筋，然后浇筑地下室侧壁混凝土；

(2)待地下室侧壁混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(3)支设地下室底板的砖胎膜，绑扎地下室底板的钢筋，浇筑地下室底板；

(4)封闭地下室侧壁内空腔；先在地下室侧壁内空腔放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚部位的孔洞；

(5)施工一层混凝土楼板；

封闭地下室侧壁内空腔和一层混凝土楼板施工可以与地下室底板混凝土同步施工以加快进度。

地下室底板下部为软土土质，即地基土强度小于8mpa且大于等于2mpa时，施工步骤为：

(1)施工水泥搅拌桩；

技术参数选用如下：注浆压力小于1.0mpa，注浆流量为130～150l/min，水泥土28d强度大于0.8mpa。水泥搅拌桩钻机下沉速度为小于1.2m/min，提升速度小于0.8m/min，搅拌转速为30～50rad/min。钻机切土下沉时开启注浆泵、空压机，将水泥浆和压缩空气灌入土中。

待钻管下沉至设计高程后，在桩底部分适当持续搅拌注浆，然后按小于0.8m/min的速度喷浆提升钻管，边搅拌边喷浆，至设计桩顶高程。在钻杆上做好标记，控制桩长误差小于10cm。在桩架上焊接一个半径为5cm的铁圈，高5m处悬挂测量铁锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使测量铁锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使测量铁锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5％内。为防止搅拌桩出现断桩，供浆必须连续进行。施工中因故停浆，应将桩机钻杆下沉0.5m，供浆恢复后，喷浆30s后重新提升钻杆。底部喷浆应超出桩端20cm，并喷浆座底30s，使浆液完全达到桩端。

(2)支设地下室侧壁模板，地下室侧壁模板支设时留置地下室侧壁内空腔，在刃脚部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁钢筋，然后浇筑地下室侧壁混凝土；

(3)待地下室侧壁混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(4)将水泥搅拌桩顶部整平后，在水泥搅拌桩顶部铺设橡胶垫片；

(5)支设地下室底板的砖胎膜，支设地下室反梁的模板，绑扎地下室底板或地下室反梁的钢筋，浇筑地下室底板或地下室反梁；

(6)封闭地下室侧壁内空腔；先在地下室侧壁内空腔放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚部位的孔洞；

(7)施工一层混凝土楼板；

封闭地下室侧壁内空腔和一层混凝土楼板施工可以与地下室底板混凝土同步施工以加快进度。

地下室底板下部为软土土质，地基土强度小于2mpa时，施工步骤为：

(1)施工小直径预制桩；

当遇到硬夹层时，如果直接压小直径预制桩，可能会造成小直径预制桩桩头破坏，采用钢管先行下压，钢管直径比小直径预制桩直径小1/4～1/3，在钢管外面焊接粗螺纹钢筋，使小直径预制桩机具中的夹具夹住钢管外面的粗螺纹钢筋进行下压，然后拔出钢管，将钢管内积土清理，如果硬夹层很硬，可以反复抽动钢管，逐步使硬夹层变松，然后压入小直径预制桩；

(2)支设地下室侧壁模板，地下室侧壁模板支设时留置地下室侧壁内空腔，在刃脚部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁钢筋，然后浇筑地下室侧壁混凝土；

(3)待地下室侧壁混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(4)支设地下室底板的砖胎膜，支设地下室反梁的模板，绑扎地下室底板或地下室反梁的钢筋，浇筑地下室底板或地下室反梁；

(5)封闭地下室侧壁内空腔；先在地下室侧壁内空腔放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚部位的孔洞；

(6)施工一层混凝土楼板；

封闭地下室侧壁内空腔和一层混凝土楼板施工可以与地下室底板混凝土同步施工以加快进度。

本发明安全性能好，造价低，工期短。

附图说明

图1为下沉式地下室平面示意图一，图2为下沉式地下室平面示意图二，图3为下沉式地下室平面示意图三，图4为下沉式地下室立面示意图一，图5为下沉式地下室立面示意图二，图6为下沉式地下室立面示意图三。

