CN109403333A - 一种上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，包括以下步骤：步骤1）地下连续墙施工；步骤2）相割型钻孔灌注排桩施工；步骤3）软硬地层交界面注浆帷幕施工；步骤4）开挖首层小基坑，预留核心土；步骤5）设置防排水结构层及初期支护；步骤6）开挖首层基坑中预留核心土；步骤7）设置首层支撑体系；步骤8）通过监控量测结果判定围护结构稳定性，如监控量测结果正常，则进行下一循环，重复步骤4）‑步骤7），直至基坑底板封闭。本发明通过基坑内外围护结构的联合作用及开挖方法的合理设计，以保证上软下硬富水地层深基坑工程在安全、高效开挖的基础上达到有效止水及变形控制的效果。

Description

一种上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法
技术领域
本发明涉及岩土工程设计与施工技术领域，尤其涉及一种上软下硬富水地层深基坑施工方法。
背景技术
随着地下空间的开发利用，基坑工程已成为一些大型建筑、轨道交通、市政等工程建设的控制性工程。我国相当多地区地质情况复杂，特别是上软下硬软弱富水地层条件的基坑变形及渗水问题严重，危及基坑结构及周边环境的安全，这给地下结构工程施工带来很大的难度。现有的专利中未见上软下硬地层深基坑加固止水及开挖方法，尤其是在上软下硬富水地层交界面处加固止水及基坑开挖方法，而这种地质条件在工程实践中极为常见。
当地质条件比较复杂时，实践中大多采用桩排式或槽板式地下连续墙来加固基坑，但单一的支护结构极易由于施工方法不当出现拼接不严或结构质量不佳而导致渗水漏水问题，且支护刚度不足导致极易导致软土基坑变形大。在地下水阻止方面，现有技术一般是采用常规的高压旋喷桩或者三轴搅拌桩的方法来阻止地下水，但是对于地下水丰富、或存在有压水且存在上软下硬地层交界薄弱面，常规的高压旋喷桩或三轴搅拌桩极易由于施工方法不当、拼装不严，导致桩间或桩底交界处出现渗水漏水现象，危及结构安全。
在上软下硬富水地层中，地层软硬交界是薄弱环节，渗水漏水问题更加严重，故急需找到一种在上软下硬富水地层中的深基坑施工方法，以解决上软下硬富水地层交界处渗水漏水问题及基坑变形严重的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种上软下硬富水地层深基坑施工方法，通过基坑内外围护结构的联合作用及开挖方法的合理设计，一方面可有效阻止单一支护结构施工方法不当、质量控制不佳导致基坑结构特别是软硬地层交界面出现的渗水漏水问题，另一方面又可以有效防止支护刚度不足导致软土基坑开挖出现的大变形等问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，包括以下步骤：
步骤1）地下连续墙施工，在基坑开挖线外侧施作地下连续墙，地下连续墙深度贯入土层-岩层交界面以下预定的设计深度，形成初层围护防渗结构层；
步骤2）相割型钻孔灌注排桩施工，在地下连续墙外侧施作相割型钻孔灌注排桩，相割型钻孔灌注排桩深度达到软硬地层交界面位置，形成二层围护防渗结构层；
步骤3）软硬地层交界面注浆帷幕施工，在相割型钻孔灌注排桩中心钻孔至软硬交界面，通过高压旋喷注浆或使用袖阀管注浆封堵软硬交界面裂隙，形成软硬地层交界面注浆帷幕；
步骤4）开挖首层基坑，自上而下分层采用预留核心土法分部开挖小基坑，预留核心土；
步骤5）设置防排水结构层及初期支护，在已开挖的直立基坑壁铺设防排水结构层，并全环施作初期支护，形成封闭柔性支护结构层；
步骤6）开挖首层基坑中预留核心土；
步骤7）设置首层基坑横向围檩，在对应横向围檩间架设钢制横撑，形成首层支撑体系；
步骤8）通过监控量测结果判定围护结构稳定性，如监控量测结果正常，则进行下一循环，重复步骤4）-步骤7），直至基坑底板封闭。
作为本方案的一种优选，所述步骤1）中，地下连续墙的施工方法为：在基坑开挖线外侧用成槽机抓掉岩层以上土体，再用冲击钻冲掉岩层至设计深度，再用成槽机修整槽段，并清除槽底淤泥和残渣，下放钢筋笼，灌注水下混凝土形成地下连续墙。
作为本方案的一种优选，所述步骤5）中，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土。
作为本方案的一种优选，所述步骤7）中，横向围檩和钢制横撑的钢架采用型钢钢架或者格栅钢架。
本发明的有益效果是：
1、止水效果好。本发明的方法中通过施作地下连续墙及相割型钻孔灌注排桩于坑外土体形成双层围护防渗结构，地下连续墙深度达地层软硬交界面以下一定深度，钻孔灌注排桩深度达软硬交界面处，并在软硬交界面处进行高压注浆封堵该薄弱面缝隙，形成交界面止水帷幕；设置防排水结构层及初支结构层于坑内，该结构兼具排水及防渗功能，且与坑外围护结构共同作用起到良好的防渗止水的效果；
2、整体稳定性好。坑外施作超前支护结构层，坑内施做初支结构层，坑内外支护层形成整体受力结构，支护刚度大大提升，可以有效控制软土基坑变形，保证基坑稳定性；
3、适用性强。该方法对各种复杂地质及水文地质适应性强，控制变形效果好，防渗止水效果好，基坑稳定性好，且对环境影响小，施工风险小，具有很强的适用性。
附图说明
图1是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑围护结构的平面示意图；
图2是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑周边施作地下连续墙示意图；
图3是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑周边施作相割型钻孔灌注排桩示意图；
图4是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑施作软硬地层交界面注浆帷幕示意图；
图5是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑首层采用预留核心土法开挖示意图；
图6是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑施作首层防排水结构层及初期支护示意图；
图7是图6中围护结构A的局部放大示意图；
图8是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑开挖首层预留核心土以及施作首层支撑体系示意图；
图9是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑第二层采用预留核心土法开挖及设置防排水结构层、初期支护示意图；
图10是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑开挖第二层预留核心土及施作横向围檩、钢制横撑示意图；
图11是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑第三层采用预留核心土开挖及设置防排水结构层、初期支护示意图；
图12是本发明实施例上软下硬富水地层深基坑开挖第三层中部核心土及施作横向围檩、钢制横撑示意图；
附图中构件及所对应的标记：土层1、岩层2、地下连续墙3、钻孔灌注排桩4、软硬地层交界面注浆帷幕5、小基坑6、基坑周边土体7、预留核心土8、防排水结构层9、初期支护10、横向围檩11、钢制横撑12、喷射混凝土13、钢筋网14、基坑底板15。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种上软下硬富水地层深围护结构，包括地下连续墙3，相割型钻孔灌注排桩4，软硬地层交界面注浆帷幕5，防排水结构层9、初期支护10和支撑体系，支撑体系包括横向围檩11和钢制横撑12。
上述上软下硬富水地层深围护结构的施工方法包括以下步骤：
如图2所示，步骤1）地下连续墙3施工，在基坑开挖线外侧施作地下连续墙3，地下连续墙3深度贯入土层1-岩层2交界面以下预定的设计深度，形成基坑周边土体7的初层围护防渗结构层；地下连续墙3的施工方法为：在基坑开挖线外侧用成槽机抓掉岩层2以上土体，再用冲击钻冲掉岩层2至设计深度，再用成槽机修整槽段，并清除槽底淤泥和残渣，下放钢筋笼，灌注水下混凝土形成地下连续墙3；
如图3所示，步骤2）相割型钻孔灌注排桩4施工，在地下连续墙3外侧施作相割型钻孔灌注排桩4，相割型钻孔灌注排桩4深度达到软硬地层交界面位置，形成基坑周边土体7的二层围护防渗结构层；
步骤3）软硬地层交界面注浆帷幕5施工，在相割型钻孔灌注排桩4中心钻孔至软硬交界面，通过高压旋喷注浆或使用袖阀管注浆封堵软硬交界面裂隙，形成软硬地层交界面注浆帷幕5；
步骤4）开挖首层基坑，自上而下分层采用预留核心土法分部开挖小基坑6，预留核心土；
步骤5）设置防排水结构层9及初期支护10，在已开挖的直立基坑壁铺设防排水结构层9，并全环施作初期支护10，形成封闭柔性支护结构层；初期支护10包括铺设钢筋网14和喷射混凝土13；
步骤6）开挖首层基坑中预留核心土8；
步骤7）设置首层基坑横向围檩11，在对应横向围檩11间架设钢制横撑12，形成首层支撑体系；横向围檩11和钢制横撑12的钢架采用型钢钢架或者格栅钢架；
步骤8）通过监控量测结果判定围护结构稳定性，如监控量测结果正常，则进行下一循环，重复步骤4）-步骤7），直至基坑底板15封闭。
本发明上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法具有止水效果好、整体稳定性好、适用性强的特点。通过基坑内外围护结构的联合作用及开挖方法的合理设计，以保证上软下硬富水地层深基坑工程在安全、高效开挖的基础上达到有效止水及变形控制的效果。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (4)

