深基础隔震结构的隔震沟围护墙及其构成方法
【专利摘要】一种深基础隔震结构的隔震沟围护墙及其构成方法，所述锚索一端向下倾斜插入场地土层，另一端穿过相邻两支护桩空隙锚固在钢腰梁上的锚固端；支护桩的钢筋笼上固定有预埋件锚板，预埋件钢筋一端固定在预埋件锚板内面，另一端伸入支护桩桩身内部，预埋件锚板外侧竖向并排固定有钢肋板，钢肋板朝向建筑主体结构的一边间隔开有水平U形口，钢肋板下部与对应的基础筏板的筏板钢筋焊接；外挡土墙的外排水平钢筋排布在钢肋板的水平U形口内，横挡土墙的水平钢筋与对应的钢肋板焊接。本发明通过将桩锚体系、现浇钢筋混凝土挡土墙、筏板基础连为整体，形成具有良好受力性能的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，能够适用于具有多层地下室的深基础隔震结构。
【专利说明】 深基础隔震结构的隔震沟围护墙及其构成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隔震结构的隔震沟围护墙及其构成方法。
【背景技术】
[0002]地震作为一种自然灾害，地震造成的灾害给人类造成了巨大灾难。传统建筑设计抗震的方法采用加强结构，加大构件截面尺寸，增加构件配筋，提高结构刚度等“硬抗”的方法来抵抗地震，但由于地震发生具有随机性，地震震级具有不确定性，采用传统“硬抗”的抗震方法按实际烈度进行设计，建筑结构自身安全和人员安全的性能目标并不一定能够得到保证，更难以控制地震次生灾害并实现贵重财产安全性能目标。
[0003]目前，隔震结构由于能有效降低建筑的地震破坏，应用越来越多。对隔震层设置在房屋中部的隔震结构，其对隔震层以下的结构构件有比非隔震结构更高的性能要求，且此类的隔震房屋对竖向交通设施(电梯、扶梯、楼梯等)、消防设施、供暖、供水、供电、安防等设备管道线路均应采取特殊的处理措施，设计施工难度均较大。将隔震层设置在基础和上部结构之间的基础隔震是隔震结构中最为有利的隔震方法之一。
[0004]基础隔震结构:在房屋底部基础与上部结构之间设置由橡胶隔震支座和阻尼装置等部件组成具有整体复位功能的隔震层所构成的结构，以达到预期防震目的。
[0005]对于带地下室的基础隔震结构，由于隔震的需要，须设置隔震层将建筑和基础隔开，同时设置隔震沟将建筑和周围场地土脱开，这就需要设置隔震结构的隔震沟围护墙。隔震结构的隔震沟围护墙一般采用上端自由下端与基础筏板固结的悬臂挡土墙。挡土墙主要承受其背后的土、水压力，土、水压力为水平力呈到三角形分布，底部最大均布水平荷载q=Krh ;其悬挑端的水平变形f=qh4/30EI=Krh5/30EI ;根部弯矩M=qh2/6= Krh3/30 ;其中K为土、水压力系数，r为土、水重度、E为挡土墙弹性模型、I为挡土墙截面惯性矩、h为挡土墙深度。所以随着悬臂深度的增加，挡土墙的水平位移和根部弯矩急剧增大。
[0006]对于单层地下室的基础隔震结构，围护结构悬臂挡土墙悬臂长度较小，易于实现。对于地下室层数较多(不小于2层)、隔震沟深度大的基础隔震结构，其隔震沟围护墙的悬臂的长度很长，常规的混凝土悬臂挡土墙难以实现或代价太大。
