CN110725343B - 防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法，涉及一种基坑施工方法，该方法包括确定既有隧道正上方需要卸载土方的范围和深度、将需要卸载的土方分自上而下分为多个卸载层、在最顶层的卸载层上均匀施工用于防止对应卸载层上浮变形的钢管桩，且每个钢管桩的顶部所在水平面与对应卸载层顶部所在水平面持平、自上而下的顺序开挖多个卸载层，挖掘过程中将裸露的钢管桩下压，使其顶部与下层待挖掘卸载层顶部持平、持续挖掘直至所有钢管桩的顶部与需要卸载土方底部持平，且处于既有隧道正上方的钢管桩的底端与既有隧道顶部保持安全距离。本发明提供的方法，可有效防止进行卸载时既有隧道上浮的弊端，且操作简单。

Description

防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法

技术领域

本发明涉及一种基坑开挖方法，尤其涉及一种可防止在既有隧道上方进行卸载作业时隧道上浮的方法。

背景技术

地铁是现在各大城市公共交通的主要途径，其具有稳定性高、准时、安全等多方面的优点。而隧道是地铁能够快速输送旅客的生命通道。

隧道的修建和后期的维护都是需要投入大量人力和物力的。隧道上浮是其修建过程中常见的问题，因此，在修建的过程中均会充分的考虑影响因素，以避免后期施工完成后，因上浮导致的各种问题。

因此，在隧道修建完成后隧道上浮的影响因素基本被解决，不会出现后期上浮的现象。但是当对既有隧道正上方土体进行移除或进行基坑开挖的过程中，人们发现开挖期间基坑内的土体会出现起拱上浮的现象，并最终导致处于其正下方的隧道出现上浮的情况，从而对地铁的安全运行带来了极大地安全隐患。

同时，因为上述问题，导致人们不敢处理处于既有隧道上方的土堆等或对既有隧道上方的土体进行基坑开挖，影响了正常的建筑施工。

因此，如何避免因在既有隧道正上方进行基坑开挖等卸载过程导致其产生上浮的现象，是本领域技术人员急需解决的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法，以解决现有技术中地表卸载土体或基坑开挖导致既有隧道上浮的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、确定既有隧道正上方需要卸载土方的范围和深度；

步骤2、将需要卸载的土方自上而下分为多个卸载层；

步骤3、在最顶层的卸载层上均匀施工用于防止对应卸载层上浮变形的钢管桩，且每个钢管桩的顶部所在水平面与对应卸载层顶部所在水平面持平，每个钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度；

步骤4、自上而下的顺序开挖多个卸载层，挖掘过程中将裸露的钢管桩下压，使其顶部与下层待挖掘卸载层顶部持平；

步骤5、持续挖掘直至所有钢管桩的顶部与需要卸载土方底部持平，且处于既有隧道正上方的钢管桩的底端与既有隧道顶部保持安全距离。

进一步，所述需要卸载的土方为处于既有隧道正上方对应地表上的土方或既有隧道正上方对应的地表向下施工开挖基坑对应的土方中的一种或二者的组合。

进一步，所述钢管桩具体为由两种长度的钢管构成，两种钢管间隔式压入对应卸载层。

进一步，处于既有隧道两侧的钢管桩的长度大于处于其正上方钢管桩的长度。

进一步，该方法还包括：

步骤6、在钢管桩的顶部施工预设建筑物。

进一步，该方法还包括：

步骤6中施工预设建筑物前在钢管桩顶部施工可将所有钢管桩顶部预埋在内的地板。

本发明一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法，本发明的有益效果体现在：

本发明通过在需要卸载的土方或开挖基坑对应的土体内打入钢管桩，利用钢管桩对土体进行加固，使其形成一个整体，反作用于因卸载产生的上浮力，从而可有效地抵消对应的上浮力，从而避免了处于其下方的既有隧道上浮，实现了有效避免因卸载导致既有隧道上浮的目的；其次本发明施工方法简单，有助于推广应用；同时，通过采用钢管桩可有效避免对原有土体的破坏，同时钢管桩的内外壁与桩间土能够产生相应的摩擦力，极大地提高了土体的稳定性，形成了加筋土，实现了有效加固土体的目的，并且可充分抵消因卸载产生的上浮力。

附图说明

图1是实施例1工况1示意图；

图2是实施例1工况2示意图；

图3是实施例1工况3示意图；

图4是实施例2工况1示意图；

图5是实施例2工况2示意图；

图6是实施例2工况3示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的方法不必限于清楚地列出的那些步骤，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些方法固有的其它步骤。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。

