CN104846829B - 预留盾构穿越复合式基坑围护墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的技术问题是提供一种预留盾构穿越复合式基坑围护墙及其施工方法，以有效地减少前期轨道交通地下工程的施工对后期预留盾构掘进施工的影响。为解决上述技术问题，本发明提供一种预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其特点是，包括短地下连续墙以及相对短地下连续墙外放的用于对地下连续墙进行加固的搅拌桩，搅拌桩内插有型钢，短地下连续墙位于预留盾构穿越区域之上，短地下连续墙与搅拌桩之间采用高压旋喷桩填充，高压旋喷桩填充深度超过所述穿越区域的下部，同时超过浅层承压水层，所述围护墙还采用搅拌桩内加固，该内加固和短地下连续墙之间也采用高压旋喷桩填充。

Description

预留盾构穿越复合式基坑围护墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及基坑围护墙及其施工方法。

背景技术

随着城市轨道交通工程建设项目的不断发展，各地城市轨道交通项目不同程度地作了远期规划。轨道交通工程线网随着城市的整体开发，不断地增加扩容，进而形成纵横交错的线网布局。以轨道交通发展较为超前和完善的城市来分析，各线路交错点，因规划先后问题，不可避免的前期施工的线路会对后期规划设计及施工会产生影响。

由此可见基坑结构预留盾构下穿段施工问题逐渐凸显，也变得相当重要，常规的围护结构形式的选择往往会造成后期投资浪费或结构渗漏水造成工程质量事故。在国内特别是软土地区，基坑围护结构设计时考虑具备围护功能的同时，还是需要考虑隔断浅层承压水层。预留下穿段采用围护结构如玻璃纤维筋地下连续墙、地下连续墙结合TRD工法桩等施工方法因国内市场缺少此类机械设备、工期得不到保证、工艺不成熟、后期掘进设备要求高等原因难以满足现行工程需要，成为制约工程进度和质量的技术难题，所以急需研制适宜的预留盾构下穿段围护墙。

地铁深基坑围护施工现有施工工艺、机械设备及技术水平已经相对较为成熟，但遇到预留盾构穿越条件的，其中部分新工艺新材料不是非常成熟，缺乏有效的质量控制管理手段，通常也存在一定的隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种预留盾构穿越复合式基坑围护墙及其施工方法，以有效地减少前期轨道交通地下工程的施工对后期预留盾构掘进施工的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供一种预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其特点是，包括短地下连续墙以及相对短地下连续墙外放的用于对地下连续墙进行加固的搅拌桩，搅拌桩内插有型钢，短地下连续墙位于预留盾构穿越区域之上，短地下连续墙与搅拌桩之间采用高压旋喷桩填充，高压旋喷桩填充深度超过所述穿越区域的下部，同时超过浅层承压水层。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其进一步的特点是，型钢采用整材制作。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其进一步的特点是，型钢涂抹有减磨剂。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其进一步的特点是，短地下连续墙和搅拌桩的顶部由钢筋混凝土冠梁联系。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其进一步的特点是，所述搅拌桩为三轴搅拌桩。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙，其进一步的特点是，所述基坑下方还采用搅拌桩内加固，该内加固和短地下连续墙之间也采用高压旋喷桩填充。

所述的预留盾构穿越复合式基坑围护墙的施工方法，其特征在于，包括

步骤一，短地下连续墙施工，包括地下连续墙施工前先进行导墙施工；开挖槽段采用成槽机成槽挖土，成槽过程中实测槽段左中右三个位置的槽底深度，以控制短地下连续墙的墙趾深度；地下连续墙钢筋笼吊装采用履带吊双机抬吊；

步骤二，搅拌桩施工；

步骤三，根据型钢的规格尺寸，制作相应的型钢定位导向架和竖向定位的悬钩挂件，采用履带吊配合桩机依靠自重将型钢插入搅拌桩；

步骤四，短地下连续墙与超深工法桩之间采用高压旋喷桩填充，高压旋喷桩填充深度宜超过预留的盾构底部下一定范围，同时必须超过浅层承压水层；

步骤五，短地下连续墙和搅拌桩构成的复合墙的顶部设置封闭的钢筋混凝土冠梁，所述型钢锚入冠梁，冠梁主筋应避开型钢设置，型钢与冠梁混凝土间采用泡沫塑料板隔离，并采用油毛毡外包防水，便于后期型钢的拔除回收；

步骤六，施工监测，工程开挖及结构施工过程中，同时进行现场监测；

步骤七，型钢拔除，当旋喷桩内插型钢作为围护结构时，在主体地下结构施工完毕，结构外墙与围护墙间回填密实后拔除型钢，以使盾构机能够穿越所述穿越区域；

步骤八，为避免拔出型钢后其孔隙对周围建筑及场地地下土层结构的影响，拔出型钢后及时填充。

前述围护墙及其施工方法可基于根据现有成熟的施工工艺、机械设备的基础而实施，可有效地减少前期轨道交通地下工程的施工对后期预留盾构掘进施工的影响，同时施工工艺较为成熟，施工质量及安全风险可控性强，解决工程实际问题。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本发明一个实施例的预留盾构穿越复合式基坑围护墙的平面图。