1.一种上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）地下连续墙施工，在基坑开挖线外侧施作地下连续墙，地下连续墙深度贯入土层-岩层交界面以下预定的设计深度，形成初层围护防渗结构层；
步骤2）相割型钻孔灌注排桩施工，在地下连续墙外侧施作相割型钻孔灌注排桩，相割型钻孔灌注排桩深度达到软硬地层交界面位置，形成二层围护防渗结构层；
步骤3）软硬地层交界面注浆帷幕施工，在相割型钻孔灌注排桩中心钻孔至软硬交界面，通过高压旋喷注浆或使用袖阀管注浆封堵软硬交界面裂隙，形成软硬地层交界面注浆帷幕；
步骤4）开挖首层基坑，自上而下分层采用预留核心土法分部开挖小基坑，预留核心土；
步骤5）设置防排水结构层及初期支护，在已开挖的直立基坑壁铺设防排水结构层，并全环施作初期支护，形成封闭柔性支护结构层；
步骤6）开挖首层基坑中预留核心土；
步骤7）设置首层基坑横向围檩，在对应横向围檩间架设钢制横撑，形成首层支撑体系；
步骤8）通过监控量测结果判定围护结构稳定性，如监控量测结果正常，则进行下一循环，重复步骤4）-步骤7），直至基坑底板封闭。
2.如权利要求1所述的上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，其特征在于，所述步骤1）中，地下连续墙的施工方法为：在基坑开挖线外侧用成槽机抓掉岩层以上土体，再用冲击钻冲掉岩层至设计深度，再用成槽机修整槽段，并清除槽底淤泥和残渣，下放钢筋笼，灌注水下混凝土形成地下连续墙。
3.如权利要求1所述的上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，其特征在于，所述步骤5）中，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土。
4.如权利要求1所述的上软下硬富水地层深基坑逆作施工方法，其特征在于，所述步骤7）中，横向围檩和钢制横撑的钢架采用型钢钢架或者格栅钢架。
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