利用土层自重进行抗拔的结构及设计施工方法与流程

1.本发明属于建筑施工领域，涉及一种利用土层自重进行抗拔的结构及设计施工方法。


背景技术：

2.一些带地下室结构的地基原始条件差，地下水位高接近室外地坪，场地地质环境受到破坏，地基土层性质变化差异大，能提供有效摩阻的桩侧土层厚度小，不能提供有效摩阻的土层厚度大，类似石膏岩等不能提供有效摩阻的土层具有强腐蚀性，节理、裂隙较发育，基岩裂隙水较大，在地下水的作用下，石膏溶于地下水，富含s0
42-的地下水接触混凝土结构时，将使混凝土结构发生结晶类腐蚀。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种利用土层自重进行抗拔的结构及设计施工方法。
4.为解决上述问题，本发明提供一种利用土层自重进行抗拔的结构，包括：地下室结构；连接于地下室结构的底部的筏板；多根抗拔桩，每根抗拔桩包括：上下连接成一体的能提供有效摩阻的上部段和不能提供有效摩阻的下部段，其中，上部段的顶端与筏板连接，所述下部段的顶端与所述上部段的底端连接，所述上部段埋在能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层内，所述不能提供有效摩阻的下部段埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层内，能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层位于筏板的下部，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层位于能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层的下部；多个扩底端，一个扩底端与一个下部段的底端连接，所述扩底端埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层内。
5.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，扩底端的直径大于等于相邻的两抗拔桩的中心距离d。
6.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，相邻的扩底端之间通过接壤部连接。
7.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，每根抗拔桩，包括：通长的第一钢筋笼和包覆于所述第一钢筋笼的桩混凝土。
8.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，还包括：放坡部，每个放坡部分别与一个扩底端和一根下部段连接。
9.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，所述扩底端，包括：第二钢筋笼和包覆于所述第二钢筋笼上的第二混凝土。
10.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，所述第二钢筋笼，包括：纵向围成筒形的多根第一纵筋，每根第一纵筋向上延伸穿过第一钢筋笼并锚固于
筏板内；由上往下依次横向连接于各根第一纵筋的内侧的第三箍筋、限位箍筋、第一箍筋和第二箍筋；多根径向钢筋和多个限向铰，每根径向钢筋的顶端连接一个限向铰，每根第一纵筋的末端连接一个限向铰，限向铰与径向钢筋的一端连接，限向铰用来限制径向钢筋的活动方向，使径向钢筋只径向转动；与限向铰上方的第一箍筋的标高齐平位置的第一纵筋内侧焊接有第一套圈，第一套圈内空间供第二纵筋自由通过；纵向围成筒形的多根第二纵筋，每根第二纵筋的顶部焊接有第二套圈，每根第二纵筋的底部外侧连接有底部箍筋，每根第二纵筋于第一套圈内上下活动时，第二套圈和底部箍筋随第二纵筋一起活动，整个活动过程第二套圈始终位于第一套圈上方，纵筋活动的最高位置标高为限位箍筋的标高位置；限位箍筋上焊接有限位卡槽，用于限制第二套圈往上运动；第二纵筋底部和第一纵筋的第一套圈下方分别设置固定定向铰；两根活动钢筋，第一根活动钢筋的一端与第二纵筋底部的固定定向铰连接，第二根活动钢筋的另一端与第一套圈下方的固定定向铰连接；第一根活动钢筋的另一端和第二根活动钢筋的另一端通过连接铰连接。
11.进一步的，在上述利用土层自重进行抗拔的结构中，所述径向钢筋的另一端伸出至展开后的活动钢筋的尾端之外。
