CN114622574A - 一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法、支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于深基坑修建技术领域，公开了一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法、支护装置。施工内侧围护桩和外侧截水帷幕，围护桩之间打设若干根桩间旋喷桩；施作桩顶冠梁和第一道混凝土支撑；超前小导管末端锚入外侧截水帷幕；超前小导管末端锚入截水帷幕；将超前小导管端部与钢筋网片及植入连接筋焊接为一体，喷射混凝土封闭桩间土体；斜向下打设超前小导管，注浆加固桩间土层；重复上述土体开挖、超前小导管的打设和桩间土注浆加固以及桩间网喷的施工流程，直至基坑开挖至设计基底标高。本发明减少了抽排水量，最大程度上减小地下水位下降对周边建构筑物的影响，保护了地下水资源；本发明围护桩施作成功率更高、造价更低廉，缩短工程工期的同时也降低了工程成本。

Description

一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法、支护装置

技术领域

本发明属于深基坑修建技术领域，尤其涉及一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法、支护装置。

背景技术

目前，进入21世纪以来，随着我国城市进程的快速发展，城市人口数量迅速增长，城市建设用地也迅速扩大，导致城市交通拥堵，建设用地资源日趋紧张，成为制约城市可持续发展和城市化进程的一大因素。为缓解城市建设空间不足的问题，人们将开发规划的方向从地上转向地下，地下空间的合理开发是解决城市人口过密、地面交通拥堵的有效途径。

随着地下空间研究和利用的热度增长，形成了一些较为系统的基坑开挖支护方法，根据基坑所在地质、水文和周边环境的不同，地下连续墙支护、土钉墙支护、排桩支护、深层搅拌支护和锚杆支护以及一些组合式的支护方法都有成功运用的案例。

近年来，随着重庆城市化进程的加速发展，城市用地日趋紧张，受重庆特有地形地貌的限制，开山填谷的场地越来越多，该类场地多为开山放炮形成的块石填土，夹杂着一些粉质黏土，岩性多为砂岩和砂质泥岩等。填筑方式为无组织的抛填，填料之间的空隙率高达30%以上，级配不连续，土质不均匀，最大粒径可达2米左右。抛填之后碾压不密实，再加上固结时间较短，普遍具有以下特点：

（1）抛填土体量大且块石含量较高，导致不均匀沉降明显；

（2）抛填土碾压不到位，空隙率高，透水性强，该种地层降水难度大；

（3）抛填前的场地多为作为城市渣场使用的冲沟，容易汇集地表、地下水，且抛填土年限较短，未达到正常固结，湿陷沉降较大。

由于城市用地的日益紧张，许多工程的选址不得不选在不适宜进行工程建设的抛填土地带，抛填土所特有的性质给基坑开挖时支护方法的选用造成了很大的困难。上文所述的土钉墙支护和锚杆支护均是主动式支护，利用土钉或锚杆与土体共同工作的原理达到支护土体的目的，适用于土质较好，开挖深度不大的基坑工程。针对地下水含量丰富的区域常见的处理地下水的方法分为区域降水法和截水法两种方法，其中降水法技术复杂、降水成本较高，降水影响区域较大，容易引起周边建（构）筑物下沉和地下水资源污染，目前市区内多采用截水法进行施工。

地下连续墙、咬合桩及“围护桩+截水帷幕”等工法是深基坑截水开挖工程最常应用的工法，这些工法虽然在重庆抛填土区域内的工程中也有成功应用的先例，但是从相关工程完工后的总结报告和公开发表的文献资料来看，存在以下弊端：

（1）抛填土为欠固结状态，地下水含量又高，造成地下连续墙施工时成槽难度大，塌孔频繁，地下连续墙原本造价就高，抛填土又进一步增大了施工成本；

（2）咬合桩分为软切割和硬切割两种，若采用软切割工艺，荤桩需要在先打入的两根素桩完成初凝之前将荤桩施工完成，由于素桩混凝土还处于流动状态，荤桩钻孔施工的过程中素桩混凝土极易流入荤桩钻孔内，造成混凝土管涌，影响截水效果；若采用硬切割工艺，荤桩在素桩凝固成型之后进行施工，需要用到功率较大的套管钻机施工，施工成本较高，且荤素桩不同时成型，交界处会形成冷缝，成为截水的薄弱部位；