[0007]现有的基础隔震结构的隔震沟围护墙仅适用于浅基础隔震结构。对于深基础隔震结构的隔震沟围护墙，在水平土、水压力作用下产生很大的根部弯矩，悬臂端产生很大的水平变形，难以满足具有多层地下室的基础隔震结构围护结构的设计要求。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种深基础隔震结构的隔震沟围护墙及其构成方法，要解决现有隔震沟围护墙的桩锚体系和挡土墙无联系，未共同受力，挡土墙易出现水平变形，难于满足深基础隔震围护结构设计要求的技术问题。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
这种深基础隔震结构的隔震沟围护墙，包括基坑开挖的桩锚支护体系、现浇混凝土挡土墙和顶部冠梁，桩锚支护体系包括支护桩、锚索和腰梁，锚索一端向下倾斜插入场地土层，另一端穿过相邻两支护桩空隙锚固在钢腰梁上的锚固端；
所述支护桩的钢筋笼外侧固定有预埋件锚板，预埋件钢筋一端固定在预埋件锚板内面，另一端伸入支护桩桩身内部，预埋件锚板外侧竖向并排固定有钢肋板，钢肋板朝向建筑主体结构的一边间隔开有水平U形口，钢肋板下部与对应的基础筏板的筏板钢筋焊接；所述挡土墙是由外挡土墙、横挡土墙和内挡土墙连接成的格构式挡土墙，横挡土墙连接于外挡土墙和内挡土墙之间与支护桩对应处，外挡土墙的外排水平钢筋排布在钢肋板的水平U形口内，横挡土墙的水平钢筋与对应的钢肋板焊接；
所述支护桩之间场地土层侧壁上的喷射混凝土表面粘贴有防水卷材，防水卷材与外挡土墙之间设有聚苯保护层；
所述顶部冠梁设于支护桩与挡土墙顶部。
[0010]所述支护桩采用单排桩或双排桩。
[0011]所述预埋件锚板的高度不小于挡土墙的高度加上基础筏板厚度。
[0012]所述预埋件锚板的水平截面每边比横挡土墙宽出2(T40mm。
[0013]所述钢腰梁外包有混凝土腰梁，混凝土腰梁与外挡土墙浇筑为一体。
[0014]所述横挡土墙下部开有横墙检修人孔。
[0015]所述顶部冠梁采用现浇混凝土梁或现浇钢筋混凝土板。
[0016]这种深基础隔震结构的隔震沟围护墙的构成方法，施工步骤如下:
步骤一，绑扎支护桩的钢筋笼，将预埋件锚板内面固定在支护桩的钢筋笼上，预埋件钢筋一端固定在预埋件锚板内面，另一端伸入支护桩桩身内部，
步骤二，进行支护桩施工，确保预埋件定位准确；
步骤三，进行基坑开挖和降水作业，开挖过程中施工锚索，锚索一端向下倾斜插入场地土层，另一端穿过相邻两支护桩空隙锚固在钢腰梁上的锚固端；张拉锚索，并预留锚索二次张拉的条件；
步骤四，基坑开挖完成后，在预埋件锚板外面竖向并排焊接钢肋板，钢肋板朝向建筑主体结构的一边间隔开有水平U形口；
步骤五，将支护桩之间场地土层侧壁上的喷射混凝土表面处理平整，将防水卷材粘贴在喷射混凝土的表面；
步骤六，施工基础筏板，将钢肋板下部与对应的基础筏板的筏板钢筋焊接，完成基础筏板施工；
步骤七，施工挡土墙，由外挡土墙、横挡土墙和内挡土墙连接成格构式挡土墙，横挡土墙的水平钢筋与对应的支护桩上的钢肋板焊接，外挡土墙的外排水平钢筋排布在钢肋板的水平U形口内，防水卷材与外挡土墙之间设有聚苯保护层；
步骤八，对锚索的锚固端进行二次张拉，锚索拉力达到围护结构设计要求，张拉完成后用混凝土封闭；
步骤九，在支护桩与挡土墙顶部施工顶部冠梁。
[0017]所述步骤七，施工挡土墙同时开始在基础筏板上施工隔震层和建筑主体结构；
所述步骤九后继续施工建筑主体结构，停止降水。
[0018]本发明的有益效果如下: 本发明针对地下室层数多、深度大的基础隔震结构，将桩锚支护体系与现浇混凝土墙连为一体，形成深基础隔震结构的桩锚组合围护墙。桩锚结构体系不仅作为基坑开挖过程的临时支护结构，而且作为隔震结构围护墙的重要组成部分。由于预应力锚杆的存在，提供了一个与土水压力方向相反的水平拉力，能有效改变隔震沟围护墙的受力性能，结构安全性能、结构冗余度、抗倾覆能力均有较大提高。