12.本发明还提供一种上述利用土层自重进行抗拔的结构的设计方法，所述方法包括：第11步，通过地勘资料查询地下室结构的最高水位位置和最大水浮力，根据地下室结构的最高水位位置和最大水浮力，并通过结构设计软件建模得到地下室结构标准组合下的抗拔桩的上拔力即为；第12步，参照地勘中土层的类别和厚度，假定抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径，选取不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层为抗拔桩桩端的持力层，试算单个抗拔桩的抗拔桩侧阻；第13步，依据假定的抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径，试算单个抗拔桩自重；第14步，同扩底端直径的间距布置抗拔桩，依据此计算单个抗拔桩上的土体自重，使相邻抗拔桩的扩底端的混凝土相切或有交集形成接壤部以增加与上部土体接触的面积，依据该布置计算抗拔桩的数量；第15步，验算是否成立，若不成立，重回第12步，若成立，非整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第16步；第16步，验算整体破坏下基桩的抗拔承载力，若不成立，重回第12步，若成立，整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第17步；
第17步，根据拔力，计算轴向拉力设计值进行抗拔桩3的第一钢筋笼的配筋计算。
13.根据本发明的另一方面，还提供一种上述利用土层自重进行抗拔的结构的施工方法，所述方法包括：第21步，利用路基板孔中心对准抗拔桩的桩位中心，放置钢套管钻机驱动钻进，钢套管进场前对其进行校直，施工过程中控制钢套管的垂直度，以满足规范要求；第22步，钢套管下到位后用旋挖机进行掏土和嵌岩作业，回转钻机驱动钢套管钻进和旋挖机取土钻进这两种工艺交替进行，直到钻进至设计孔深满足设计要求后，钻进工作完成，钻渣土及时运出工地；第23步，进入符合设计要求的地层后，通过扩大头按照设计进行扩底作业。扩底钻进采用低速回转参数，扩底完成后，钻头在原位回转收起张开翼后提钻；第24步，在钢套管的孔吊放连接成一体的第一钢筋笼和第二钢筋笼，当第二钢筋笼的底部钢筋至孔底后，第二纵筋、第二套圈和底部箍筋利用重力一起向上滑动，直至第二套圈进入限位卡槽，此过程中，在固定定向铰和连接铰的作用下，活动钢筋由垂直变为展开状态；在限向铰的作用下，径向钢筋由垂直变为展开状态；第25步，吊放连接成一体的第一钢筋笼和第二钢筋笼完毕后下灌砼导管，提起钢套管，与此同时利用气举反循环在导管混合器内形成负压清理孔底沉渣，并不断向孔内补充稀泥浆，保持孔内水位平衡压力，避免孔壁坍塌；第26步，孔底沉渣清理干净后立即灌注混凝土，依次形成能扩底端、放坡部、抗拔桩的下部段和上部段；第27步，设备移位下一抗拔桩的桩位施工。
14.与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、高水位水浮力作用于结构上时，利用土层自重、结构自重、抗拔桩自重和抗拔桩侧阻，共同作用形成新的抗浮受力体系，避免了结构的上浮、隆起及混凝土梁、板、柱构件的局部开裂等情况，保障了结构的整体安全。
15.2、本发明中综合利用能提供有效摩阻的土层和不能提供有效摩阻的土层，构建了全新的受力体系，提出一种利用土层自重进行抗拔的结构及施工方法，解决了桩侧有效摩阻土层厚度有限导致抗拔不足的问题。
16.3、本发明中的结构体系能呈现更稳定的受力性能，在水浮作用下桩不会快速达到极限承载力，会使结构更为安全，此外，对比其他类型的桩基例如钢桩等具有明显的经济优势。
17.4、为便利施工，本发明提出了一种全新的扩底桩末端钢筋笼构造，使扩底桩头具有更高的强度。
附图说明
18.图1是本发明一实施例的利用土层自重进行抗拔的结构的示意图；图2是本发明一实施例的利用土层自重进行抗拔的结构的截面图；图3是本发明一实施例的扩底桩底部钢筋的第一状态的示意图；图4是本发明一实施例的扩底桩底部钢筋的第二状态的示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
20.如图1和2所示，本发明提供一种利用土层自重进行抗拔的结构，包括：地下室结构1；连接于地下室结构1的底部的筏板2；多根抗拔桩3，每根抗拔桩3包括：上下连接成一体的能提供有效摩阻的上部段4和不能提供有效摩阻的下部段5，其中，上部段4的顶端与筏板2连接，所述下部段5的顶端与所述上部段4的底端连接，所述上部段4埋在能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8内，所述不能提供有效摩阻的下部段5埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7内，能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8位于筏板2的下部，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7位于能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8的下部；多个扩底端6，一个扩底端6与一个下部段5的底端连接，所述扩底端6埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7内。
21.在此，地下室结构1的外侧的下部土层9、地下室结构1的外侧的上部土层10，如图1所示。
