CN111501777B - 一种明挖基坑处理偏压的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种明挖基坑处理偏压的施工方法，所述施工方法包括步骤是：步骤1，施做偏压被动区三轴搅拌桩；步骤2，修整偏压被动区防护边坡；步骤3，施做明挖基坑两侧地下连续墙、冠梁及混凝土支撑；步骤4，施做SMW工法桩、顶部冠梁；步骤5，施做应急降水井；步骤6，施做预应力锚索；步骤7，分层开挖基坑内土方至基底；步骤8，分层施做基坑内主体结构。所述明挖基坑处理偏压的施工方法的优越效果是：通过采用三轴搅拌桩显著加强了明挖基坑偏压被动区土体的稳定性；在偏压被动区施做SMW工法桩，确保明挖基坑处理偏压的施工工程的安全性，牢固性。

Description

一种明挖基坑处理偏压的施工方法

技术领域

本发明涉及明挖工程施工领域，更详细地说，涉及一种明挖基坑处理偏压的施工方法。

背景技术

随着城市轨道交通的快速发展，明挖深基坑的修建数量越来越多。由于基坑周边环境、堆载、挖深各不相同，会使基坑两侧的围护结构受力和变形有较大的区别，造成基坑偏压。传统的设计理念是采用平面分析法，只针对对称的深基坑开挖，两侧的支护体系承受水土压力均匀。不能解决非对称的深基坑开挖及两侧的支护体系承受水土压力不均匀的施工难题。

在现有技术中，例如发明专利申请公开号CN 109736318 A提供了一种隧道基坑施工方法，用于挖设隧道两端的工作井，隧道基坑施工方法包括：施工准备步骤：将隧道基坑按深度方向从上到下依次分为多层基层，从上到下依次对多层基层进行施工；基坑地面施工步骤：环绕基坑的周边浇筑冠梁和支撑梁；第一层基层施工步骤：对位于基坑的最上面的第一层基层开挖土石方同时进行钢结构支撑；在第一层基层的土石方开挖完毕后对第一层基层的基坑侧面安装支撑架并向第一层基层的侧面施加预应力；第二层施工步骤：对基坑的第二层基层进行钢结构支撑和开挖；在开挖土石方同时采用桩间网喷混凝土自上而下对边坡进行加固；该发明的隧道基坑施工方法不适用于具有偏压的隧道基坑施工。

又例如专利申请号201810205304公开了一种可解决深浅基坑中坑偏压问题的内支撑结构，包括位于深基坑和浅基坑边缘位置的地下连续墙以及位于深基坑和浅基坑交界处的隔墙，其特征在于：还包括位于浅基坑底部的支撑梁和位于深基坑内的中部内支撑；所述的支撑梁为铺设于浅基坑内结构基础下方的钢筋混凝土结构，支撑梁沿水平方向布置于浅基坑的地下连续墙和隔墙之间；所述的中部内支撑为沿水平方向支撑于深基坑的地下连续墙和隔墙之间的钢筋混凝土结构，中部内支撑与支撑梁持平且分置于隔墙两侧。

再如专利申请公开号CN 108412503 A公开了一种偏压浅埋隧道洞口施工防护结构及其施工方法，属于隧道施工领域，目的是实现洞口临时支护前的零开挖，避免刷坡对山体的扰动。包括设置于山体的外侧的护拱、重力式挡墙和管棚，重力式挡墙与浅埋侧拱脚外侧并紧贴浅埋侧拱脚。其施工方法为顺序进行边坡预处理、施工拱顶段、管棚施工、浅埋侧拱脚施工、重力式挡墙施工、深埋侧拱脚施工以及回填。拱顶段安装前及安装中无需对山体进行开挖，浅埋侧拱脚和深埋侧拱脚安装时，仅在拱脚处进行开挖，从而减少了开挖的工程量，降低了洞口防护时对山体的扰动。抵抗山体偏压的重力式挡墙的设置，开挖量小，对山体的扰动小，施工方便，该施工顺序能够及时获得抗山体偏压作用，抗偏压作用获取周期短。

以上施工方法未考虑隧道施工中从结构设置及施工工艺上解决非对称的深基坑开挖过程中一直存在的偏压问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种明挖基坑处理偏压的施工方法，所述施工方法的具体步骤如下：

