[发明专利]一种深基坑桩-土体系顶部防冻结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种深基坑桩‑土体系顶部防冻结构及其施工方法，属于建筑施工技术领域。包括中粗砂垫层、网格状钢塑土工格栅、发泡混凝土保温板、1：3水泥砂浆保护层、桩后土体、支护结构、回填土、泄水管。所述发泡混凝土保温板竖向紧贴桩后土体放置，其由发泡混凝土面层和加厚保温苯板组成，另一侧与结构缝隙通过水泥砂浆填充；所述中粗砂垫层填充于基坑土体和发泡混凝土保温板上层；所述土工格栅铺由塑带和内置钢丝线组成，铺设在中粗砂垫层上层且通过U型固定钢勾进行固定；本结构提出多措施协同发挥作用，有效克服了土体内部水分大量迁移、减少了寒冬下深基坑桩‑土体系近桩局部结构的冻胀变形破坏，提升了结构抗冻性能，延长了结构寿命。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，特别是涉及本发明涉及一种深基坑桩-土体系顶部防冻结构及其施工方法。

背景技术

在寒区工程中，由于非饱和土体的存在，土体在冬季的冻胀问题尤为明显。正因为如此，许多寒区工程出现冻胀所导致主体结构和支护结构的损伤破坏很难避免，比如在城市地下空间工程中围护结构冠梁以及路基路面出现裂缝导致防渗性能下降，基坑顶部和底部出现翻浆冒泥，基坑支挡结构强度减小、稳定性下降、变形过大等问题。随着城市的发展，地铁逐渐成为主要的交通工具，地铁深基坑的开挖与普通路基路面有所不同，车站的深度可以达到7-10m，而地铁的修建最少也在10m深度以上，这就形成了深基坑。对于深基坑而言，其工程量大，施工周期长，就不可避免地会经历越冬时期，我国工程在东北，内蒙甚至宁夏都会有冬休期，最长可达到3-4个月，在这种极端条件下基坑内非饱和土体的冻胀会带来不可估量的影响。同时，土中未冻水含水量是决定土体冻胀的主要因素，对冻胀的影响非常大，在外部补水条件的影响下，土体的冻胀效果进一步加剧。

现有的防冻工艺大多数为在地下工程建设过程中在基坑顶部换填土或者在支护结构外侧铺设草帘或保温板进行简单防冻。这两种措施都仅仅只能够在施工过程中临时起到保温作用，对于北方地区已建好的地下工程现每年都会出现季冻现象，深基坑土体发生冻融循环，这时并无防冻措施，再加上降雨的外部影响，土体内部含水量急剧增多，冻胀过程中上部土体的变形过大，容易造成结构破坏。当地下工程建设完成后就在难以进行补充防冻措施。因此，提出一种地下工程复合深基坑桩-土体系防冻结构能够有效在建设过程中及存在外部补水条件下克服内部水分大量迁移、近桩处变形过大、整体稳定性差的问题，实现常年既保温又能缓解冻胀效果加剧，成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，充分考虑北方冻土区的冬季时长和外部补水条件，提出了一种深基坑桩-土体系顶部防冻结构及其施工方法，其整体性好、结构简单、长期使用、施工方便。本发明提出利用模数较小、初始含水率较低的中粗砂垫层作为防冻结构的隔离层，由于其具有良好的吸水性，这使得在深基坑发生冻胀时夹层中的中粗砂可以吸收大量的周围未冻结水，减少水分迁移，将大量自由水固定在沙子体内，有效切断土壤中毛细水作用，大大减少深基坑桩-土体系水平和竖向冻胀力的形成。同时，本发明还在结构中心加设竖向发泡混凝土保温板和竖向水泥砂浆保护层具有多层保温效果，桩后土体自由水可以沟通过泄水孔排除。此外，本发明通过利用一种钢塑土工格栅将夹层中粗砂与本结构基坑土体通过钢勾进行固定连接，能够有效减少了基坑顶部竖向位移和桩身侧向水平位移过大的问题，提高了近桩局部结构的稳定性。

本发明采用的技术方案如下：