22.能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8的周围是不能提供有效摩阻的桩基区域外土层14，即不在抗拔桩3的上部段周围的土体；所述不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7的周围是不能提供有效摩阻的桩基区域外土层13，即不在抗拔桩3的下部段周围的土体。
23.地下室结构1的基础为桩筏基础，包括筏板2和抗拔桩3。抗拔桩3包括能提供有效摩阻的上部段4、不能提供有效摩阻的下部段5、扩底端放坡部16和抗拔桩扩底端6。抗拔桩3由上至下穿过能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8和不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7。抗拔桩3的底端为扩底端6，扩底端6与抗拔桩3通过放坡部16过渡，扩底端6处于不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7中。如图2所示，扩底端的直径大于等于相邻的两抗拔桩3的中心距离d，以提供更大的抗拔力。
24.本发明利用土层自重满足了地基原始条件差、地下水位高情况下的抗浮需求，形成土层自重下的抗拔体系。本发明适用于地基原始条件差、能提供有效侧摩阻的桩侧土层厚度小、地下水位高的地下室结构桩基。
25.本发明提的利用土层自重进行抗拔的结构的技术解决思路如下：水浮力作用于结构上时，利用土层自重、结构自重g、抗拔桩自重和抗拔桩侧阻，如下式共同作用形成新的抗浮受力体系，避免了结构的上浮、隆起及混凝土梁、板、柱构件的局部开裂等情况，保障了结构的整体安全。
26.，式中，为按荷载效应标准组合计算的抗拔桩的上拔力，其中，nk为标准组合下，不利作用向上的水浮力减去向下的有利作用，有利作用包括结构恒载、活载、结构自重g；为抗拔桩的抗拔极限承载力标准值即抗拔桩侧阻；
为抗拔桩自重；为土体自重。
27.一些带地下室结构的地基原始条件差，地下水位高接近室外地坪，场地地质环境受到破坏，地基土层性质变化差异大，能提供有效摩阻的桩侧土层厚度小，不能提供有效摩阻的土层厚度大，类似石膏岩等不能提供有效侧摩阻的土层具有强腐蚀性，为解决常见的抗拔桩抗拔不足的问题，本发明中利用桩间土层自重，构建了全新的受力体系，提出一种利用土层自重进行抗拔的结构方法及施工方法，以满足水浮力下的抗拔需求。
28.本发明提供的利用土层自重进行抗拔的结构方法的工作原理如下：当地下水位（地下水位最高在图1的0.000标高附近）产生的浮托力开始大于地下室结构1的自重时，地下室结构1及抗拔桩3有向上运动的趋势，此时抗拔桩3侧的能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8提供向下的侧阻力；当地下水位产生的浮托力持续增大时，能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8提供向下的侧阻力不足以平衡，抗拔桩3带动地下室结构1有向上运动的趋势，石膏岩等不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7中的抗拔桩3下部的扩底端6开始发挥作用，扩底端6带动不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7有向上运动的趋势，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7的自重反作用于扩底端6提供向下的力；当地下水位产生的浮托力继续增大时，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7提供向下的自重不足以平衡，扩底端6带动不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7有向上运动的趋势，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7对能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8进行挤压，能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层8的自重反作用于不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7提供向下的力，以达到受力平衡。
29.如图1所示，本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，相邻的扩底端6之间通过接壤部11连接。
30.在此，相邻抗拔桩的扩底端接触产生交集，形成扩底端的接壤部11。所述接壤部11可以是混凝土材质。
31.本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，每根抗拔桩3，包括：通长的第一钢筋笼12和包覆于所述第一钢筋笼12的桩混凝土。