步骤1，施做偏压被动区三轴搅拌桩：

步骤1.1，开挖三轴搅拌桩导沟，搅拌切削边坡原状土体，并施加水泥复合固化剂，在地基土中进行原位搅拌水泥复合固化剂，待水泥复合固化剂与地基土固化后形成桩体，以用作加固土体；

步骤1.2，调节钻机就位，采用钻杆垂直度测量仪测量钻杆垂直度，钻机垂直度偏差控制在1/250以内；

步骤1.3，钻机下钻搅拌切削原状土体至临近基坑底部，三轴搅拌桩的桩底加固至临近基坑底部距离A不小于4m，防止明挖基坑围护结构地连墙施工过程中的机械扰动造成边坡失稳；

步骤1.3，提升钻杆复搅土体，施做下一根三轴搅拌桩，桩体咬合搭接长度不小于250mm；

步骤2，修整偏压被动区防护边坡：

步骤2.1，采用挖掘机修整边坡，中部设平台，平台宽度不小于2m；

步骤2.2，在修整后的边坡施做钢花管，对钢花管采用纯水泥浆加固，钢花管水平角度C不小于15°；

步骤2.3，采用100m厚C20早强混凝土进行坡面防护，以防止雨水冲刷造成土体流失；

步骤3，施做明挖基坑两侧地下连续墙、冠梁及混凝土支撑：

步骤3.1，施做地下连续墙导墙，利用成槽机开挖槽段内土体，下放地连墙钢筋笼，安装导管及料斗，浇筑混凝土；

步骤3.2，凿除地下连续墙桩头浮浆，绑扎冠梁及混凝土支撑钢筋，中部预埋用作锚索张拉穿绳的PVC套管，并安装模板、浇筑混凝土；

步骤4，施做SMW工法桩、顶部冠梁：

步骤4.1，SMW工法桩桩体距离明挖基坑边缘D不小于12m，开挖SMW工法桩导沟，调节钻机就位，测量钻杆垂直度，钻杆垂直度不小于1/250，制拌水泥浆液；

步骤4.2，钻机钻进过程中注入拌制的混凝土浆液并进行搅拌切削的原状土体，嵌入强风化泥质粉砂岩，距离不小于0.5m；

步骤4.3，匀速提升钻杆，复搅土体，内插H型钢，隔一插一，施做下一根三轴搅拌桩；

步骤4.4，施做SMW工法桩的顶部冠梁；

步骤4.5，预埋PVC套管，以用作锚索张拉穿绳套管；

步骤4.6，安装模板，浇筑混凝土2遍，2遍浇筑混凝土之间相隔4h；

步骤5，施做应急降水井：

利用反循环钻机钻机成降水井井孔，下放钢护筒，安装潜水泵及泵管抽排地下水，降低明挖基坑外侧地下水产生的水压力；

步骤6，施做预应力锚索：

步骤6.1，在地下连续墙顶部冠梁内侧穿入预应力锚索至SMW工法桩顶部冠梁外侧，锚具夹具与冠梁间加设钢垫板，采用单孔张拉机进行预应力锚索张拉；

步骤6.2，分5级进行预应力锚索张拉，张拉力5级递增顺序为：5％、25％、50％、75％、100％；

步骤7，分层开挖基坑内土方至基底，开挖过程中监测基坑围护结构地下连续墙墙体变化情况，分段灌浆分级张拉补充预应力锚索拉力，以弥补因基坑两侧土压力不平衡造成的偏压；

步骤8，分层施做基坑内主体结构，分层厚度为0.3-0.5m，相邻两层浇筑混凝土的时间相隔不大于0.5h，回填基坑内主体结构顶部至地面，拆除锚索，恢复地面。

本发明所述明挖基坑处理偏压的施工方法的优越效果如下：

1，本发明通过采用三轴搅拌桩、坡面防护及钢花管注浆加固边坡土体，显著加强了明挖基坑偏压被动区土体的稳定性；

2，本发明在偏压被动区施做SMW工法桩，通过预应力锚索拉结进行明挖基坑围护结构地下连续墙，防止基坑两侧水土压力不平衡造成基坑失稳，确保明挖基坑处理偏压的施工工程的安全性，牢固性。

