CN105178355A - 地下空间施工的地层预加固处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地下空间施工的地层预加固处理方法，包括以下步骤：开挖地下空间前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层水平打孔灌注桩与竖直打孔灌注桩搭接形成位于掘进面上的截面简支梁式支护结构；这种预加固处理方法提高了地层的稳定性和强度，进而提高了地下空间开挖后围岩的稳定性，保证地下空间掘进时，掘进面上方土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，且不受地理环境的限制，能够实现地下空间之间的交汇和互通，能够更充分有效地利用地下空间，对于黄土高原地貌的傍山而建的窑洞式建筑该方法尤其适用，也可作为整个建筑的主体支撑，施工方法简单，抗震性好，能达到长期稳固的效果。

Description

地下空间施工的地层预加固处理方法

技术领域

本发明涉及一种地下空间施工方法，特别涉及一种地下空间施工的地层预加固处理方法。

背景技术

随着城市化推进，导致城市地上空间变得越来越“小”，只有科学开发地下空间，才能有效提高城市的承载力和可持续发展能力。开发利用地下空间，有利于节约利用土地。窑洞建筑是地下空间利用的原始方式之一，作为地下空间生土建筑类型的洞，其施工方式为：挖地基，地基挖成，崖面子刮好后，就开始打窑，窑洞打好后，接着就是镞窑，或叫“剔窑”、“铣窑”。从窑顶开始剔出拱形，把窑帮刮光，刮平整，这样打窑就算完成了。等窑洞晾干之后，接着用黄土和铡碎的麦草和泥，用来泥窑。泥窑的泥用干土和才有筋，泥成的平面光滑平顺。湿土和的泥性粘不好用。泥窑至少泥两层，粗泥一层，细泥一层，也有泥三层的。日后住久了，窑壁熏黑，可以再泥。第三步是扎山墙、安门窗。窑泥完之后，再用土坠子扎山墙、安门窗。当然，现有技术中，地下空间的利用不限于原始结构的窑洞，依山而建的窑洞式建筑正在不断兴起。一般情况下，地下空间开挖后，围岩发生较大变形，稳定性变差，严重时会造成地表的沉降，进而会带来严重的地面构筑物破坏现象，地下空间开挖中，前方岩土稳定性至关重要，关系到工程施工的安全，为了保证隧道开挖的稳定性，采取一定的预加固措施是非常必要的。现有技术中，地下空间开挖中运用较多的预加固措施是注浆、小导管、正面锚杆加固措施等。

小导管砂一种棚式支护预加固措施，一般通过加固掌子面的围岩而对掌子面的起到稳定效果，但是小导管的管体直径和布置方式对导管内的应力有较大影响，且地下空间岩土体结构对小导管结构影响比较大，尤其是在软弱岩层和大断面跨度的地下空间结构中，小导管的设计直接影响其使用效果。在控制砂质凸围岩中起不了多大作用，同时小导管的长度对地表沉降的影响大，小导管只有与地下空间围岩的初期支护组合起来才能形成一定的支护体系，进而发挥其加固效果，必须保证小导管的搭接长度与掌子面搭接的长度一致。

注浆预加固措施在掌子面的预加固中有独特优势，能有效提高掌子面的围岩参数，改变其受力情况，从而达到一定的围岩稳定性目的。但是，注浆效果好坏又关系到期功能和作用的发挥，期施工条件要求比较高，很容易出现施工不当导致的止浆墙开裂的问题，进而造成漏浆现象，既影响注浆的施工效率和质量，又影响到注浆预加固措施功能和作用的发挥。