32.在此，第一钢筋笼12通长布置于抗拔桩3中。
33.本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，还包括：放坡部16，每个放坡部16分别与一个扩底端6和一根下部段5连接。
34.本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，所述扩底端6 ，包括：第二钢筋笼和包覆于所述第二钢筋笼上的第二混凝土。
35.本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，所述第二钢筋笼，包括：纵向围成筒形的多根第一纵筋21，每根第一纵筋21向上延伸穿过第一钢筋笼12并锚固于筏板2内；由上往下依次横向连接于各根第一纵筋21的内侧的第三箍筋29、限位箍筋17、第一箍筋18和第二箍筋19；多根径向钢筋23和多个限向铰27，每根径向钢筋23的顶端连接一个限向铰27，每
根第一纵筋21的末端连接一个限向铰27，限向铰27与径向钢筋23的一端连接，限向铰27用来限制径向钢筋23的活动方向，使径向钢筋23只径向转动；与限向铰27上方的第一箍筋18的标高齐平位置的第一纵筋21内侧焊接有第一套圈25，第一套圈25内空间供第二纵筋22自由通过；纵向围成筒形的多根第二纵筋22，每根第二纵筋22的顶部焊接有第二套圈26，每根第二纵筋22的底部外侧连接有底部箍筋20，每根第二纵筋22于第一套圈25内上下活动时，第二套圈26和底部箍筋20随第二纵筋22一起活动，整个活动过程第二套圈26始终位于第一套圈25上方，第二纵筋22活动的最高位置标高为限位箍筋17的标高位置；限位箍筋17上焊接有限位卡槽24，用于限制第二套圈26往上运动；第二纵筋22底部和第一纵筋21的第一套圈25下方分别设置固定定向铰31；两根活动钢筋28，第一根活动钢筋28的一端与第二纵筋22底部的固定定向铰31连接，第二根活动钢筋28的另一端与第一套圈25下方的固定定向铰31连接；第一根活动钢筋28的另一端和第二根活动钢筋28的另一端通过连接铰30连接。
36.在此，限位箍筋17、第一箍筋18、第二箍筋19、底部箍筋20、第一纵筋21、第二纵筋22、径向钢筋23、限位卡槽24、第一套圈25、第二套圈26、限向铰27、活动钢筋28、第三箍筋29、连接铰30和固定定向铰31。
37.本发明的利用土层自重进行抗拔的结构一实施例中，所述径向钢筋23的另一端伸出至展开后的活动钢筋28的尾端之外。
38.在此，避免一个第二钢筋笼的径向钢筋23展开时与相邻的一个第二钢筋笼的活动钢筋28展开时发生碰撞。
39.本发明还提供一种利用土层自重进行抗拔的结构的具体设计方法如下：第11步，通过地勘资料查询地下室结构1的最高水位位置和最大水浮力，根据地下室结构1的最高水位位置和最大水浮力，并通过结构设计软件建模得到地下室结构标准组合下的抗拔桩的上拔力即为。
40.第12步，参照地勘中土层的类别和厚度，假定抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径d，选取不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层7为抗拔桩桩端的持力层，试算单个抗拔桩的抗拔桩侧阻；第13步，依据假定的抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径d，试算单个抗拔桩自重。
41.第14步，同扩底端直径d的间距布置抗拔桩，依据此计算单个抗拔桩上的土体自重，使相邻抗拔桩的扩底端的混凝土相切或有交集形成接壤部11以增加与上部土体接触的面积，依据该布置计算抗拔桩的数量；第15步，验算是否成立，若不成立，重回第12步，若成立，非整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第16步；第16步，验算整体破坏下基桩的抗拔承载力，若不成立，重回第12步，若成立，整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第17步；
第17步，根据拔力，计算轴向拉力设计值进行抗拔桩3的第一钢筋笼的配筋计算，且满足国家规范对配筋的相关要求。