附图说明

图1为本发明所述明挖基坑偏压处理方法的剖面图；

图2为本发明所述明挖基坑偏压处理方法的平面图。

图中标记：1-三轴搅拌桩，2-钢花管，3-C20早强混凝土，4-地下连续墙，5-地连墙顶部冠梁，6-混凝土支撑，7-SMW工法桩，8-工法桩顶部冠梁，9-强风化泥质粉砂岩，10-H型钢，11-应急降水井，12-预应力锚索，13-锚具夹具，14-钢垫板，15-基底，16-主体结构，A-三轴搅拌桩入临近基底深度，B-边坡防护平台宽度，C-钢花管倾斜角度，D-SMW工法桩距离地下连续墙。

具体实施方式

下面将结合说明书附图对本发明具体实施例做进一步的详细说明。

实施例1

如图1-2所示，所述一种明挖基坑处理偏压的施工方法包括如下步骤：

步骤1，施做偏压被动区三轴搅拌桩1：

步骤1.1，开挖三轴搅拌桩1导沟，搅拌切削边坡原状土体，并施加水泥复合固化剂，在地基土中进行原位搅拌水泥复合固化剂，待水泥复合固化剂与土固化后形成桩体，以用作加固土体；

步骤1.2，调节钻机就位，采用钻杆垂直度测量仪测量钻杆垂直度，钻机垂直度偏差控制在1/250以内；

步骤1.3，钻机下钻搅拌切削原状土体至临近基坑底部，三轴搅拌桩1的桩底加固至临近基坑底部距离A不小于4m，防止明挖基坑围护结构地连墙施工过程中的机械扰动造成边坡失稳；

步骤1.3，提升钻杆复搅土体，施做下一根三轴搅拌桩，桩体咬合搭接长度不小于250mm；

步骤2，修整偏压被动区防护边坡：

步骤2.1，采用挖掘机修整边坡，中部设平台B，平台B宽度不小于2m；

步骤2.2，在修整后的边坡施做钢花管2，对钢花管2采用纯水泥浆加固，钢花管2水平角度C不小于15°；

步骤2.3，采用100m厚C20早强混凝土3进行坡面防护，以防止雨水冲刷造成土体流失；

步骤3，施做明挖基坑两侧地下连续墙4、冠梁5及混凝土支撑6：

步骤3.1，施做地下连续墙4导墙，利用成槽机开挖槽段内土体，下放地连墙钢筋笼，安装导管及料斗，浇筑混凝土；

步骤3.2，凿除地下连续墙4桩头浮浆，绑扎冠梁5及混凝土支撑6钢筋，中部预埋用作锚索张拉穿绳的PVC套管，并安装模板、浇筑混凝土；

步骤4，施做SMW工法桩7、顶部冠梁8：

步骤4.1，SMW工法桩7桩体距离明挖基坑边缘D不小于12m，开挖SMW工法桩7导沟，调节钻机就位，测量钻杆垂直度，钻杆垂直度不小于1/250，拌制混凝土；

步骤4.2，钻机钻进过程中注入拌制的混凝土并搅拌切削的原状土体，嵌入强风化泥质粉砂岩9，距离不小于0.5m；

步骤4.3，匀速提升钻杆，复搅土体，内插H型钢10，隔一插一，施做下一根三轴搅拌桩(图中未示)；

步骤4.4，施做SMW工法桩7的顶部冠梁8；

步骤4.5，预埋PVC套管，以用作锚索张拉穿绳套管(图中未示)；

步骤4.6，安装模板(图中未示)，浇筑混凝土2遍，2遍浇筑混凝土之间相隔4h；

步骤5，施做应急降水井11：

利用反循环钻机钻机成降水井11井孔，下放钢护筒，安装潜水泵及泵管抽排地下水，降低明挖基坑外侧地下水产生的水压力；

步骤5.2，在降水井11井孔的孔壁与钢护筒之间填充反滤材料；

步骤6，施做预应力锚索12：

步骤6.1，在地下连续墙顶部冠梁5内侧穿入预应力锚索12至SMW工法桩7顶部冠梁8外侧，锚具夹具13与冠梁间加设钢垫板14，采用单孔张拉机张拉预应力锚索12；

步骤6.2，按照5级张拉力对预应力锚索12进行张拉，五级张拉力依次递增顺序为：5％、25％、50％、75％、100％；

步骤7，分层开挖基坑内土方至基底15，开挖过程中监测基坑围护结构地下连续墙4墙体变化情况，分段灌浆分级张拉补充预应力锚索12拉力，以弥补因基坑两侧土压力不平衡造成的偏压；