（3）围护桩+截水帷幕的支护方式弊端在于前排围护桩在满足基坑开挖整体稳定性的前提下，由于抛填土欠固结、易变形的特点，为保证桩间土体的稳定性，必须要减小围护桩的桩间距，大大增加了工程的造价和工期。

随着抛填土深基坑工程越来越多，常规的支护开挖方法或支护效果差或工程造价高，不能呈现出很好的适用性，开发一种适用于富水抛填土深基坑截水开挖的修建方法，该方法在满足工程安全的前提下，较常规工法具有造价小、工期短、环境影响可控等方面优势，不仅是工艺进步的需求，更有技术性、经济性等内在发展需要，对类似于重庆等开山填谷区域较多城市的工程建设发展具有重大而积极的意义。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

（1）现有技术在富水抛填土深基坑工程中降水实施难度大、降水引起周边环境变形不可控、风险高、可实施性差。

（2）现有技术不能很好地适用于物理性状差、随机性大的填土层，易导致桩间抛填土稳定性难以保证、开挖风险高、围护桩需小间距布置（非受力需要）、综合经济性差。

（3）现有技术施工工期长，施工成本高。

解决以上问题及缺陷的难度为：首先要保证截水帷幕有良好的截水性能，抛填土层中含水量丰富，现有技术在实施的过程中基坑侧壁渗漏水现象时有发生，不仅会使基坑施作过程中的抽水量大大增加，还会增大基坑开挖对周边环境的影响；其次要解决基坑稳定性与工程造价不能兼得的问题，现有技术在实施的过程中为防止抛填土从桩间“流出”会把桩间距布设的很小，使得围护桩设置的数量大大增加，基坑整体稳定系数远大于规范所规定的值，无形中增大了工程造价；最后，要解决在深厚富水抛填土层中围护桩不易成桩的问题，现有技术在深厚富水抛填土层中经常出现的质量缺陷是施工单位最为头疼的问题之一，频频的返工使得施工工期和施工成本大幅增加。

解决以上问题及缺陷的意义为：

（1）截水帷幕良好的截水性能不仅能够降低基坑开挖期间的降排水量、节约施工成本，还能有效杜绝渗漏水引起的坑外水土流失现象，减小坑外地层变形，提高基坑工程施工期间的安全性，降低对周边环境的影响；

（2）实现围护桩的桩间距不再受制于抛填土的流动特性，在基坑整体稳定性验证合格的前提下增大桩间距能够有效减少施工工序更复杂、工程造价更高的围护桩布置数量，既能保证基坑的安全又能实现降低成本、缩短工期的目标；

（3）针对深厚富水抛填土的特性，在设计过程中规避容易引起混凝土管涌、截水帷幕出现渗漏水问题的因素，能够有效提高现场施工进度，降低施工质量问题的发生率，在缩减工期的同时降低施工成本。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法、装置及应用。所述技术方案如下：

在一个实施例中，一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，包括以下步骤：

步骤一：平整场地，桩位放样，施工内侧围护桩和外侧截水帷幕，围护桩之间打设若干根桩间旋喷桩；

步骤二：待内侧围护桩达到设计强度后，沿内侧围护桩开挖土方至冠梁底标高处，凿除桩头浮浆，施作桩顶冠梁，并架设第一道混凝土支撑；

步骤三：在相邻围护桩之间朝基坑外侧斜向下打设超前小导管，使超前小导管末端锚入外侧截水帷幕，超前小导管与竖直面夹角控制在15º~25º，注浆加固桩间土体；

步骤四：待注浆体达到设计强度后继续开挖基坑，同时进行桩间清理，挂设钢筋网片，并将超前小导管端部与钢筋网片及植入连接筋焊接为一体，喷射混凝土封闭桩间土体；

步骤五：继续开挖基坑至下层超前小导管位置，并斜向下打设超前小导管，注浆加固桩间土层，上下相邻层超前小导管间距结合小导管长度及打设角度综合确定；

步骤六：重复上述土体开挖、超前小导管的打设和桩间土注浆加固以及桩间网喷的施工流程，施工中按设计要求架设内支撑体系，直至基坑开挖至设计基底标高。

在一实施例中，所述步骤一中，内侧围护桩在满足基坑开挖整体稳定性的前提下（对于一、二、三级基坑的支挡式结构，圆弧滑动整体稳定安全系数应分别不小于1.35、1.3、1.25），桩间距布置大一些，并通过桩间设置的超前小导管注浆加固或桩间旋喷桩+超前小导管注浆加固使桩间抛填土稳定。

