CN113431110B - 一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，属于工程施工防护技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1：在需保护建筑物周围确定不受地层沉降的保护范围；步骤2：沿着被保护建筑物周围受保护范围临界处附近，间隔施工有一圈垂直钻孔；步骤3：将相邻的垂直钻孔之间铣削成槽，形成铣削成槽段和保护层槽体；步骤4：采用延展性隔水材料，对槽内泥浆自下而上地进行置换充填，形成置换填充段；步骤5：待延展性隔水材料固结成型、首尾相接，在新建工程的所述开挖影响区域范围附近形成一圈高延展性和强隔水性的主动保护层。本发明可保持建筑物不受周围地层沉降的影响，防止由于地层沉降产生的附加应力和不均匀沉降对建筑物的影响。如在新开挖基坑周围采用本发明技术，也可降低开挖导致的地层沉降对周围建筑的影响，从而对既有建筑物起到主动保护作用。

Description

一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法
技术领域
本发明涉及一种既有工程结构主动保护方法，属于工程施工防护技术领域。
背景技术
目前，大量工程实践表明，新建工程开挖对临近的既有工程结构存在着负面的开挖影响，造成安全隐患。由于开挖引起的工程事故案例，比如：既有建筑物地基不均匀沉降造成的建筑物开裂，深基坑开挖突涌破坏而连锁引起的临近道路路面坍塌等。这些工程事故的主要原因在于新建工程开挖破坏了原有地层及其临近工程结构的应力环境，从而使得已有工程结构基础受力不均，进而造成地基不均匀沉降；同时新建工程开挖改变了临近区域的地下水渗流通道等地质赋存环境，地下水通常会往开挖空间集中，形成降水漏斗，甚至引起突涌破坏而引发连锁灾害反应。这些工程事故严重危及人民生命财产安全，急需发明一种可削弱开挖影响而对既有工程结构进行主动保护的有效方法。
为了减小新建工程开挖引起的不利影响，当前通常采取被动地保护既有工程结构的支护方法，比如基坑开挖经常使用的各种板桩、钢管支撑、地连墙等支护技术。这些都属于被动保护方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，可保持原有应力环境及地质赋存环境，最大程度降低开挖影响，从而对既有工程结构起到主动保护，消除安全隐患。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，包括如下步骤：
步骤1：在需保护建筑物周围确定不受地层沉降的保护范围，保护范围在需保护建筑物的周围向外扩展10米以内；或在新建工程施工前，在已确定的新建工程基坑区域外部空间四周确定开挖影响区域范围。开挖影响区域范围在新建工程基坑区域向外扩展10米以内；
步骤2：沿着所述开挖影响区域范围的临界处附近，往地下间隔施工有一圈垂直钻孔，垂直钻孔的深度应穿过地下的含水裂隙层；
步骤3：将相邻的垂直钻孔之间的岩土体铣削成槽，槽深超过新建工程开挖影响深度，每两个相邻的垂直钻孔之间形成铣削成槽段，所有铣削成槽段首尾相接形成保护层槽体；
步骤4：采用固结后粘度不大于1000Pa▪s和延度大于50cm的的延展性隔水材料，在每段所述铣削成槽段内对槽内泥浆自下而上地进行置换充填，形成置换填充段；
步骤5：待所有置换填充段内的延展性隔水材料固结成型、首尾相接，在新建工程的所述开挖影响区域范围附近形成一圈对既有工程结构的抗剪切变形、不透水的主动保护层。
进一步，所述步骤2中，所述垂直钻孔直径为50mm-150mm，垂直钻孔的孔间距根据所述步骤3中的垂直钻孔间的铣削成槽技术手段确定。
进一步，所述步骤2中，所述垂直钻孔采用钻机钻孔成型。
进一步，所述步骤3中，所述铣削成槽段的槽宽50mm-150mm。
进一步，所述步骤3中，所述铣削成槽段的槽内采用泥浆护壁。
进一步，所述步骤3中，所述垂直钻孔之间的岩土体铣削成槽技术采用的成槽设备采用液压铣槽机。
进一步，将液压铣槽机的水力喷嘴置放于垂直钻孔中，调整水力喷嘴对准成槽方向，增大铣槽机的增压泵，通过高压水铣削两钻孔之间的岩土体。
所述延展性隔水材料是泡沫沥青或聚乙烯泡沫板或嵌缝密封胶。
本发明的有益效果是：本发明提供的既有工程结构主动保护方法，在新建工程开挖影响范围形成一圈延展性高和隔水性强的主动保护层，能够保持新建工程开挖前临近区域的原有地质赋存环境，特别是水文地质条件，防止在工程开挖时形成突涌破坏及其连锁灾害。
同时，本发明主动保护层具有较高的延展性、使得抗剪切大变形性能提高，可防止既有工程结构地基的不均匀沉降；另外，延展性高的保护层可以切断新建工程与既有工程结构之间的应力传递，特别是剪力传递，从而新建工程在开挖时受到的周边应力集中减小，可降低新建工程开挖时的被动支护强度，节省造价成本，提高施工速度，提高安全性。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明施工结构主视图；
图2是本发明施工结构俯视图。