正面锚杆支护，是将锚杆打入地表岩体，利用其杆体、头部的特殊构造和尾部的托班与围岩紧密联系起来，产生悬吊、组合梁效果，从而达到支护的目的。但是正面锚杆支护措施无法封闭围岩，也不能防止风化，时间一长就会导致锚杆之间裂隙岩石的剥落。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地下空间施工的地层预加固处理方法，地下空间开挖前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层进行水平向和竖直方向整体加固补强进而形成可上支撑地层的支护结构，提高地层的稳定性和强度，进而提高地下空间开挖后围岩的稳定性，保证地下空间掘进时，掘进面上方土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，且不受地理环境的限制，能够实现地下空间之间的交汇和互通，能够更充分有效地利用地下空间，施工方法简单，且能达到长期稳固的效果。

本发明的地下空间施工的地层预加固处理方法，包括以下步骤：开挖地下空间前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层水平打孔灌注桩与竖直打孔灌注桩连接形成位于掘进面上的截面梁式支护结构；

进一步，所述梁式支护结构沿地下空间走向的地层等间距分布；

进一步，先进行竖直打孔灌注桩施工后再进行水平打孔灌注桩施工；

进一步，先进行竖直打孔和水平打孔后再进行灌注柱施工；

进一步，所述水平打孔灌注桩内的水平钢筋贯穿竖直打孔灌注桩并与锚固装置相连，竖直打孔灌注桩内的竖直钢筋沿水平打孔灌注桩内的水平钢筋两侧分布。

进一步，在竖直打孔灌注桩施工过程中，打孔成型后下放钢筋时，使竖直钢筋沿孔两侧分布为水平打孔灌注桩的水平钢筋横向穿过竖直打孔灌注桩预留一定的空间，然后灌注混凝土。

进一步，采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注添加有速凝剂的混凝土。

进一步，所述水平打孔灌注桩为通过钢管顶进后灌注混凝土形成。

本发明的有益效果：本发明的地下空间施工的地层预加固处理方法，地下空间开挖前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层进行水平向和竖直方向整体加固补强进而形成可上支撑地层的支护结构，提高地层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，进而提高地下空间开挖后围岩的稳定性，保证地下空间掘进时，掘进面上方土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全，且不受地理环境的限制，能够实现地下空间之间的交汇和互通，能够更充分利用地下有效空间，对于黄土高原地貌的傍山而建的窑洞式建筑该方法尤其适用，可作为整个建筑的主体支撑，施工方法简单，抗震性好，能达到长期稳固的效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的地下空间预加固处理结构示意图；

图2为水平打孔灌注桩与竖直打孔灌注桩连接部的剖面图。

具体实施方式

图1为地下空间预加固处理结构示意图，图2为水平打孔灌注桩与竖直打孔灌注桩连接部的剖面图；如图所示：本实施例的地下空间施工的地层预加固处理方法，包括以下步骤：开挖地下空间4前，沿拟建地下空间4轮廓线周边地层水平打孔灌注桩1与竖直打孔灌注桩2搭接形成位于掘进面上的截面简支梁式支护结构；地下空间开挖前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层进行水平向和竖直方向整体加固补强进而形成可上支撑地层的支护结构，竖直打孔灌注桩2在拟建地下空间的上方进行，水平打孔灌注桩1在紧邻掘进面一侧的地层进行，先局部开挖地层作为水平打孔灌注桩1的施工面，采用该方法提高地层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，进而提高地下空间开挖后围岩的稳定性。

本实施例中，所述简支梁式支护结构沿地下空间走向的地层等间距分布；对地下空间上方和侧面的岩土体进行阻挡和支护，避免地下空间掘进施工中围岩的垮塌和地下空间上部的地层沉降。

本实施例中，先进行竖直打孔灌注桩2施工后再进行水平打孔灌注桩1施工；在地层上方向下竖直打孔灌注桩后，在与掘进面相邻一侧地层开挖断面作为水平桩的施工面，借助探测设备确定水平柱桩的打孔位置进行打孔，然后灌注柱，使水平桩搭接与竖直桩顶端形成简支梁式支护结构。