在一实施例中，所述桩间桩间旋喷桩的打设根数根据内侧围护桩间距的大小选择设置多根、单根或者不设桩间旋喷桩。具体为当相邻围护桩净距L是桩间旋喷桩直径d的1~2倍时宜设1根桩间旋喷桩，围护桩净距L每增加1d时宜增设1根桩间旋喷桩。

在一实施例中，所述步骤二中，涉及冠梁及第一道支撑的施作时机；

在一实施例中，所述步骤三中，采用超前小导管注浆加固待开挖桩间土体，满足条件包括：

超前小导管末端应进入外侧截水帷幕内部；

超前小导管与竖直面夹角控制在15º~25º。

在一实施例中，所述步骤四中，内侧围护桩桩间挂网喷射混凝土之前应将完成注浆的超前小导管和植入连接筋的端部与钢筋网片焊接为一体，使内侧围护桩和外侧截水帷幕形成整体受力骨架，网喷混凝土板体与超前小导管注浆加固体牢固连接，同步协调受力。

在一实施例中，所述步骤五中，上下相邻两层超前小导管的打设间距为1.0~1.5m；上下相邻层超前小导管搭接长度大于1.5m，上下相邻层超前小导管搭接长度不小于1.5m，应确保每个水平剖面上不少于2层超前小导管，达到足够的侧向承载需要。

在一实施例中，所述步骤六中，除增加超前小导管的打设与注浆加固工序外，其余基坑开挖工序与常规基坑开挖工序相同。

在一实施例中，超前小导管的打设目的包括：

1）借用超前小导管的注浆加固作用，提升桩间抛填土稳定性，增大内侧围护桩的间距，减少围护桩布置数量；

2）借用超前小导管一端与钢筋网片焊接为一体，另一端锚入外侧截水帷幕的特性来增大内侧围护桩+网喷混凝土层+桩间桩间旋喷桩+外侧截水帷幕的整体性，配合上下相邻围檩，形成围护桩和围檩提供支撑的简支板体结构，用于承担相应区域由截水帷幕直接传递的荷载，降低内侧围护桩所承受的侧向水土压力，减少围护桩设置数量、直径及配筋，提高围护结构的安全储备；

3）超前小导管所注浆液可以进一步填充外侧截水帷幕之间的缝隙，防止基坑侧壁出现渗漏水现象。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述富水抛填土深基坑截水开挖支护方法的富水抛填土深基坑截水开挖支护装置，包括传统基坑支护结构和针对富水抛填土加强结构：

所述传统基坑支护结构包括内侧围护桩、由相互嵌入的桩间旋喷桩所形成的外侧截水帷幕、桩间挂网锚喷结构、桩顶冠梁、围檩及横向支撑结构；

所述针对富水抛填土加强结构包括内侧围护桩桩间竖向打设的桩间旋喷桩和斜向下打设的超前小导管及其所注浆浆体。

整个围护结构体系的构成自基坑内部的背土侧至外部的迎土侧依次为：早强混凝土、钢筋网片、植入连接筋、超前小导管、内侧围护桩和外侧截水帷幕。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明提供的支护方法通过平整场地，桩位放样，施工围护桩和外侧截水帷幕；相邻围护桩之间视其间距进行旋喷加固；凿除围护桩桩顶浮浆至冠梁底标高，施作冠梁和第一道支撑；开挖基坑土方至冠梁底，在相邻围护桩中间朝基坑外侧斜向下打设超前小导管，注浆加固桩间土体；开挖基坑、网喷围护桩桩间土体至下层小导管位置，继续在相邻围护桩中间朝基坑外侧斜向下打设超前小导管，注浆加固地层，上下相邻层超前小导管间距应结合小导管长度及打设角度综合确定，宜为1.0~1.5m，上下相邻层搭接长度不宜小于1.5m，小导管末端与网片及植入连接筋牢固焊接为一体；重复上述土体开挖及超前小导管打设和注浆施工，期间按设计要求架设内支撑体系，直至基坑开挖至设计基底标高。