步骤8，分层施做基坑内主体结构16，分层厚度为0.3-0.5m，相邻两层浇筑混凝土的时间相隔不大于0.5h，回填基坑内主体结构顶部至地面，拆除锚索12，恢复地面。

进一步的，步骤1.1所述水泥复合固化剂由以下重量份配比的各组分制成：普通硅酸盐水泥3～7份、粘结剂30～40份、增强剂10～20份、早强剂4～6份、防水剂4～8份、填充剂5～10份、减水剂1～3份、分散剂5～7份、引气剂0.01～0.03份。

进一步的，步骤2.2所述注浆采用纯水泥浆水灰比为1:0.45，另外再掺入水泥用量3％的复合型早强抗冻剂。

进一步的，步骤4.1所述水泥浆液的水与水泥之比为1.25∶1，并在水泥浆液中分别掺加为水泥浆液重量份的0.02份的缓凝剂，缓凝剂为三聚磷酸钠、酒石酸钾钠中的一种。

进一步的，步骤5.2所述反滤层材料为粘土或粒径小于2mm的细沙石。

进一步的，步骤6.2所述张拉力不得超过基坑支撑设计轴力的10％。

实施例2

本实施例中，所述水泥复合固化剂由以下重量份配比的各组分：硅酸盐水泥5份、粘结剂35份、增强剂15份、早强剂5份、防水剂6份、填充剂7.5份、减水剂2份、分散剂6份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述增强剂按照重量份由硫酸钙4份、硅灰7份、聚丙烯纤维4份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述早强剂按照重量份由三乙醇胺2.5份、氢氧化锂2.5份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述的防水剂按重量份由氯化铝2份、硅酸钠2份、甲基硅酸钠1份、硬脂酸钙2份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述填充剂按重量份由滑石粉4份、珍珠岩3份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述粘结剂按重量份由聚氨酯改性聚丙烯酸酯复合胶粉20份、海藻酸钠6份、聚丙烯酰胺6份，均匀混合制成。

进一步的，本实施例中，所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂。

进一步的，本实施例中，分散剂为乙烯基双硬脂酰胺。

实施例2其余部分与实施例1相同。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种明挖基坑处理偏压的施工方法，所述施工方法的具体步骤如下：

步骤1，施做偏压被动区三轴搅拌桩：

步骤1.1，开挖三轴搅拌桩导沟，搅拌切削边坡原状土体，并施加水泥复合固化剂，在地基土中进行原位搅拌水泥复合固化剂，待水泥复合固化剂与土固化后形成桩体，以用作加固土体；

步骤1.2，调节钻机就位，采用钻杆垂直度测量仪测量钻杆垂直度，钻机垂直度偏差控制在1/250以内；

步骤1.3，钻机下钻搅拌切削原状土体至临近基坑底部，三轴搅拌桩的桩底加固至临近基坑底部距离A不小于4m，防止明挖基坑围护结构地连墙施工过程中的机械扰动造成边坡失稳；