[0019]本发明通过在支护桩上连接预埋件和钢肋板，将挡土墙与支护桩连接，筏板与支护桩连接，可使桩锚体系、挡土墙、筏板等共同工作。混凝土腰梁和挡土墙同时浇筑，同时作为桩锚体系钢腰梁的外包混凝土构件，提高了锚固强度。
[0020]本发明充分利用临时支护结构作为永久结构，考虑桩锚、现浇混凝土挡土墙、筏板的共同作用。与未考虑桩锚有利作用的普通悬臂挡土墙相比，本发明能有效减少挡土墙的厚度、减少占地面积、减少工程造价。本发明受力合理、便于实施，能确保围护结构体系的安全性和抗倾覆能力。与悬臂挡土墙相比，围护结构水平变形小，结构坑倾覆能力远大于悬臂挡土墙，同时具有较强的抗震能力。
[0021]本发明通过将作为临时支护的桩锚体系、现浇钢筋混凝土挡土墙、筏板基础连为整体，共同受力，形成具有良好受力性能的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，能够适用于具有多层地下室的深基础隔震结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]图1是本发明的结构示意图。
[0024]图2是本发明的结构详图。
[0025]图3是图2中A-A剖面的结构示意图。
[0026]图4是图2中B-B剖面的结构示意图。
[0027]图5是桩墙连接节点的构造详图。
[0028]图6是图5中C-C剖面的结构示意图。
[0029]附图标记:1_支护桩、2-锚索、3-钢腰梁、3.1-锚固端、4-外挡土墙、4.1_外排水平钢筋、4.2-竖向钢筋、5-横挡土墙、5.1-水平钢筋、5.2-竖向钢筋、6-内挡土墙、7-钢肋板、7.1-水平U形口、8-基础筏板、9-隔震沟、10-横墙检修人孔、11-隔震层、12-建筑主体结构、13-挡土墙与支护桩连接节点、14-场地土层、15-防水卷材、16-聚苯保护层、17-顶部冠梁、18-预埋件锚板、19-预埋件钢筋。
【具体实施方式】
[0030]实施例参见图1?6所示,这种深基础隔震结构的隔震沟围护墙,包括基坑开挖的桩锚支护体系、现浇混凝土挡土墙和顶部冠梁17，桩锚支护体系包括支护桩1、锚索2和腰梁3，锚索2 —端向下倾斜插入场地土层14，另一端穿过相邻两支护桩I空隙锚固在钢腰梁3上的锚固端3.1。钢腰梁3外包有混凝土腰梁，混凝土腰梁与外挡土墙4浇筑为一体。
[0031]参见图5、图6所示，所述支护桩I采用单排桩或双排桩，优选单排桩。支护桩I的钢筋笼外侧固定有预埋件锚板18，预埋件锚板18的高度不小于挡土墙的高度加上基础筏板厚度。预埋件锚板18的水平截面每边比横挡土墙5宽出20?40mm。预埋件钢筋19 一端固定在预埋件锚板18内面，另一端伸入支护桩I桩身内部，预埋件锚板18外侧竖向并排固定有钢肋板7，钢肋板7朝向建筑主体结构12的一边间隔开有水平U形口 7.1，钢肋板7下部与对应的基础筏板8的筏板钢筋焊接。
[0032]参见图1?4所示，所述挡土墙是由外挡土墙4、横挡土墙5和内挡土墙6连接成的格构式挡土墙，横挡土墙5连接于外挡土墙4和内挡土墙6之间与支护桩I对应处，所述横挡土墙5下部开有横墙检修人孔10，外挡土墙4的外排水平钢筋4.1排布在钢肋板7的水平U形口 7.1内，横挡土墙5的水平钢筋5.1与对应的钢肋板7焊接。挡土墙也可采用普通单片实体挡土墙。