本发明解决了富水抛填土深基坑降水实施难度大、降水引起周边环境变形不可控、风险高、可实施性差的难题，有效应对了抛填土层物理性状差、随机性大，引起桩间土稳定性难以保证、开挖风险高、围护桩需小间距布置（非受力需要）、围护桩施作成桩率低、综合经济性差等难题，同时，该技术方案利用桩间竖向密排超前小导管和网喷混凝土以及上下相邻围檩（腰梁）形成的侧向受力体系，使围护桩的侧向荷载得到一定程度释放，降低围护桩水平承载力需求，可减少围护桩尺寸及配筋，保证了富水抛填土深基坑截水开挖的可实施性、工程安全性和经济性。

相比于现有技术，本发明的优点进一步包括：

本发明提供的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，采用坑侧截水坑内降水的方法开挖，减少了抽排水量，最大程度上减小地下水位下降对周边建构筑物的影响，保护了地下水资源。

富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，在满足基坑整体稳定的前提下，在大孔隙不均匀抛填土地层创造性地提出在围护桩间打设工序更简单、造价更低廉的桩间旋喷桩来应对桩间欠固结抛填土的易失稳特性，缩短工程工期的同时也降低了工程成本。

富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，利用超前小导管的注浆工序可以有效减少坑外向坑内的渗漏水现象，避免基坑开挖完成后再次对渗漏水处进行注浆堵水。

当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明实施例提供的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法流程图。

图2是本发明实施例提供的截水开挖支护结构设计实施例一的平面布置图；

图3是本发明实施例提供的截水开挖支护结构设计实施例二的平面布置图；

图4是本发明实施例提供的截水开挖支护结构设计实施例三的平面布置图；

图5是本发明实施例提供的截水开挖支护结构设计实施例四的平面布置图；

图6是本发明实施例提供的截水开挖支护结构各部分的组成图；

图7是本发明实施例提供的截水开挖支护结构所用钢花管大样图；

图中：1、内侧围护桩；2、外侧截水帷幕；3、桩间旋喷桩；4、超前小导管；5、植入连接筋；6、钢筋网片；7、早强混凝土；8、桩顶冠梁；9、第一道混凝土支撑。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本发明公开实施例所提供的技术方案涉及富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，尤其涉及位于抛填土所在区域且含水量大的基坑工程施工领域。在相关技术中，通过内侧围护桩1、外侧截水帷幕2、桩间旋喷桩3以及斜向下打设的超前小导管4协同作用，解决了富水抛填土深基坑降水实施难度大、降水引起周边环境变形不可控、风险高、可实施性差的难题，有效应对了填土层物理性状差、随机性大，引起桩间土稳定性难以保证、开挖风险高、围护桩需小间距布置（非受力需要）、围护桩施作成桩率低、综合经济性差等难题，同时，该技术方案利用桩间竖向密排超前小导管4和网喷混凝土以及上下相邻围檩（腰梁）形成的侧向受力体系，使围护桩的侧向荷载得到一定程度释放，降低围护桩水平承载力需求，可减少围护桩数量、直径及配筋，保证了富水抛填土深基坑截水开挖的可实施性、工程安全性和经济性。

如图1所示，本发明实施例提供的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法包括以下步骤：

S01：平整场地，桩位放样，施工内侧围护桩1和外侧截水帷幕2，围护桩之间视其间距进行打设若干根桩间旋喷桩3。

S02：待内侧围护桩1达到设计强度后，沿内侧围护桩1开挖土方至冠梁底标高处，凿除桩头浮浆至冠梁底标高处，施作桩顶冠梁8和第一道混凝土支撑9。

S03：在内侧围护桩1之间朝基坑外侧斜向下打设超前小导管4，使之末端锚入外侧截水帷幕2，超前小导管4与竖直面夹角控制在15º~25º，注浆加固围护桩中间土体。

S04：待注浆体达到设计强度之后继续开挖基坑，同时进行桩间清理，植入连接筋5，挂设钢筋网片6，并将超前小导管4及植入连接筋5端部与钢筋网片6焊接为一体，喷射C25早强混凝土7封闭桩间土体。

S05：继续开挖基坑至下层超前小导管4的位置，并斜向下打设超前小导管4，注浆加固桩间土层，上下相邻层超前小导管4的间距应结合小导管长度及打设角度综合确定，宜为1.0~1.5m，上下相邻层的搭接长度不宜小于1.5m。