图中，1、新建工程基坑区域，2、垂直钻孔，3、开挖影响区域范围，4、保护层槽体，4-1、铣削成槽段，5、置换填充段，6、主动保护层，7、既有工程结构，8、含水裂隙层。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于本领域技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
如图1-图2所示的一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，包括如下步骤：
步骤1：在需保护建筑物周围确定不受地层沉降的保护范围，保护范围在需保护建筑物的周围向外扩展10米以内；或在新建工程施工前，在已确定的新建工程基坑区域1外部空间四周确定开挖影响区域范围3。开挖影响区域范围在新建工程基坑区域1向外扩展10米以内；
步骤2：沿着所述开挖影响区域范围3的临界处附近，往地下间隔施工有一圈垂直钻孔2，垂直钻孔2的深度应穿过地下的含水裂隙层8；
步骤3：将相邻的垂直钻孔2之间的岩土体铣削成槽，槽深超过新建工程开挖影响深度，每两个相邻的垂直钻孔2之间形成铣削成槽段4-1，所有铣削成槽段4-1首尾相接形成保护层槽体4；
步骤4：采用固结后粘度不大于1000Pa▪s和延度大于50cm的的延展性隔水材料，在每段所述铣削成槽段4-1内对槽内泥浆自下而上地进行置换充填，形成置换填充段5；
步骤5：待所有置换填充段5内的延展性隔水材料固结成型、首尾相接，在新建工程的所述开挖影响区域范围3附近形成一圈对既有工程结构7的抗剪切变形、不透水的主动保护层6。
进一步，所述步骤2中，所述垂直钻孔2直径为50mm-150mm，垂直钻孔2的孔间距根据所述步骤3中的垂直钻孔2间的铣削成槽技术手段确定。
进一步，所述步骤2中，所述垂直钻孔2采用钻机钻孔成型。
进一步，所述步骤3中，所述铣削成槽段4-1的槽宽50mm-150mm。
进一步，所述步骤3中，所述铣削成槽段4-1的槽内采用泥浆护壁。
进一步，所述步骤3中，所述垂直钻孔2之间的岩土体铣削成槽技术采用的成槽设备采用液压铣槽机。
进一步，将液压铣槽机的水力喷嘴置放于垂直钻孔2中，调整水力喷嘴对准成槽方向，增大铣槽机的增压泵，通过高压水铣削两钻孔之间的岩土体。
所述延展性隔水材料是泡沫沥青或聚乙烯泡沫板或嵌缝密封胶。
本发明提供的既有工程结构主动保护方法，在新建工程开挖影响范围形成一圈延展性高和隔水性强的主动保护层，能够保持新建工程开挖前临近区域的原有地质赋存环境，特别是水文地质条件，防止在工程开挖时形成突涌破坏及其连锁灾害。同时，本发明主动保护层具有较高的延展性、使得抗剪切大变形性能提高，可防止既有工程结构地基的不均匀沉降；另外，延展性高的保护层可以切断新建工程与既有工程结构之间的应力传递，特别是剪力传递，从而新建工程在开挖时受到的周边应力集中减小，可降低新建工程开挖时的被动支护强度，节省造价成本，提高施工速度，提高安全性。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤1：在需保护建筑物周围确定不受地层沉降的保护范围，保护范围在需保护建筑物的周围向外扩展10米以内；或在新建工程施工前，在已确定的新建工程基坑区域（1）外部空间四周确定开挖影响区域范围（3）；
开挖影响区域范围在新建工程基坑区域（1）向外扩展10米以内；
步骤2：沿着所述开挖影响区域范围（3）的临界处附近，往地下间隔施工有一圈垂直钻孔（2），垂直钻孔（2）的深度应穿过地下的含水裂隙层（8）；
步骤3：将相邻的垂直钻孔（2）之间的岩土体铣削成槽，槽深超过新建工程开挖影响深度，每两个相邻的垂直钻孔（2）之间形成铣削成槽段（4-1），所有铣削成槽段（4-1）首尾相接形成保护层槽体（4）；所述铣削成槽段（4-1）的槽内采用泥浆护壁；
步骤4：采用固结后粘度不大于1000Pa▪s和延度大于50cm的延展性隔水材料，在每段所述铣削成槽段（4-1）内对槽内泥浆自下而上地进行置换充填，形成置换填充段（5）；
步骤5：待所有置换填充段（5）内的延展性隔水材料固结成型、首尾相接，在新建工程的所述开挖影响区域范围（3）附近形成一圈对既有工程结构（7）的抗剪切变形、不透水的主动保护层（6）；
所述步骤3中，所述垂直钻孔（2）之间的岩土体铣削成槽技术采用的成槽设备采用液压铣槽机；将液压铣槽机的水力喷嘴置放于垂直钻孔（2）中，调整水力喷嘴对准成槽方向，增大铣槽机的增压泵，通过高压水铣削两钻孔之间的岩土体；
所述延展性隔水材料是泡沫沥青或聚乙烯泡沫板或嵌缝密封胶。
2.根据权利要求1所述的一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，其特征在于：所述步骤2中，所述垂直钻孔（2）直径为50mm-150mm，垂直钻孔（2）的孔间距根据所述步骤3中的垂直钻孔（2）间的铣削成槽技术手段确定。
3.根据权利要求1所述的一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，其特征在于：所述步骤2中，所述垂直钻孔（2）采用钻机钻孔成型。
4.根据权利要求1或2所述的一种消除地层沉降对既有建筑物影响的主动保护方法，其特征在于：所述步骤3中，所述铣削成槽段（4-1）的槽宽50mm-150mm。
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