步骤1.3，提升钻杆复搅土体，施做下一根三轴搅拌桩，桩体咬合搭接长度不小250mm；

步骤2，修整偏压被动区防护边坡：

步骤2.1，采用挖掘机修整边坡，中部设平台，平台宽度不小于2m；

步骤2.2，在修整后的边坡施做钢花管，对钢花管采用纯水泥浆加固，钢花管水平角度C不小于15°；

步骤2.3，采用100m厚C20早强混凝土进行坡面防护，以防止雨水冲刷造成土体流失；

步骤3，施做明挖基坑两侧地下连续墙、冠梁及混凝土支撑：

步骤3.1，施做地下连续墙导墙，利用成槽机开挖槽段内土体，下放地连墙钢筋笼，安装导管及料斗，浇筑混凝土；

步骤3.2，凿除地下连续墙桩头浮浆，绑扎冠梁及混凝土支撑钢筋，中部预埋用作锚索张拉穿绳的PVC套管，并安装模板、浇筑混凝土；

步骤4，施做SMW工法桩、顶部冠梁：

步骤4.1，SMW工法桩桩体距离明挖基坑边缘D不小于12m，开挖SMW工法桩导沟，调节钻机就位，测量钻杆垂直度，钻杆垂直度不小于1/250，制拌水泥浆液；

步骤4.2，钻机钻进过程中注入拌制的混凝土浆液并进行搅拌切削的原状土体，嵌入强风化泥质粉砂岩，距离不小于0.5m；

步骤4.3，匀速提升钻杆，复搅土体，内插H型钢，隔一插一，施做下一根三轴搅拌桩；

步骤4.4，施做SMW工法桩的顶部冠梁；

步骤4.5，预埋PVC套管，以用作锚索张拉穿绳套管；

步骤4.6，安装模板，浇筑混凝土2遍，2遍浇筑混凝土之间相隔4h；

步骤5，施做应急降水井：

利用反循环钻机钻机成降水井井孔，下放钢护筒，安装潜水泵及泵管抽排地下水，降低明挖基坑外侧地下水产生的水压力；

步骤6，施做预应力锚索：

步骤6.1，在地下连续墙顶部冠梁内侧穿入预应力锚索至SMW工法桩顶部冠梁外侧，锚具夹具与冠梁间加设钢垫板，预应力锚索张拉采用单孔张拉机；

步骤6.2，预应力锚索张拉整体分5级进行张拉，张拉力依次递增顺序为：5％、25％、50％、75％、100％；

步骤7，分层开挖基坑内土方至基底，开挖过程中监测基坑围护结构地下连续墙墙体变化情况，分段灌浆分级张拉补充预应力锚索拉力，以弥补因基坑两侧土压力不平衡造成的偏压；

步骤8，分层施做基坑内主体结构，分层厚度为0.3-0.5m，相邻两层浇筑混凝土的时间相隔不大于0.5h，回填基坑内主体结构顶部至地面，拆除锚索，恢复地面。

2.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，步骤1.1所述水泥复合固化剂由以下重量份配比的各组分制成：普通硅酸盐水泥3～7份、粘结剂30～40份、增强剂10～20份、早强剂4～6份、防水剂4～8份、填充剂5～10份、减水剂1～3份、分散剂5～7份、引气剂0.01～0.03份。

3.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，所述水泥复合固化剂由以下重量份：硅酸盐水泥5份、粘结剂35份、增强剂15份、早强剂5份、防水剂6份、填充剂7.5份、减水剂2份、分散剂6份，均匀混合制备而成。

4.按照权利要求3所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，所述粘结剂按照重量份由聚氨酯改性聚丙烯酸酯复合胶粉20份、海藻酸钠6份、聚丙烯酰胺6份混合而成；

所述增强剂按照重量份由硫酸钙4份、硅灰7份、聚丙烯纤维4份混合而成；

所述早强剂按照重量份由三乙醇胺2.5份、氢氧化锂2.5份混合而成；

所述防水剂按重量份由氯化铝2份、硅酸钠2份、甲基硅酸钠1份、硬脂酸钙2份混合而成；

所述填充剂按重量份由滑石粉4份、珍珠岩3份经搅拌均匀混合制备；

所述减水剂为木质素磺酸盐减水剂；

所述分散剂为乙烯基双硬脂酰胺。

5.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，步骤2.2中 注浆采用纯水泥浆的水灰比为1:0.45，另掺入水泥用量3％的复合型早强抗冻剂。

6.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，步骤4.1所述水泥浆液的水与水泥之比为1.25∶1，并在水泥浆液中分别掺加为水泥浆液重量份的0.02份的缓凝剂，缓凝剂为三聚磷酸钠。

7.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，步骤5所述降水井井孔与钢护筒之间回填反滤层，反滤层材料为粘土或粒径小于2mm的细沙石。

8.按照权利要求1所述明挖基坑处理偏压的施工方法，其特征在于，步骤6.2所述张拉力小于等于基坑支撑设计轴力的10％。

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