S106：重复上述土体开挖、超前小导管4的打设和桩间土体注浆加固以及桩间网喷混凝土7等施工流程，期间按设计要求及时架设内支撑体系，直至基坑开挖至设计基底标高。

在一优选实施例中，所述步骤S101中，内侧围护桩1在满足基坑开挖整体稳定性的前提下（对于一、二、三级基坑的支挡式结构，圆弧滑动整体稳定安全系数应分别不小于1.35、1.3、1.25），桩间距可以尽量地布置大一些，并通过桩间设置的超前小导管4注浆加固或桩间旋喷桩3+超前小导管4注浆加固来保证桩间抛填土的稳定性，可有效减小桩间土自稳能力对围护桩间距的限制，进而减少内侧围护桩1的布置数量；

在一优选实施例中，所述桩间桩间旋喷桩3的打设根数可根据内侧围护桩1间距的大小选择设置多根、单根或者不设桩间旋喷桩，具体为当相邻围护桩净距L是桩间旋喷桩直径d的1~2倍时宜设1根桩间旋喷桩，围护桩净距L每增加1d时宜增设1根桩间旋喷桩。

在一优选实施例中，所述步骤S102中，桩顶冠梁8及第一道混凝土支撑9施作的时机；

在一优选实施例中，所述步骤S03中，采用超前小导管4注浆加固待开挖桩间土体，其实施应满足以下条件：

一是超前小导管4末端应锚入外侧截水帷幕2内部；

二是超前小导管4与竖直面夹角宜控制在15º~25º，保证超前性和侧向土体加固效能兼顾。

在一优选实施例中，所述步骤S104中，内侧围护桩1桩间混凝土7网喷之前应将完成注浆的超前小导管4和植入连接筋5端部与钢筋网片6焊接为一体，使内侧围护桩1和外侧截水帷幕2形成整体受力骨架，网喷混凝土板体7与超前小导管4注浆加固体牢固连接，同步协调受力；

在一优选实施例中，所述步骤S105中，上下相邻两层超前小导管4的打设间距宜为1.0~1.5m，满足基坑土方开挖施组需要；上下相邻层超前小导管4搭接长度不宜小于1.5m，应确保每个水平剖面上不少于2层超前小导管4，达到足够的侧向承载需要；

在一优选实施例中，所述步骤S106中，除增加超前小导管4的打设与注浆加固工序外，其余基坑开挖工序与常规基坑开挖工序相同。

在一优选实施例中，所述支护方法中超前小导管4的打设，其特征在于：

1）借用超前小导管4的注浆加固作用，可以提升桩间抛填土稳定性，增大内侧围护桩1的间距，减少内侧围护桩1布置数量；

2）借用超前小导管4一端与钢筋网片6焊接为一体，另一端锚入外侧截水帷幕2的特性来增大内侧围护桩1、网喷混凝土层7、桩间桩间旋喷桩3、外侧截水帷幕2的整体性，配合上下相邻围檩（腰梁），一定程度上形成了围护桩和围檩提供支撑的简支板体结构，具备侧向独立承载能力，可承担相应区域截水帷幕直接传递的荷载，降低内侧围护桩1所承受的侧向水土压力，可减少围护桩设置数量、直径及配筋，提高围护结构的安全储备；

3）超前小导管4所注浆液可以进一步填充外侧截水帷幕2之间的缝隙，避免基坑侧壁出现渗漏水现象。

如图2-图7所示，本发明提供一种富水抛填土深基坑截水开挖支护装置，包括：内侧围护桩1、外侧截水帷幕2、桩间旋喷桩3、超前小导管(A42mm)4；植入连接筋5、钢筋网片(A8mm@200mm×200mm)6、早强混凝土(100mm厚C25)7、桩顶冠梁8、第一道混凝土支撑9。

位于基坑内侧的内侧围护桩1；基坑外侧安装有由多个桩间旋喷桩3组成的外侧截水帷幕2；

相邻围护桩之间安装有桩间旋喷桩3、相互间隔的超前小导管4；

自基坑内部的背土侧至外部的迎土侧依次为早强混凝土7、钢筋网片6、植入连接筋5、超前小导管4、围护桩间围护桩3和外侧截水帷幕2。

在相邻内侧围护桩1之间设置2根桩间旋喷桩3，超前小导管4为三层，同时每层设置6×Φ42mm根超前小导管4，超前小导管4前端与钢筋网片6焊为一体，末端穿过桩间旋喷桩锚入外侧截水帷幕2。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