图2为本发明一个实施例的预留盾构穿越复合式基坑围护墙的立面图。

图3为沿图2中1-1线的剖面图。

图4为图1中A处的局部放大视图。

图5为本发明一个实施例的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

如图1至图4，预留盾构穿越复合式基坑围护墙包括短地下连续墙200以及相对短地下连续墙200外放的用于对地下连续墙进行加固（裙边加固）的三轴搅拌桩300，三轴搅拌桩300内插有型钢301，短地下连续墙200位于预留盾构穿越区域之上，短地下连续墙200与三轴搅拌桩300之间采用高压旋喷桩700填充，高压旋喷桩700填充深度超过所述穿越区域的下部，同时超过浅层承压水层，所述围护墙还采用三轴搅拌桩内加固，该内加固和短地下连续墙200之间也采用高压旋喷桩填充。

基坑两侧的维护壁还通过钢支撑100和砼支撑500来支撑，冠梁400起到联系三轴搅拌桩300和短地下连续墙200的作用。如图2所示，穿越区域之外的基坑加强结构还包括标准段地下连续墙以及三轴（水泥）搅拌桩抽条加固600。

结合图1至图5，预留盾构穿越复合式基坑围护墙的施工方法如下：

一.施工准备

1）场地平整

正式施工前，根据障碍物调查报告和现场实际勘察，清除障碍物。然后整平、夯实；同时合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地“三通一平”。

2）测量放样

根据给定基准点测量放线，放出地下连续墙墙线，根据墙线施工导墙，同时根据地下线放出三轴搅拌桩桩位线。

3）管线调查

进行施工范围内管线调查，有必要的进行管线保护或者进行管线改迁，确保施工范围内无管线危险源。

4）修建排污系统

地下连续墙、旋喷桩施工过程中废浆，将废浆液引入沉淀池中，沉淀后的清水根据场地条件可进行无公害排放（或采用泥浆分离器处理），沉淀的泥土则进行外运。

二.短地下连续墙施工

1）地下连续墙施工前先进行导墙施工，为保证地下连续墙成槽施工的抓斗下放及垂直度，导墙一般外放10cm，并且导墙内墙面垂直度控制在3mm范围内，导墙放样必须准确，进行复核。

2）地下连续墙施工设备（如成槽机、履带吊、泥浆系统、移动式钢筋棚）进场后，对施工设备进行备案。

3）开挖槽段采用成槽机成槽挖土，成槽机宜配备有垂直度显示仪表和自动纠偏装置，确保能及时纠偏，以使槽壁的轨迹达到最佳。

4）由于预留盾构下穿隧道顶部离地下连续墙高差仅为1m，成槽过程中采用测锤实测槽段左中右三个位置的槽底深度，严格控制短地下连续墙的墙趾深度。

5）地下连续墙钢筋笼吊装采用履带吊双机抬吊，施工前需编制安全专项方案并由专家评审通过。

6）锁口管采用引拔机拔除。

三.超深三轴搅拌桩施工

1）超深三轴搅拌桩成桩深度须达到标准段围护墙墙趾深度，利用钻杆标记控制。

2）三轴搅拌桩的垂直度误差不应大于1/200。

3）搅拌桩搭接施工的间隔时间不宜超过24小时，若因时间施工间隔时间过长产生冷缝，宜在高压旋喷填充阶段采用高压旋喷对冷缝进行补强。

4）搅拌桩机钻杆下沉与提升：按照搅拌桩施工工艺要求，开启空压机、注浆泵，喷浆下钻至加固底标高处，然后关闭空压机，喷浆停留30s左右开始提升钻杆。当钻杆提升出加固顶标高后，停止喷浆，将钻杆提升出地面。钻杆提升完毕时，设计水泥浆液全部注完，该组搅拌桩施工结束。