实施例1：

在本实施例中，提供一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法。

本实施例针对的是将处于隧道正上方地表上的土堆进行移除，以避免土堆风化扬尘，同时在地表施工其它建筑物，以美化城市环境。

该方法包括以下步骤：

步骤1、确定既有隧道正上方需要卸载土方的范围和深度；

在本实施例中，首先确认土堆中处于隧道正上方土方的范围和厚度，即确认能够影响隧道上浮的范围；

步骤2、将需要卸载的土方分自上而下分为多个卸载层；

在本实施例中，确认土堆中能够影响隧道上浮的土堆的范围后，可先行移除其余部分，同时，将影响隧道部分的土体进行分层，将其分为多个卸载层；

步骤3、在将土体分层后，在最顶层的卸载层上均匀施工用于防止对应卸载层上浮变形的钢管桩，且每个钢管桩的顶部所在水平面与对应卸载层顶部所在水平面持平，每个钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度；

在本实施中，施工步骤3时，为了能够有效地提高土体的强度，实现形成加筋土的目的，令钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度，从而使得钢管桩至少能够穿透两层卸载层，从而使得卸载层的强度能够有效提高，并且将钢管桩的顶端打入土体内，从而可便于后期开挖土体。

步骤4、自上而下的顺序开挖多个卸载层，挖掘过程中将裸露的钢管桩下压，使其顶部与下层待挖掘卸载层顶部持平；

在本实施例中，钢管桩打入完成后，开挖对应卸载层的桩间土，且每当挖到下一层卸载层对应的顶部时，便需要及时的将对应的钢管桩下压，使其能够有效加固下一层卸载层，避免此处上浮。

步骤5、持续挖掘直至所有钢管桩的顶部与需要卸载土方底部持平，且处于既有隧道正上方的钢管桩的底端与既有隧道顶部保持安全距离。

在本实施例中，当移除了所有影响既有隧道上浮的土体后，钢管桩的顶部此时应与地表持平，使处于隧道上方的土体进行有效加固，同时应当注意所有的钢管桩底端与隧道保持安全距离，所谓的安全距离为不破坏隧道的距离。

钢管桩埋设在对应的土体内后，其内外壁可有效地与土体产生摩擦力(相比于实心桩摩擦力更大)，从而实现加固土体的目的，同时，因是空心薄壁结构，在钢管桩打入土体的过程中也不会破坏土体，保持了土体的稳定性，同时提高了其强度。

在卸载完成并打入钢管桩完成后，可在其上正常施工建筑物便可。

在本实施例中，卸载土体的过程中，通过借助钢管桩有效地加固了要卸载的土体，实现了对土体的有效加固，使得土体有效地抵消了因卸载产生的上浮力，避免了其自身上浮的同时，阻止了其下方既有隧道的上浮，进而实现了避免既有隧道上浮的目的。

本实施例通过多层自上而下顺序施工，不断下压钢管桩加固土体克服上浮力，施工顺序简单，操作便捷，效果显著，有效地克服了隧道因卸载上浮的目的。

实施例2

本实施例针对的是由处于既有隧道正上方地表处向下开挖基坑，并施工相应的建筑物，即移除了地表至既有隧道之间一定厚度的土体，进而对既有隧道存在一定的卸载，因此，为了避免卸载的过程中既有隧道上浮，本实施例按照以下方法进行。

该方法包括以下步骤：

步骤1、确定既有隧道正上方需要卸载土方的范围和深度；

在本实施例中，首先确认基坑中处于隧道正上方土方的范围和厚度，即确认能够影响隧道上浮的范围；

步骤2、将需要卸载的土方分自上而下分为多个卸载层；

在本实施例中，确认基坑中能够影响隧道上浮的范围后，可先行移除其余部分(即进行放坡施工便可)，同时，将影响隧道部分的土体进行分层，将其分为多个卸载层；

步骤3、在将土体分层后，在最顶层的卸载层上均匀施工用于防止对应卸载层上浮变形的钢管桩，且每个钢管桩的顶部所在水平面与对应卸载层顶部所在水平面持平，每个钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度；

在本实施中，施工步骤3时，为了能够有效地提高土体的强度，实现形成加筋土的目的，令钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度，从而使得钢管桩至少能够穿透两层卸载层，从而使得卸载层的强度能够有效提高，并且将钢管桩的顶端打入土体内，从而可便于后期开挖土体。