1、地下室反梁，2、地下室侧壁，3、地下室侧壁内空腔，4、小直径预制桩，5、地下室底板，6、刃脚，7、一层混凝土楼板，8、橡胶垫片，9、水泥搅拌桩。

具体实施方式

以下结合附图对本实施例进行详细描述。

实施例一

本实施例中地下室侧壁2宽度为420mm，地下室侧壁2底端设置刃脚6，刃脚6斜度为55度，地下室侧壁2设置内空腔，地下室侧壁内空腔3宽度为130mm。

地下室底板5底标高和地下室侧壁刃脚6的顶标高相同。当地下室底板5下面地基土强度大于等于8mpa时，只设置地下室底板5。

地下室底板5下部为硬土土质，即地基土强度大于等于8mpa时，施工步骤为：

(1)支设地下室侧壁2模板，地下室侧壁2模板支设时留置地下室侧壁内空腔3，在刃脚6部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁2钢筋，然后浇筑地下室侧壁2混凝土；

(2)待地下室侧壁2混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁2采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔3底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁2顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁2下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁2下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁2下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁2下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(3)支设地下室底板5的砖胎膜，绑扎地下室底板5的钢筋，浇筑地下室底板5；

(4)封闭地下室侧壁内空腔3；先在地下室侧壁内空腔3放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚6部位的孔洞；

(5)施工一层混凝土楼板7；

封闭地下室侧壁内空腔3和一层混凝土楼板7施工可以与地下室底板5混凝土同步施工以加快进度。

实施例二

本实施例中地下室侧壁2宽度为420mm，地下室侧壁2底端设置刃脚6，刃脚6斜度为55度，地下室侧壁2设置内空腔，地下室侧壁内空腔3宽度为130mm。

地下室底板5底标高和地下室侧壁刃脚6的顶标高相同。当地下室底板5下面地基土强度小于8mpa且大于等于2mpa时，设置地下室底板5和地下室反梁1，相邻地下室反梁1间距为1.3m，地下室反梁1宽度为300mm，地下室反梁1高度为300mm，纵向地下室反梁1和横向地下室反梁1形成井状，地下室反梁1下面布置水泥搅拌桩9，水泥搅拌桩9和地下室反梁1之间设置橡胶垫层，橡胶垫层厚度为15mm，设置橡胶垫层目的是为了降低水泥搅拌桩9顶部刚度，有利于水泥搅拌桩9和土共同承力；

地下室底板5下部为软土土质，即地基土强度小于8mpa且大于等于2mpa时，施工步骤为：

(1)施工水泥搅拌桩9；

技术参数选用如下：注浆压力小于1.0mpa，注浆流量为130～150l/min，水泥土28d强度大于0.8mpa。水泥搅拌桩9钻机下沉速度为小于1.2m/min，提升速度小于0.8m/min，搅拌转速为30～50rad/min。钻机切土下沉时开启注浆泵、空压机，将水泥浆和压缩空气灌入土中。

待钻管下沉至设计高程后，在桩底部分适当持续搅拌注浆，然后按小于0.8m/min的速度喷浆提升钻管，边搅拌边喷浆，至设计桩顶高程。在钻杆上做好标记，控制桩长误差小于10cm。在桩架上焊接一个半径为5cm的铁圈，高5m处悬挂测量铁锤，利用经纬仪校直钻杆垂直度，使测量铁锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆，使测量铁锤位于铁圈内，即把钻杆垂直度误差控制在0.5％内。为防止搅拌桩出现断桩，供浆必须连续进行。施工中因故停浆，应将桩机钻杆下沉0.5m，供浆恢复后，喷浆30s后重新提升钻杆。底部喷浆应超出桩端20cm，并喷浆座底30s，使浆液完全达到桩端。

