[发明专利]一种长短桩组合式桩基础的隧道抗浮结构

说明书

一种长短桩组合式桩基础的隧道抗浮结构，包括隧道主体结构和位于主体结构底板以下的长短桩组合式桩基础。隧道主体结构包括顶板（2）和底板（4）、两侧墙（1）和中隔墙（3）。顶板和底板相互平行且宽度相等，两侧墙分别垂直连接顶板和底板宽度方向的两侧；中隔墙垂直安装于顶板与底板中间；长短桩组合式桩基础，包括长桩（6）和短桩（5），在主体结构底板下的纵向和横向均有布设；纵向采取中部长，周边短的布桩形式。与传统抗浮措施相比，本发明更能充分利用利用地层条件，使得桩抗浮潜能得到进一步发挥。结构简单安全可靠，能够保证隧道长期运营安全，节省运营费用，适用于明挖隧道穿越强透水性地层的抗浮高要求的工程。

技术领域

本发明涉及一种长短桩组合式桩基础的隧道抗浮结构，属隧道施工技术领域。

背景技术

目前，地铁隧道的抗浮措施是利用深埋于地铁以下且位于地铁隧道顶部以上土体自身重量，使其抵抗隧道在地下以上可能受到的上浮力。当埋深较大的隧道处于强透水性地基，且地下水位较高时，长、大跨度主体结构在水浮力作用下存在较大的上浮风险。此时，可以采用增加结构自重、隧道周围注浆加固、设置抗拔桩等方法增加隧道的抗浮能力，其中抗拔桩因其效果好，造价相对较低的优点得到广泛应用。

但目前关于抗拔桩的研究多为等长桩，忽略了桩与桩的协同作用，继而造成了材料的浪费。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有地铁隧道的抗浮措施存在的问题，提出一种长短桩组合式桩基础的隧道抗浮结构。

本发明实现的技术方案如下，一种长短桩组合式桩基础的隧道抗浮结构，包括隧道主体结构和位于主体结构底板以下的长短桩组合式桩基础；所述的隧道主体结构包括顶板和底板、两侧墙和中隔墙，顶板和底板相互平行且宽度相等，两侧墙分别垂直连接顶板和底板宽度方向的两侧；中隔墙垂直安装于顶板与底板之间，位于底板的正中位置；所述长短桩组合式桩基础，包括长桩和短桩，在主体结构底板下的纵向和横向均有布设；主体结构底板下组合桩横向布置形式为中部长桩，并以中部为轴，长、短桩交替布置；纵向采取中部长，周边短的布桩形式。

所述中部长，周边短的布桩形式，在湖或海中段采取较长的桩长，在非湖或海段采取较短的桩长，长桩与短桩长的变化曲线为抛物线，桩长的计算式如下；

长桩计算式，单位为m：

Y₁＝4.33×10^-5X²-0.067X+L₀₁

式中，Y₁为长桩的长度，X为距隧道中部的距离，L₀₁为隧道中部长桩桩长；

短桩计算式，单位为m：

Y₂＝2.86×10^-5X²-0.049X+L₀₂

式中，Y₂为短桩的长度，X为距隧道中部的距离，L₀₂为隧道中部短桩桩长；

当Y₁小于L₁时，取L₁，其中L₁为工程设计的最小长桩长；

当Y₂小于L₂时，取L₂，其中L₂为工程设计的最小短桩长。

所述中隔墙将隧道主体结构分为两部分，分别为地铁左线和右线。

所述主体结构底板下组合桩纵向间距为9～10m，横向间距为5～6m。

所述长短桩均为抗拔桩。