步骤4、自上而下的顺序开挖多个卸载层，挖掘过程中将裸露的钢管桩下压，使其顶部与下层待挖掘卸载层顶部持平；

在本实施例中，钢管桩打入完成后，开挖对应卸载层的桩间土，且每当挖到下一层卸载层对应的顶部时，便需要及时的将对应的钢管桩下压，使其能够有效加固下一层卸载层，避免此处上浮；同时可将桩间土推至基坑中不影响隧道上浮的范围(即未打入钢管桩的部分)内进行清除，提高了清除桩间土的效率。

步骤5、持续挖掘直至所有钢管桩的顶部与需要卸载土方底部持平，且处于既有隧道正上方的钢管桩的底端与既有隧道顶部保持安全距离。

在本实施例中，当移除了所有影响既有隧道上浮的土体后，钢管桩的顶部此时处于基坑额底部，使处于基坑底部与隧道上方之间的土体进行有效加固，同时应当注意所有的钢管桩底端与隧道保持安全距离，所谓的安全距离为不破坏隧道的距离。

钢管桩埋设在对应的土体内后，其内外壁可有效地与土体产生摩擦力(相比于实心桩摩擦力更大)，从而实现加固土体的目的，同时，因是空心薄壁结构，在钢管桩打入土体的过程中也不会破坏土体，保持了土体的稳定性，同时提高了其强度。

在卸载完成并打入钢管桩完成后，可在基坑内正常施工建筑物便可。

在本实施例中，卸载土体的过程中，通过借助钢管桩有效地加固了要卸载的土体，实现了对土体的有效加固，使得土体有效地抵消了因卸载产生的上浮力，避免了其自身上浮的同时，阻止了其下方既有隧道的上浮，进而实现了避免既有隧道上浮的目的。

本实施例通过多层自上而下顺序施工，不断下压钢管桩加固土体克服上浮力，施工顺序简单，操作便捷，效果显著，有效地克服了隧道因卸载上浮的目的。

实施例3

在本实施例中，施工的对象为处于既有隧道正上方对应地表上的土方和既有隧道正上方对应的地表向下施工开挖基坑对应的土方中的组合。

其施工方法为实施例1和2的结合，即处理的土体为自地表上土方与基坑对应的土方，其余相同。

进一步，在实施例1-3中，为了节约钢管桩的材料，同时减小对原有土体的破坏，所述钢管桩具体为由两种长度的钢管构成，两种钢管间隔式压入对应卸载层。

通过上述设置，钢管桩之间呈交错布置，进而在节约成本的同时，可有效加固土体，防止其上方，进一步防止隧道上浮。

进一步，在实施例1-3中，处于既有隧道两侧的钢管桩的长度大于处于其正上方钢管桩的长度，同时在施工预设建筑物前在钢管桩顶部施工可将所有钢管桩顶部预埋在内的地板。

通过上述设置，可在施工完成后使得既有隧道上方形成跨越其自身的板凳桩的结构，从而可进一步防止其上浮。

特别的，在实施例1-3中，当面对需要卸载土方的土质比较软的时候，在施工完成时，可在钢管桩内进行注浆，使其形成实心桩体，构成实心桩，从而达到进一步加固既有隧道上方土体的目的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防止既有隧道在其上正上方卸载土方过程中上浮的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、确定既有隧道正上方需要卸载土方的范围和深度；

步骤2、将需要卸载的土方自上而下分为多个卸载层；

步骤3、在最顶层的卸载层上均匀施工用于防止对应卸载层上浮变形的钢管桩，且每个钢管桩的顶部所在水平面与对应卸载层顶部所在水平面持平，每个钢管桩的长度不小于两个卸载层的厚度；

步骤4、自上而下的顺序开挖多个卸载层，挖掘过程中将裸露的钢管桩下压，使其顶部与下层待挖掘卸载层顶部持平；

步骤5、持续挖掘直至所有钢管桩的顶部与需要卸载土方底部持平，且处于既有隧道正上方的钢管桩的底端与既有隧道顶部保持安全距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述需要卸载的土方为处于既有隧道正上方对应地表上的土方或既有隧道正上方对应的地表向下施工开挖基坑对应的土方中的一种或二者的组合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述钢管桩具体为由两种长度的钢管构成，两种钢管间隔式压入对应卸载层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，处于既有隧道两侧的钢管桩的长度大于处于其正上方钢管桩的长度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

步骤6、在钢管桩的顶部施工预设建筑物。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

步骤6中施工预设建筑物前在钢管桩顶部施工可将所有钢管桩顶部预埋在内的底板。

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