本实施例中，先进行竖直打孔和水平打孔后再进行灌注柱施工；在掘进面上的地层向下竖直打孔和在与掘进面相邻一侧地层开挖断面作为水平桩的施工面，借助探测设别确定水平柱桩的打孔位置进行打孔，使水平桩孔两端与竖直桩孔顶端连通，然后再进行灌注柱施工一体成型形成桩梁结构，保证桩和梁之间的整体性和结构强度。

本实施例中，所述水平打孔灌注桩1内的水平钢筋横向贯穿竖直打孔灌注桩2锚固设置，竖直打孔灌注桩2内的竖直钢筋21沿水平打孔灌注桩1内的水平钢筋11两侧分布；竖直打孔灌注桩2内竖直钢筋21的分布以绕开水平打孔灌注桩1内的水平钢筋11在竖直打孔灌注桩2内的横向分布位置为基准，即，竖直打孔灌注桩2内的竖直钢筋21沿竖直打孔灌注桩2内横向固定的水平钢筋11的两侧混凝土内，避免竖直打孔灌注桩2内的竖直钢筋21影响与水平打孔灌注桩1内的水平钢筋11固定于竖直打孔灌注桩2内，便于在成型后的竖直打孔灌注桩2上施工水平打孔灌注桩1，竖直打孔灌注桩2同时受水平钢筋11和竖直钢筋21的横向和纵向的加强，通过竖直打孔灌注桩2与水平打孔灌注桩1连接形成的框架结构在地下空间内起到向上支撑的框架作用，对拟建地下空间轮廓线周边地层进行水平向和竖直方向整体加固补强进而形成可上支撑地层的支护结构，提高地层的自稳性、抗压强度和抗剪强度，进而提高地下空间开挖后围岩的稳定性，保证地下空间掘进时，掘进面上方土体不产生塌落从而保证施工顺利进行和施工安全。

本实施例中，在竖直打孔灌注桩2施工过程中，打孔成型后下放钢筋时，使竖直钢筋21沿孔中心两侧分布为水平打孔灌注桩1的水平钢筋11横向穿过竖直打孔灌注桩2中心位置预留一定的空间，然后灌注混凝土，便于水平打孔灌注桩1与竖直打孔灌注桩2的固定连接。

本实施例中，采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注添加有速凝剂的混凝土；可保证孔内混凝土填充的密实性，确保每根灌注柱的强度一致，进而保证受力变形的均匀性，提高灌注桩的抗压强度，进而提高岩土层的稳定性。

本实施例中，所述水平打孔灌注桩为通过钢管顶进后灌注混凝土形成，在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将管道按设计的路线顶入土地层中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力，把作为水平灌注桩1的工具管从工作坑内穿过土层进入到竖直打孔灌注桩2内与竖直打孔灌注桩2固定连接。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：包括以下步骤：开挖地下空间前，沿拟建地下空间轮廓线周边地层水平打孔灌注桩与竖直打孔灌注桩连接形成位于掘进面上的截面梁式支护结构。

2.根据权利要求1所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：所述梁式支护结构沿地下空间走向的地层等间距分布。

3.根据权利要求2所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：先进行竖直打孔灌注桩施工后再进行水平打孔灌注桩施工。

4.根据权利要求2所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：先进行竖直打孔和水平打孔后再进行灌注柱施工。

5.根据权利要求1或2所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：所述水平打孔灌注桩内的水平钢筋贯穿竖直打孔灌注桩并与锚固装置相连，竖直打孔灌注桩内的竖直钢筋沿水平打孔灌注桩内的水平钢筋两侧分布。

6.根据权利要求5所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：在竖直打孔灌注桩施工过程中，打孔成型后下放钢筋时，使竖直钢筋沿孔两侧分布为水平打孔灌注桩的水平钢筋横向穿过竖直打孔灌注桩预留一定的空间，然后灌注混凝土。

7.根据权利要求6所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：采用混凝土导管在桩孔内连续分层灌注添加有速凝剂的混凝土。

8.根据权利要求1所述的地下空间施工的地层预加固处理方法，其特征在于：所述水平打孔灌注桩为通过钢管顶进后灌注混凝土形成。