实施例一：

如图2所示，该实施例拟建基坑工程位于富水抛填土所在区域，基坑深度为26m，上层是覆盖厚度达22m的抛填土，下层为强风化和中风化的砂岩及砂质泥岩，地勘揭露的稳定地下水位在地表以下5m左右，基坑施作条件极差。为确保基坑工程施工安全且尽可能的降低造价、缩短工期，采用本发明所提出的开挖支护方法进行施工。

如图2所示，本基坑工程内侧围护桩1采用Φ1.2m@2.0m钻孔灌注桩，外侧截水帷幕2采用Φ0.8m@0.45m桩间旋喷桩3，相邻钻孔灌注桩之间设置一根桩间旋喷桩3，同时相邻围护桩之间每层设置三根A42mm超前小导管4，水平间距为0.3m。

在本发明中，本基坑工程内侧围护桩1采用Φ1.2m@2.0m钻孔灌注桩，外侧截水帷幕2采用Φ0.8m@0.45m桩间旋喷桩3，沿基坑深度方向设置6道支撑+2道换撑，第一道支撑为800×1000mm混凝土撑，第二~五道支撑及换撑采用壁厚为16/20mm直径Φ800mm钢支撑。斜向下打设的Φ42mm超前小导管4参数如下：

Φ42mm超前小导管4长度为3m，超前小导管4与竖直面的夹角为25º，超前小导管4末端锚入截水帷幕0.6m，相邻层Φ42mm超前小导管4的竖向间距为1m，搭接长度为2.1m。

如图6所示，是本基坑工程支护方法的拆分图，自基坑内部的背土侧至外部的迎土侧依次为100mm厚C25早强混凝土7、A8mm@200mm×200mm钢筋网片6、植入连接筋5、Φ42mm超前小导管4、内侧围护桩1（桩间旋喷桩3）和外侧截水帷幕2。

本实施例相较现有技术而言大概节约工程造价750余万元，缩短施工工期40余天，且施工期间截水帷幕截水效果很好，侧壁基本未出现渗漏水现象，桩间抛填土未出现明显的侧向位移，取得了良好的工程效果。

实施例二：

如图3所示，该实施例内侧围护桩1直径1.2m，间距为3m，外侧截水帷幕2为直径0.8m间距0.6m的桩间旋喷桩3。内侧围护桩1间距相对较大，为保证相邻围护桩1桩间抛填土的稳定性，在相邻内侧围护桩1之间设置2根桩间旋喷桩3，同时每层设置6根Φ42超前小导管4，超前小导管4前端与钢筋网片6焊为一体，末端穿过桩间旋喷桩3锚入外侧截水帷幕2。

实施例三：

如图4所示，该实施例内侧围护桩1直径1.2m，间距为2.4m，外侧截水帷幕2为直径0.8m间距0.6m的桩间旋喷桩3。内侧围护桩1间距相对实施例二偏小，在相邻内侧围护桩1之间设置1根桩间旋喷桩3，同时每层设置4根Φ42超前小导管4，超前小导管4前端与钢筋网片6焊为一体，末端穿过桩间旋喷桩3锚入外侧截水帷幕2。

实施例四：

如图5所示，该实施例内侧围护桩1直径1.2m，间距为2m，外侧截水帷幕2为直径0.8m间距0.6m的桩间旋喷桩3。内侧围护桩1间距较小，在相邻内侧围护桩1之间每层只需设置3根Φ42mm超前小导管4，超前小导管4前端与钢筋网片6焊为一体，末端锚入外侧截水帷幕2。

上述实施例二、三和四的选用主要受制于根据计算所得出的围护桩间距，围护桩间距小时围护桩桩间抛填土稳定性相对较高，可选用实施例四，不设置桩间旋喷桩3，围护桩间距大时围护桩桩间抛填土稳定性相对较差，有流动趋势，可选用实施例二或三，在围护桩之间设置一道或多道桩间旋喷桩3来保证围护桩桩间抛填土的稳定性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述富水抛填土深基坑截水开挖支护方法包括以下步骤：