[0033]参见图5所示，所述支护桩I之间场地土层14侧壁上的喷射混凝土表面粘贴有防水卷材15，防水卷材15与外挡土墙4之间设有聚苯保护层16。
[0034]参见图1、图2所示，所述顶部冠梁17设于支护桩I与挡土墙顶部。所述顶部冠梁17采用现浇混凝土梁或现浇钢筋混凝土板。
[0035]这种深基础隔震结构的隔震沟围护墙的构成方法，施工步骤如下:
步骤一，绑扎支护桩I的钢筋笼，将预埋件锚板18内面固定在支护桩I的钢筋笼上，预埋件钢筋19 一端固定在预埋件锚板18内面，另一端伸入支护桩I桩身内部，
步骤二，进行支护桩I施工，确保预埋件定位准确；
步骤三，进行基坑开挖和降水作业，开挖过程中施工锚索，锚索2 —端向下倾斜插入场地土层14，另一端穿过相邻两支护桩I空隙锚固在钢腰梁3上的锚固端3.1 ;张拉锚索，并预留锚索二次张拉的条件；
步骤四，基坑开挖完成后，在预埋件锚板18外面竖向并排焊接钢肋板7，钢肋板朝向建筑主体结构12的一边间隔开有水平U形口 7.1 ;
步骤五，将支护桩I之间场地土层14侧壁上的喷射混凝土表面处理平整，将防水卷材15粘贴在喷射混凝土的表面；
步骤六，施工基础筏板8，将钢肋板7下部与对应的基础筏板8的筏板钢筋焊接，完成基础筏板8施工；
步骤七，施工挡土墙，由外挡土墙4、横挡土墙5和内挡土墙6连接成格构式挡土墙，横挡土墙5的水平钢筋5.1与对应的支护桩上的钢肋板7焊接，外挡土墙4的外排水平钢筋
4.1排布在钢肋板7的水平U形口 7.1内，防水卷材15与外挡土墙4之间设有聚苯保护层16 ；
步骤八，对锚索2的锚固端3.1进行二次张拉，锚索拉力达到围护结构设计要求，张拉完成后用混凝土封闭；
步骤九，在支护桩I与挡土墙顶部施工顶部冠梁17。
[0036]所述步骤七，施工挡土墙同时开始在基础筏板8上施工隔震层11和建筑主体结构12 ；
所述步骤九后继续施工建筑主体结构12，停止降水。
【权利要求】
1.一种深基础隔震结构的隔震沟围护墙，包括基坑开挖的桩锚支护体系、现浇混凝土挡土墙和顶部冠梁(17)，桩锚支护体系包括支护桩(I)、锚索(2)和腰梁(3)，锚索(2)—端向下倾斜插入场地土层(14)，另一端穿过相邻两支护桩(I)空隙锚固在钢腰梁(3)上的锚固端(3.1)，其特征在于: 所述支护桩(I)的钢筋笼外侧固定有预埋件锚板(18)，预埋件钢筋(19) 一端固定在预埋件锚板(18)内面，另一端伸入支护桩(I)桩身内部，预埋件锚板(18)外侧竖向并排固定有钢肋板(7)，钢肋板(7)朝向建筑主体结构(12)的一边间隔开有水平U形口(7.1)，钢肋板(7)下部与对应的基础筏板(8)的筏板钢筋焊接； 所述现烧混凝土挡土墙是由外挡土墙(4 )、横挡土墙(5 )和内挡土墙(6 )连接成的格构式挡土墙，横挡土墙(5)连接于外挡土墙(4)和内挡土墙(6)之间与支护桩(I)对应处，外挡土墙(4)的外排水平钢筋(4.1)排布在钢肋板(7)的水平U形口(7.1)内，横挡土墙(5)的水平钢筋(5.1)与对应的钢肋板(7)焊接； 所述支护桩(I)之间场地土层(14)侧壁上的喷射混凝土表面粘贴有防水卷材(15)，防水卷材(15)与外挡土墙(4)之间设有聚苯保护层(16)； 所述顶部冠梁(17 )设于支护桩(I)与挡土墙顶部。
2.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述支护桩(I)采用单排桩或双排桩。