(2)支设地下室侧壁2模板，地下室侧壁2模板支设时留置地下室侧壁内空腔3，在刃脚6部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁2钢筋，然后浇筑地下室侧壁2混凝土；

(3)待地下室侧壁2混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁2采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔3底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁2下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁2下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁2下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(4)将水泥搅拌桩9顶部整平后，在水泥搅拌桩9顶部铺设橡胶垫片8；

(5)支设地下室底板5的砖胎膜，支设地下室反梁1的模板，绑扎地下室底板5或地下室反梁1的钢筋，浇筑地下室底板5或地下室反梁1；

(6)封闭地下室侧壁内空腔3；先在地下室侧壁内空腔3放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚6部位的孔洞；

(7)施工一层混凝土楼板7；

封闭地下室侧壁内空腔3和一层混凝土楼板7施工可以与地下室底板5混凝土同步施工以加快进度。

实施例三

本实施例中地下室侧壁2宽度为420mm，地下室侧壁2底端设置刃脚6，刃脚6斜度为55度，地下室侧壁2设置内空腔，地下室侧壁内空腔3宽度为130mm。

地下室底板5底标高和地下室侧壁刃脚6的顶标高相同。当地下室底板5下面地基土强度小于2mpa时，设置地下室底板5和地下室反梁1，相邻地下室反梁1间距为1.4～1.7m，地下室反梁1宽度为300mm，地下室反梁1高度为350mm，纵向地下室反梁1和横向地下室反梁1形成井状，纵向地下室反梁1和横向地下室反梁1交叉位置下面布置小直径预制桩4，小直径预制桩4直径为250mm；

地下室底板5下部为软土土质，即地基土强度小于2mpa时，施工步骤为：

(1)施工小直径预制桩4；

当遇到硬夹层时，如果直接压小直径预制桩4，可能会造成小直径预制桩4桩头破坏，采用钢管先行下压，钢管直径比小直径预制桩4直径小1/4～1/3，在钢管外面焊接粗螺纹钢筋，使小直径预制桩4机具中的夹具夹住钢管外面的粗螺纹钢筋进行下压，然后拔出钢管，将钢管内积土清理，如果硬夹层很硬，可以反复抽动钢管，逐步使硬夹层变松，然后压入小直径预制桩4；

(2)支设地下室侧壁2模板，地下室侧壁2模板支设时留置地下室侧壁内空腔3，在刃脚6部位预埋钢出泥管，绑扎地下室侧壁2钢筋，然后浇筑地下室侧壁2混凝土；

(3)待地下室侧壁2混凝土达到设计强度100％后进行下沉，地下室侧壁2采用分节下沉，每节下沉距离为150cm，将钻机伸入地下室侧壁内空腔3底端以下150cm，通过转动钻头搅松土体，并同时注入清水，并在地下室侧壁2顶部进行实时监测，根据实时监测结果调整钻机钻头转速，当局部下沉速度太快时调缓钻头转速，地下室侧壁2下沉速度控制在4mm/min以内；当地下室侧壁2下沉速度超过4mm/min时，要将清水换成泥浆增加地下室侧壁2下沉的摩擦力，泥浆比重为1.25～1.35g/cm³；如果清水换成泥浆后地下室侧壁2下沉速度依然超过4mm/min时，将每节下沉距离减少为100～140cm；

(4)支设地下室底板5的砖胎膜，支设地下室反梁1的模板，绑扎地下室底板5或地下室反梁1的钢筋，浇筑地下室底板5或地下室反梁1；

(5)封闭地下室侧壁内空腔3；先在地下室侧壁内空腔3放入绑扎完成的钢筋笼，然后用c30膨胀混凝土进行浇筑，在c30膨胀混凝土浇筑前要先注入快凝水泥浆，快凝水泥浆注入后会封堵刃脚6部位的孔洞；

(6)施工一层混凝土楼板7；

封闭地下室侧壁内空腔3和一层混凝土楼板7施工可以与地下室底板5混凝土同步施工以加快进度。