42.本发明涉及一种利用土层自重进行抗拔的结构，为了实现地基原始条件不佳的地下室结构在水浮作用下的抗拔需求，本发明提供一种利用土层自重进行抗拔的结构施工方法，主要实施步骤如下：第21步，利用路基板孔中心对准抗拔桩3的桩位中心，放置钢套管钻机驱动钻进，钢套管进场前对其进行校直，施工过程中控制钢套管的垂直度，以满足规范要求；第22步，钢套管下到位后用旋挖机进行掏土和嵌岩作业，回转钻机驱动钢套管钻进和旋挖机取土钻进这两种工艺交替进行，直到钻进至设计孔深满足设计要求后，钻进工作完成，钻渣土及时运出工地；第23步，进入符合设计要求的地层后，通过扩大头按照设计进行扩底作业。扩底钻进采用低速回转参数，扩底完成后，钻头在原位回转收起张开翼后提钻；第24步，在钢套管的孔吊放连接成一体的第一钢筋笼12和第二钢筋笼，当如图3所示的第二钢筋笼的底部箍筋20至孔底后，第二纵筋22、第二套圈26和底部箍筋20利用重力一起向上滑动，直至第二套圈26进入限位卡槽24，此过程中，在固定定向铰31和连接铰30的作用下，活动钢筋28由垂直变为展开状态；在限向铰27的作用下，径向钢筋23由垂直变为展开状态如图4所示，此时吊放连接成一体的第一钢筋笼12和第二钢筋笼；第25步，吊放连接成一体的第一钢筋笼12和第二钢筋笼完毕后下灌砼导管，提起钢套管，与此同时利用气举反循环在导管混合器内形成负压清理孔底沉渣，并不断向孔内补充稀泥浆，保持孔内水位平衡压力，避免孔壁坍塌；第26步，孔底沉渣清理干净后立即灌注混凝土，依次形成能扩底端6、放坡部16、抗拔桩3的下部段5和上部段4。
43.第27步，设备移位下一抗拔桩3的桩位施工。
44.本发明具有如下优点：1、高水位水浮力作用于结构上时，利用土层自重、结构自重、抗拔桩自重和抗拔桩侧阻，共同作用形成新的抗浮受力体系，避免了结构的上浮、隆起及混凝土梁、板、柱构件的局部开裂等情况，保障了结构的整体安全。
45.2、本发明中综合利用能提供有效摩阻的土层和不能提供有效摩阻的土层，构建了全新的受力体系，提出一种利用土层自重进行抗拔的结构及施工方法，解决了桩侧有效摩阻土层厚度有限导致抗拔不足的问题。
46.3、本发明中的结构体系能呈现更稳定的受力性能，在水浮作用下桩不会快速达到极限承载力，会使结构更为安全，此外，对比其他类型的桩基例如钢桩等具有明显的经济优势。
47.4、为便利施工，本发明提出了一种全新的扩底桩末端钢筋笼构造，使扩底桩头具有更高的强度。
48.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
49.显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之
内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，包括：地下室结构（1）；连接于地下室结构（1）的底部的筏板（2）；多根抗拔桩（3），每根抗拔桩（3）包括：上下连接成一体的能提供有效摩阻的上部段（4）和不能提供有效摩阻的下部段（5），其中，上部段（4）的顶端与筏板（2）连接，所述下部段（5）的顶端与所述上部段（4）的底端连接，所述上部段（4）埋在能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层（8）内，所述不能提供有效摩阻的下部段（5）埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层（7）内，能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层（8）位于筏板（2）的下部，不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层（7）位于能提供有效摩阻的桩基区域内第一土层（8）的下部；多个扩底端（6），一个扩底端（6）与一个下部段（5）的底端连接，所述扩底端（6）埋在不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层（7）内。2.如权利要求1所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，扩底端的直径大于等于相邻的两抗拔桩（3）的中心距离。3.如权利要求1所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，相邻的扩底端（6）之间通过接壤部（11）连接。4.如权利要求1所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，每根抗拔桩（3），包括：通长的第一钢筋笼（12）和包覆于所述第一钢筋笼（12）的桩混凝土。5.如权利要求1所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，还包括：放坡部（16），每个放坡部（16）分别与一个扩底端（6）和一根下部段（5）连接。6.如权利要求1所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，所述扩底端（6），包括：第二钢筋笼和包覆于所述第二钢筋笼上的第二混凝土。7.