步骤一：平整场地，桩位放样，施工内侧围护桩和外侧截水帷幕，围护桩之间打设若干根桩间旋喷桩；

步骤二：待内侧围护桩达到设计强度后，沿内侧围护桩开挖土方至冠梁底标高处，凿除桩头浮浆，施作桩顶冠梁，并架设第一道混凝土支撑；

步骤三：在相邻围护桩之间朝基坑外侧斜向下打设超前小导管，使超前小导管末端锚入外侧截水帷幕，超前小导管与竖直面夹角控制在15º~25º，注浆加固桩间土体；

步骤四：待注浆体达到设计强度后继续开挖基坑，同时进行桩间清理，挂设钢筋网片，并将超前小导管端部与钢筋网片及植入连接筋焊接为一体，喷射混凝土封闭桩间土体；

步骤五：继续开挖基坑至下层超前小导管位置，并斜向下打设超前小导管，注浆加固桩间土层，上下相邻层超前小导管间距结合小导管长度及打设角度综合确定；

步骤六：重复上述土体开挖、超前小导管的打设和桩间土注浆加固以及桩间网喷的施工流程，施工中按设计要求架设围檩及内支撑体系，直至基坑开挖至设计基底标高。

2.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述步骤一中，内侧围护桩在满足基坑开挖整体稳定性的前提下，桩间距布置加大，并通过桩间设置的超前小导管注浆加固或桩间旋喷桩加超前小导管注浆加固使桩间抛填土稳定；所述基坑开挖整体稳定性的前提下包括：一、二、三级基坑的支挡式结构，圆弧滑动整体稳定安全系数应分别不小于1.35、1.3、1.25。

3.根据权利要求2所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述桩间桩间旋喷桩的打设根数根据内侧围护桩桩间距的大小选择设置；

当相邻围护桩净距L是桩间旋喷桩直径d的1~2倍时，设1根桩间旋喷桩；围护桩净距L每增加1d时，增设1根桩间旋喷桩。

4.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述步骤二中，涉及冠梁及第一道支撑的施作时机。

5.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述步骤三中，采用超前小导管注浆加固待开挖桩间土体，满足条件包括：

超前小导管末端应锚入外侧截水帷幕内部；

超前小导管与竖直面夹角控制在15º~25º。

6.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述步骤四中，内侧围护桩桩间挂网喷射混凝土之前应将完成注浆的超前小导管和植入连接筋的端部与钢筋网片焊接为一体，使内侧围护桩和外侧截水帷幕形成整体受力骨架，网喷混凝土板体与超前小导管注浆加固体牢固连接，同步协调受力。

7.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，所述步骤五中，上下相邻两层超前小导管的打设间距为1.0~1.5m；上下相邻层超前小导管搭接长度不小于1.5m，使每个水平剖面上不少于2层超前小导管，达到侧向承载需要。

8.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于所述步骤六中，除增加超前小导管的打设与注浆加固工序外，其余基坑开挖工序与常规基坑开挖工序相同。

9.根据权利要求1所述的富水抛填土深基坑截水开挖支护方法，其特征在于，超前小导管的打设包括：

1）借用超前小导管的注浆加固作用，提升桩间抛填土稳定性，增大内侧围护桩的间距，减少围护桩布置数量；

2）借用超前小导管一端与钢筋网片焊接为一体，另一端锚入外侧截水帷幕的特性来增大内侧围护桩、网喷混凝土层、桩间桩间旋喷桩、外侧截水帷幕的整体性，配合上下相邻围檩，形成围护桩和围檩提供支撑的简支板体结构，用于承担相应区域由截水帷幕直接传递的荷载，降低内侧围护桩所承受的侧向水土压力，减少围护桩设置数量、直径及配筋，增加围护结构的安全储备；

3）超前小导管所注浆液可以进一步填充外侧截水帷幕之间的缝隙，防止基坑侧壁出现渗漏水现象。

10.一种实施权利要求1~9任意一项所述富水抛填土深基坑截水开挖支护方法的富水抛填土深基坑截水开挖支护装置，其特征在于，所述富水抛填土深基坑截水开挖支护装置包括传统基坑支护结构和针对富水抛填土加强结构：

所述传统基坑支护结构包括内侧围护桩、由相互嵌入的桩间旋喷桩所形成的外侧截水帷幕、桩间挂网锚喷结构、桩顶冠梁、围檩及横向支撑结构；

所述针对富水抛填土加强结构包括内侧围护桩桩间竖向打设的桩间旋喷桩和斜向下打设的超前小导管及注浆浆体；

所述富水抛填土深基坑截水开挖支护装置的整体构成自基坑内部的背土侧至外部的迎土侧依次为：早强混凝土、钢筋网片、植入连接筋、超前小导管及注浆浆体、内侧围护桩和外侧截水帷幕。

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