3.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述预埋件锚板(18)的高度不小于挡土墙的高度加上基础筏板厚度。
4.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述预埋件锚板(18)的水平截面每边比横挡土墙(5)宽出2(T40mm。
5.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述钢腰梁(3)外包有混凝土腰梁，混凝土腰梁与外挡土墙(4)浇筑为一体。
6.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述横挡土墙(5)下部开有横墙检修人孔(10)。
7.根据权利要求1所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述顶部冠梁(17)采用现浇混凝土梁或现浇钢筋混凝土板。
8.—种如权利要求1~7任意一项所述深基础隔震结构的隔震沟围护墙的构成方法，其特征在于施工步骤如下: 步骤一，绑扎支护桩(I)的钢筋笼，将预埋件锚板(18)内面固定在支护桩(I)的钢筋笼上，预埋件钢筋(19) 一端固定在预埋件锚板(18)内面，另一端伸入支护桩(I)桩身内部， 步骤二，进行支护桩(I)施工，确保预埋件定位准确； 步骤三，进行基坑开挖和降水作业，开挖过程中施工锚索，锚索(2)—端向下倾斜插入场地土层(14)，另一端穿过相邻两支护桩(I)空隙锚固在钢腰梁(3)上的锚固端(3.1);张拉锚索，并预留锚索二次张拉的条件； 步骤四，基坑开挖完成后，在预埋件锚板(18)外面竖向并排焊接钢肋板(7)，钢肋板朝向建筑主体结构(12)的一边间隔开有水平U形口(7.1)； 步骤五，将支护桩(I)之间场地土层(14)侧壁上的喷射混凝土表面处理平整，将防水卷材(15)粘贴在喷射混凝土的表面；步骤六，施工基础筏板(8)，将钢肋板(7)下部与对应的基础筏板(8)的筏板钢筋焊接，完成基础筏板(8)施工； 步骤七，施工挡土墙，由外挡土墙(4)、横挡土墙(5)和内挡土墙(6)连接成格构式挡土墙，横挡土墙(5)的水平钢筋(5.1)与对应的支护桩上的钢肋板(7)焊接，外挡土墙(4)的外排水平钢筋(4.1)排布在钢肋板(7)的水平U形口(7.1)内，防水卷材(15)与外挡土墙(4)之间设有聚苯保护层(16); 步骤八，对锚索(2)的锚固端(3.1)进行二次张拉，锚索拉力达到围护结构设计要求，张拉完成后用混凝土封闭； 步骤九，在支护桩(I)与挡土墙顶部施工顶部冠梁(17)。
9.根据权利要求8所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述步骤七，施工挡土墙同时开始在基础筏板(8)上施工隔震层(11)和建筑主体结构(12)。
10.根据权利要求8所述的深基础隔震结构的隔震沟围护墙，其特征在于:所述步骤九后继续施工建筑主 体结构(12)，停止降水。
【文档编号】E02D29/02GK103790185SQ201410043083
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2014年1月29日
【发明者】葛家琪, 王明珠, 张玲, 洪芸, 刘鑫刚, 张曼生, 管志忠, 王树, 黄季阳 申请人:中国航空规划建设发展有限公司