5）每组三轴搅拌桩成桩时填写成桩记录表。

四.型钢制作及插入

1）型钢采用Q235B钢材，常用型钢为H型钢。

2）型钢的制作宜采用整材，预留下穿段因需插入超深型钢时，当需采用分段焊接，应采用坡口等强焊接。焊接接头位置应避免设置在地连墙墙根位置或坑底至坑底3m范围。

3）超深型钢焊接制作后应检查平整度和、焊缝质量，合格后进行丈量编号存档。

4）为了后期拔除顺利，内插型钢宜涂抹减摩剂。

5）加工完成后的型钢应整齐有序的进行堆放，下部垫高25cm，有条件的可以覆盖保护。

6）超深型钢插入前应再次检查平整度、焊缝质量和减摩剂效果，注意及时修补。

7）根据型钢的规格尺寸，制作相应的型钢定位导向架和竖向定位的悬钩挂件。

8）超深型钢采用履带吊配合三轴桩机依靠自重插人，当插入有困难时可采用振动锤辅助下沉。

9）超深型钢宜在三轴搅拌桩施工结束后30min内插入，超深型钢的垂直度不应大于1/200，每根型钢安装完成后进行施工记录。

五.高压旋喷桩填充

1）短地下连续墙与超深工法桩之间采用高压旋喷桩填充，其作用一是为了增加墙体防水效果，二是为了确保复合墙的整体性。

2）高压旋喷桩填充深度宜超过预留的盾构底部下6m范围，同时必须超过浅层承压水层。

3）旋喷桩机就位后，下放钻杆至加固设计底标高，接通所有管路，并开始拌制水泥浆液；注浆管分段提升的搭接长度宜大于100mm；将旋喷钻杆下放至设计加固底标高后，依次开启空压机、高压浆泵，开始送气、高压浆，在喷射注浆参数达到规定值后，根据施工要求提升旋喷钻杆；旋喷钻杆提升至设计加固顶标高后，依次关闭高压浆泵、空压机，停止输送高压浆液、气。清洗钻杆，然后旋喷机移至下一孔位。

六.型钢上端保护及冠梁制作

复合墙的顶部设置封闭的钢筋混凝土冠梁，型钢锚入冠梁，冠梁主筋应避开型钢设置。型钢与冠梁混凝土间采用泡沫塑料板隔离，并采用油毛毡外包防水，便于后期型钢的拔除回收。冠梁浇筑前型钢间应清理干净。

七.施工监测

工程开挖及结构施工过程中，需进行现场监测。以基坑施工区域周围3倍基坑开挖深度范围内周边建筑、地下管线、周边土体和基坑围护结构作为本工程监测及保护的对象。

除常规地表沉降点、墙顶位移监测、墙体测斜以外，在复合墙每侧设置两个深层土体测斜孔，位置与墙体测斜孔相对应，以便于更好的分析各种变形情况。采用钻机钻孔至相应地下连续墙深度，冲孔后逐段安放PVC测斜管。测斜管埋深最低超过连续墙5m，以监测管涌或坑底土体隆起过大所产生的基坑失稳现象。

八.型钢拔除

当旋喷桩内插型钢作为围护结构时，在主体地下结构施工完毕，结构外墙与围护墙间回填密实后方可拔除型钢，应采用专用夹具及千斤顶，以圈梁为反力梁，配以吊车起拔型钢，以使盾构机能够穿越基坑底部。型钢拔除后的空隙应及时充填密实。

九.注浆回填

为避免拔出型钢后其孔隙对周围建筑及场地地下土层结构的影响，拔出型钢后及时填充，以水泥浆液为主。

十.复合墙检测项目

地下连续墙施工过程由超声波侧壁器进行控制，成墙后由声测管超声波检测成墙质量。超深三轴搅拌桩、高压旋喷桩填充后土体要求28天无侧限抗压强度不低于1.2MPa。型钢的对接焊缝要符合二级焊缝质量等级，焊缝外观质量满足有关规范以外，现场必须取20%的对接焊缝作超声波探伤检测。

前述实施例中三轴搅拌桩也可以是两轴搅拌桩。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (5)

1.预留盾构穿越复合式基坑围护墙的施工方法，该预留盾构穿越复合式基坑围护墙包括短地下连续墙以及相对短地下连续墙外放的用于对短地下连续墙进行加固的搅拌桩，搅拌桩内插有型钢，短地下连续墙位于预留盾构穿越区域之上，短地下连续墙与搅拌桩之间采用高压旋喷桩填充，高压旋喷桩填充深度超过所述穿越区域的下部，同时超过浅层承压水层，其特征在于，包括

步骤一，短地下连续墙施工，包括短地下连续墙施工前先进行导墙施工；开挖槽段采用成槽机成槽挖土，成槽过程中实测槽段左中右三个位置的槽底深度，以控制短地下连续墙的墙趾深度；短地下连续墙钢筋笼吊装采用履带吊双机抬吊；

步骤二，搅拌桩施工；

步骤三，根据型钢的规格尺寸，制作相应的型钢定位导向架和竖向定位的悬钩挂件，采用履带吊配合桩机依靠自重将型钢插入搅拌桩；

步骤四，短地下连续墙与搅拌桩之间采用高压旋喷桩填充，高压旋喷桩填充深度超过预留的盾构底部下一定范围，同时必须超过浅层承压水层；

步骤五，短地下连续墙和搅拌桩构成的复合墙的顶部设置封闭的钢筋混凝土冠梁，所述型钢锚入冠梁，冠梁主筋应避开型钢设置，型钢与冠梁混凝土间采用泡沫塑料板隔离，并采用油毛毡外包防水，便于后期型钢的拔除回收；

步骤六，施工监测，工程开挖及结构施工过程中，同时进行现场监测；

步骤七，型钢拔除，当搅拌桩内插型钢作为围护结构时，在主体地下结构施工完毕，结构外墙与围护墙间回填密实后拔除型钢，以使盾构机能够穿越所述穿越区域；

步骤八，为避免拔出型钢后其孔隙对周围建筑及场地地下土层结构造成影响，拔出型钢后及时填充。

2.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，型钢采用整材制作。

3.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，型钢涂抹有减磨剂。

4.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述搅拌桩为三轴搅拌桩。

5.如权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述基坑下方还采用搅拌桩内加固，该内加固和短地下连续墙之间也采用高压旋喷桩填充。