CN113026778A - 一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，封底结构包括插入地下的止水帷幕，分隔墙、圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体、Ⅱ序灌浆防渗体、防渗底板，圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体、Ⅱ序灌浆防渗体相互胶结形成了防渗底板；施工方法包括以下步骤：步骤一形成插入地下的止水帷幕和分隔墙，步骤二进行旋喷施工并形成圆柱防渗体，步骤三进行I序灌浆孔钻孔施工，步骤四进行I序灌浆孔灌浆施工并形成I序灌浆网状防渗体，步骤五进行Ⅱ序灌浆孔钻孔施工，步骤六进行Ⅱ序灌浆孔灌浆施工并形成Ⅱ序灌浆防渗体。

Description

一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法

技术领域

本发明专利涉及一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，属于建筑工程止水技术领域。

背景技术

随着我国城市化进程的步伐加快，地下空间的开发利用得到迅猛发展，基坑工程越来越普遍，目前富水地层且无明显隔水层的基坑开挖工程中，通常采用降水、水下混凝土浇筑、冻结、基础底部全断面注浆四种方法来解决地下水水位高于基坑底部的施工问题。

第一种降水法是指，首先采用地下连续墙、咬合桩或钻孔桩以及相应的止水帷幕等作为维护结构，维护结构完成后进行坑内外降水，在地下水位降低到设计水位后进行基坑开挖施工。该方法具有施工方便、安全可靠的优点，但是降水也会不同程度的引起周边环境沉降及水资源浪费的问题。对于水资源匮乏、建筑物密集的区域，该方法在逐步禁止使用。

第二种水下混凝土浇筑法是指，采用地下连续墙、咬合桩或钻孔桩以及相应的止水帷幕等作为维护结构，采用素混凝土墙作为分割墙，然后水下开挖到设计深度后进行水下混凝土底板浇筑。该方法无需降水、施工风险及对周围环境影响小，但是水下开挖及浇筑施工难度大、造价高且不适用于暗挖工况。

第三种冻结法是指，利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，以便在冻结壁的保护下进行基坑开挖施工。该方法具有环保无污染、工期短、效果好、适用范围广等优点，但是造价极高。

第四种基础底部全断面注浆是指，首先采用地下连续墙、咬合桩或钻孔桩以及相应的止水帷幕等作为维护结构，然后在基坑底部进行全范围注浆隔水。该方法的优点是无需降水、施工风险小、对周边环境影响小，但是浆液扩散不易控制、浆液有效利用率低、灌浆效果均匀性无法保证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，解决目前基坑封底造价高、对周边建筑影响大及注浆封底浆液扩散不可控等问题。

一种潜水砂卵石地层基坑封底结构，包括插入地下的止水帷幕、止水帷幕下部分隔墙，圆柱防渗体、I序灌浆孔、I序灌浆网状防渗体、Ⅱ序灌浆孔、Ⅱ序灌浆防渗体、防渗底板。插入地下的止水帷幕由地连墙、灌注桩、搅拌桩、旋喷桩或者注浆体形成；分隔墙由旋喷桩、搅拌桩或者注浆体形成；圆柱防渗体为旋喷工艺形成的旋喷桩，不同圆柱防渗体相互分隔；I序灌浆孔位于相邻圆柱防渗体中心连线的中点，Ⅱ序灌浆孔位于相互斜对圆柱防渗体中心连线的中点。圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体、Ⅱ序灌浆防渗体相互胶结共同形成防渗底板，圆柱防渗体限制了I序灌浆孔灌浆过程中浆液的扩散方向及范围；圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体共同将防渗底板空间分隔为相互分隔的近似圆形的狭小区域，限制了Ⅱ序灌浆孔灌浆过程中浆液的扩散空间。

一种潜水砂卵石地层基坑封底施工方法包括以下步骤：

步骤一：根据地下水水位深度、基坑开挖面积及深度、基坑底部承受的静水压力确定止水帷幕1厚度、分隔墙2间距及高度、防渗底板5厚度；采用地连墙、咬合桩或旋喷桩等形成止水帷幕1，采用旋喷桩或注浆体在基坑下部形成分隔墙2，分隔墙2将基坑分为若干区域；

步骤二：选择基坑一分隔区域，进行旋喷施工形成圆柱防渗体3；

步骤三：圆柱防渗体3施工完成5-10天后进行I序灌浆孔4钻孔施工；

步骤四：进行I序灌浆孔4注浆施工，注浆形成I序灌浆网状防渗体5；

步骤五：I序灌浆孔注浆完成5-10天后，进行Ⅱ序灌浆孔6钻孔施工；

步骤六：进行Ⅱ序灌浆孔6注浆施工，注浆形成Ⅱ序灌浆防渗体7；

步骤七：进行剩下区域施工，重复步骤二、三、四、五、六。

对比既有技术本发明具有如下优点和有益效果：

1、本发明一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，通过旋喷桩形成相互分隔的圆柱防渗体，I序灌浆孔位于相邻圆柱防渗体中心连线的中点，这样圆柱防渗体很好限制了I序灌浆孔灌浆过程中浆液的扩散方向及范围。

2、本发明一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，通过I序灌浆孔灌浆形成I序灌浆网状防渗体，圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体共同将防渗底板空间分隔为相互分隔的近似圆形的狭小区域，Ⅱ序灌浆孔位于各狭小空间区域的中心；这样圆柱防渗体、I序灌浆网状防渗体可以共同限制Ⅱ序灌浆孔灌浆过程中浆液的扩散空间，提高浆液的扩散均匀性。