如权利要求6所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，所述第二钢筋笼，包括：纵向围成筒形的多根第一纵筋（21），每根第一纵筋（21）向上延伸穿过第一钢筋笼（12）并锚固于筏板（2）内；由上往下依次横向连接于各根第一纵筋（21）的内侧的第三箍筋（29）、限位箍筋（17）、第一箍筋（18）和第二箍筋（19）；多根径向钢筋（23）和多个限向铰（27），每根径向钢筋（23）的顶端连接一个限向铰（27），每根第一纵筋（21）的末端连接一个限向铰（27），限向铰（27）与径向钢筋（23）的一端连接，限向铰（27）用来限制径向钢筋（23）的活动方向，使径向钢筋（23）只径向转动；与限向铰（27）上方的第一箍筋（18）的标高齐平位置的第一纵筋（21）内侧焊接有第一套圈（25），第一套圈（25）内空间供第二纵筋（22）自由通过；纵向围成筒形的多根第二纵筋（22），每根第二纵筋（22）的顶部焊接有第二套圈（26），每根第二纵筋（22）的底部外侧连接有底部箍筋（20），每根第二纵筋（22）于第一套圈（25）内上下活动时，第二套圈（26）和底部箍筋（20）随第二纵筋（22）一起活动，整个活动过程第二套圈（26）始终位于第一套圈（25）上方，第二纵筋（22）活动的最高位置标高为限位箍筋（17）的标高位置；限位箍筋（17）上焊接有限位卡槽（24），用于限制第二套圈（26）往上运动；第二纵筋（22）底部和第一纵筋（21）的第一套圈（25）下方分别设置固定定向铰（31）；
两根活动钢筋（28），第一根活动钢筋（28）的一端与第二纵筋（22）底部的固定定向铰（31）连接，第二根活动钢筋（28）的另一端与第一套圈（25）下方的固定定向铰（31）连接；第一根活动钢筋（28）的另一端和第二根活动钢筋（28）的另一端通过连接铰（30）连接。8.如权利要求7所述的利用土层自重进行抗拔的结构，其特征在于，所述径向钢筋（23）的另一端伸出至展开后的活动钢筋（28）的尾端之外。9.一种如权利要求1至8任一项所述的利用土层自重进行抗拔的结构的设计方法，其特征在于，所述方法包括：第11步，通过地勘资料查询地下室结构（1）的最高水位位置和最大水浮力，根据地下室结构（1）的最高水位位置和最大水浮力，并通过结构设计软件建模得到地下室结构标准组合下的抗拔桩的上拔力即为；第12步，参照地勘中土层的类别和厚度，假定抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径，选取不能提供有效摩阻的桩基区域内第二土层（7）为抗拔桩桩端的持力层，试算单个抗拔桩的抗拔桩侧阻；第13步，依据假定的抗拔桩桩径、抗拔桩桩长和扩底端直径，试算单个抗拔桩自重；第14步，同扩底端直径的间距布置抗拔桩，依据此计算单个抗拔桩上的土体自重，使相邻抗拔桩的扩底端的混凝土相切或有交集形成接壤部（11）以增加与上部土体接触的面积，依据该布置计算抗拔桩的数量；第15步，验算是否成立，若不成立，重回第12步，若成立，非整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第16步；第16步，验算整体破坏下基桩的抗拔承载力，若不成立，重回第12步，若成立，整体破坏下抗拔承载力设计结束，继续第17步；第17步，根据拔力，计算轴向拉力设计值进行抗拔桩（3）的第一钢筋笼的配筋计算。10.一种如权利要求1至8任一项所述的利用土层自重进行抗拔的结构的施工方法，其特征在于，所述方法包括：第21步，利用路基板孔中心对准抗拔桩（3）的桩位中心，放置钢套管钻机驱动钻进，钢套管进场前对其进行校直，施工过程中控制钢套管的垂直度，以满足规范要求；第22步，钢套管下到位后用旋挖机进行掏土和嵌岩作业，回转钻机驱动钢套管钻进和旋挖机取土钻进这两种工艺交替进行，直到钻进至设计孔深满足设计要求后，钻进工作完成，钻渣土及时运出工地；第23步，进入符合设计要求的地层后，通过扩大头按照设计进行扩底作业，扩底钻进采用低速回转参数，扩底完成后，钻头在原位回转收起张开翼后提钻；第24步，在钢套管的孔吊放连接成一体的第一钢筋笼（12）和第二钢筋笼，当第二钢筋笼的底部箍筋（20）至孔底后，第二纵筋（22）、第二套圈（26）和底部箍筋（20）利用重力一起向上滑动，直至第二套圈（26）进入限位卡槽（24），此过程中，在固定定向铰（31）和连接铰（30）的作用下，活动钢筋（28）由垂直变为展开状态；在限向铰（27）的作用下，径向钢筋（23）由垂直变为展开状态；
第25步，吊放连接成一体的第一钢筋笼（12）和第二钢筋笼完毕后下灌砼导管，提起钢套管，与此同时利用气举反循环在导管混合器内形成负压清理孔底沉渣，并不断向孔内补充稀泥浆，保持孔内水位平衡压力，避免孔壁坍塌；第26步，孔底沉渣清理干净后立即灌注混凝土，依次形成能扩底端（6）、放坡部（16）、抗拔桩（3）的下部段（5）和上部段（4）；第27步，设备移位下一抗拔桩（3）的桩位施工。

技术总结
本发明提供了一种利用土层自重进行抗拔的结构及设计施工方法，包括：地下室结构；连接于地下室结构的底部的筏板；多根抗拔桩和多个扩底端。本发明利用土层自重满足了地基原始条件差、地下水位高情况下的抗浮需求，形成土层自重下的抗拔体系。本发明适用于地基原始条件差、能提供有效侧摩阻的桩侧土层厚度小、地下水位高的地下室结构桩基。水位高的地下室结构桩基。水位高的地下室结构桩基。


技术研发人员：徐磊 李婷婷 武瑾荷 史秀军
受保护的技术使用者：上海建工一建集团有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/9/13