3、本发明一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，较单独采用旋喷工艺进行基坑封底，可避免因旋喷引孔偏斜及浆液被水流稀释冲刷导致的防渗效果不佳的问题，且具有较高的经济性；较单独采用注浆全断面封底可提高浆液有效利用率、增强防渗底板防渗效果及强度。

4、本发明一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，使用的机械均小而灵活，适用于明挖、暗挖等工况。

本发明一种潜水砂卵石地层基坑封底结构及施工方法，是综合了旋喷及灌浆技术的各自优势，在本发明基础上通过改变旋喷孔位间距使得旋喷桩咬合、桩间距增大、桩间距减小，通过改变旋喷孔位与注浆孔位的位置关系，改变防渗体形状，均在本发明保护范围内。

附图说明

此处附图用来对本发明的进一步说明，构成本发明的一部分，但不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明封底结构施工步骤图；

图2为本发明封底结构纵剖面示意图；

图3为本发明封底结构横剖面示意图；

附图中标记及相应部件名称：

1-止水帷幕、2-分隔墙、3-圆柱防渗体、4-I序灌浆孔、5-I序灌浆网状防渗体、6-Ⅱ序灌浆孔、7-Ⅱ序灌浆防渗体、8-防渗底板、9-水位，10-上覆土。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作出近一步详细说明。

实施例

本实施例背景为北京某地铁车站，车站采用暗挖逆作法施工，长317.6米、宽25.3米、高16.87m、顶板覆土11.9m，车站底板位于强透水性的砂卵石层，地下水位线位于车站底板以上5米。

如图1所示，一种潜水砂卵石地层基坑封底结构，其包括插入地下的止水帷幕1、分隔墙2、圆柱防渗体3、I序灌浆网状防渗体5、Ⅱ序灌浆防渗体7、防渗底板8；施工步骤如图2。

（a）根据水文地质条件及车站尺寸，确定止水帷幕1顶部埋深11.9m、底部埋深42.27m、厚度0.9m，分仓结构2顶部埋深30.77米、底部埋深36.77m、高6m、宽1.5m，防渗底板5顶部埋深30.77米、底部埋深36.77m、厚度6m；圆柱防渗体设计为直径1.5m的旋喷桩，间距2.4m，I序灌浆孔位于相邻圆柱防渗体中心连线的中点；Ⅱ序灌浆孔位于相互斜对圆柱防渗体中心连线的中点。

（b）止水帷幕1采用直径为0.9m的咬合桩形成，桩间咬合厚度0.3m。

（c）分仓结构2采用直径为1.5m高压旋喷桩咬合形成，咬合厚度0.3m。

（d）圆柱防渗体3采用直径为1.5m高压旋喷桩咬合形成，旋喷桩间距2.4m。

（e）圆柱防渗体3施工完成5-10天后进行I序灌浆孔4钻孔施工，钻孔完成后进行I序灌浆孔4注浆施工，注浆浆液选择水泥水玻璃浆液，注浆形成I序灌浆网状防渗体5。

（f）I序灌浆孔4注浆完成5-10天后，进行Ⅱ序灌浆孔6钻孔施工，钻孔完成后进行Ⅱ序灌浆孔6注浆施工，注浆浆液选择超细水泥浆液或者多比级浆液，注浆形成Ⅱ序灌浆防渗体7。

（g）：进行剩下区域施工，重复步骤（e）、（f）。

以上实施方式及说明仅用于阐述本发明的技术方案，并不作出对发明保护范围的限定，凡在本发明的原则之内作出修改、替换、改进，均包含在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种潜水砂卵石地层基坑封底结构，其特征在于包括插入地下的止水帷幕（1）、分隔墙（2）、圆柱防渗体（3）、I序灌浆孔（4）、I序灌浆网状防渗体（5）、Ⅱ序灌浆孔（6）、Ⅱ序灌浆防渗体（7）、防渗底板（8）；圆柱防渗体（3）、I序灌浆网状防渗体（5）共同将防渗底板空间分隔为相互分隔的近似圆形的狭小区域；圆柱防渗体（3）、I序灌浆网状防渗体（5）、Ⅱ序灌浆防渗体（7）相互胶结共同形成防渗底板（8）。

2.根据权利要求1所述的一种潜水砂卵石地层基坑封底结构，其特征在于所述的圆柱防渗体（3）彼此相互分隔，I序灌浆孔（4）位于相邻圆柱防渗体（3）中心连线的中点，Ⅱ序灌浆孔（6）位于相互斜对圆柱防渗体（3）中心连线的中点。

3.一种潜水砂卵石地层基坑封底施工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：根据地下水水位深度、基坑开挖面积及深度、基坑底部承受的静水压力确定止水帷幕（1）厚度、分隔墙（2）间距及高度、防渗底板（5）厚度；采用地连墙、咬合桩或旋喷桩等形成止水帷幕（1），采用旋喷桩或注浆体在基坑下部形成分隔墙（2），分隔墙（2）将基坑分为若干区域；

步骤二：选择基坑某分隔区域，进行旋喷施工形成圆柱防渗体（3）；

步骤三：圆柱防渗体（3）施工完成5-10天后进行I序灌浆孔（4）钻孔施工；

步骤四：进行I序灌浆孔（4）注浆施工，形成I序灌浆网状防渗体（5）；

步骤五：I序灌浆孔（4）注浆完成5-10天后，进行Ⅱ序灌浆孔（6）钻孔施工；

步骤六：进行Ⅱ序灌浆孔（6）注浆施工，形成Ⅱ序灌浆防渗体（7）；

步骤七：进行剩下区域施工，重复步骤二、三、四、五、六。

4.根据权利要求4所述的一种潜水砂卵石地层基坑封底施工方法，其特征在于Ⅱ序灌浆孔（6）注浆压力较I序灌浆孔（4）注浆压力增大。

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