CN114809005A - 一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，首先构建双轮铣水泥土防渗墙，并在其中插入工字钢形成复合竖向支护结构；然后在双轮铣水泥土防渗墙顶部浇筑构建首道圈梁，在首道圈梁外侧设置由水平连接梁和竖向基桩组成的外侧支撑结构单元，然后开挖基坑，在基坑开挖过程中，每隔一定的深度在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建下一道圈梁，并且在每道圈梁上沿其长度方向等间距布置锚索；并且在上下相邻的各道圈梁之间构建竖向连接梁；开挖至基坑底后，浇筑基坑地板，并在基坑地板和最后一道圈梁之间构建竖向支撑梁，然后进行地下室施工。本方法能够有效对强透水层地基基坑进行支护，保证开挖基坑和地下结构施工过程的安全性。

Description

一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法
技术领域
本发明属于基坑支护技术领域，具体涉及一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法。
背景技术
基坑支护结构体系一般包括两个部分，即挡土结构和降水止水体系。桩、墙式支护结构常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等。根据土质条件及基坑规模，可以设计成悬臂式、内支撑式或锚拉式。重力式支护结构多采用水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙等。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采用坑外降水，以达到控制地下水的目的，使基坑土方工程可在干作业条件下开挖。
板桩式支护结构虽然能适用于各种地层，但是强透水地层采用桩、墙式支护结构对工艺要求非常高，并且需要加强防渗止水帷幕的施工效果，这样就导致施工成本急剧增加。地下连续墙支护体系可以用于强透水地层基坑支护结构，但是对于支护结构仅为临时支护的基坑而言，造价非常高，不利于控制工程投资。水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙等重力式挡墙。墙身主要承受压力，一般不承受拉力，土质条件较差时，基坑开挖深度不宜过大，其适用于小型基坑工程。土质条件较好时，水泥土搅拌工艺使用受限制。
双轮铣削深层搅拌墙技术是一种新型工法，双轮铣深层搅拌设备有两种：导杆式和悬吊式，导杆式双轮铣深层搅拌设备可以削掘搅拌深度达45m，悬吊式双轮铣深层搅拌设备削掘搅拌深度可达65m。
双轮铣深层搅拌防渗墙由液压双轮铣槽机和传统深层搅拌的技术特点相结合起来，在掘进注浆、供气、铣、削和搅拌的过程中，两个铣轮相对相向旋转，铣削地层；同时通过凯氏方形导杆施加向下的推进力，向下掘进切削。在此过程中，通过供气、注浆系统同时向槽内分别注入高压气体、浆液，直至要求的设计深度。此后，两个铣轮作相反方向相向旋转，通过凯氏方形导杆向上慢慢提起铣轮，并通过供气、注浆管路系统向槽内分别注入气体和固化液，并与槽内的基土相混合，从而形成由基土、固化剂、水、添加剂等形成的防渗体。
对于强透水地层高水头基坑支护采用板桩+水泥土搅拌桩止水、地下连续墙、重力式水泥土墙支护结构均有不同缺点。双轮铣深层水泥搅拌土墙+工字钢复合支护防渗结构可以达到支护和止水双重目的，同时可以很好的节约成本和工期，是一种低碳环保的复合支护结构。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤1，围绕待开挖的基坑，构建双轮铣水泥土防渗墙；
步骤2，在双轮铣水泥土防渗墙中等间距插入工字钢，形成复合竖向支护结构；
步骤3，待双轮铣水泥土防渗墙和工字钢施工完毕后，围绕构建好的双轮铣水泥土防渗墙在双轮铣水泥土防渗墙顶部浇筑构建首道圈梁，工字钢顶部要超出首道圈梁；所述首道圈梁为钢筋混凝土材质，首道圈梁的内侧要超出双轮铣水泥土防渗墙内侧；
步骤4，在首道圈梁外侧设置由水平连接梁和竖向基桩组成的外侧支撑结构单元，其中，水平连接梁的一端与首道圈梁固定连接，水平连接梁的另一端与竖向基桩顶端连接，竖向基桩竖直嵌设在地层中；所述外侧支撑结构单元的数量为多个，沿首道圈梁长度方向间隔布置；
步骤5，待首道圈梁和外侧支撑结构单元构建好后，开挖基坑；
步骤6，在基坑开挖过程中，每隔一定的深度，在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建下一道圈梁，并且在每道圈梁上沿其长度方向等间距布置锚索；并且在上下相邻的各道圈梁之间构建竖向连接梁；
步骤7，开挖至基坑底后，浇筑基坑地板，并在基坑地板和其上方的最后一道圈梁之间构建竖向支撑梁，然后进行地下室结构施工。
在上述技术方案中，在构建双轮铣水泥土防渗墙时，首先围绕待开挖的基坑将双轮铣水泥土防渗墙划分成若干槽段，按顺序对槽段编号，采用往复式施工工艺，对各槽段进行施工。
在上述技术方案中，工字钢长度优选为20-30m，优选为在每个双轮铣水泥土防渗墙槽段中间隔插入两根工字钢。
在上述技术方案中，所述首道圈梁为钢筋混凝土材质，截面为矩形，截面尺寸为高度80cm，宽度120cm。
在上述技术方案中，在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建的圈梁为钢筋混凝土梁，其钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部，从而增加与双轮铣水泥土防渗墙内壁的连接强度。
在上述技术方案中，所述竖向连接梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，竖向连接梁为钢筋混凝土材质，竖向连接梁的钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部。
在上述技术方案中，所述竖向支撑梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，竖向支撑梁为钢筋混凝土材质，竖向支撑梁的钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部。
在上述技术方案中，在浇筑圈梁时，要在圈梁上预留出锚孔，以便待圈梁凝固后在锚孔中安装锚索。
在上述技术方案中，优选为，竖直间隔5-6m深度，构建一道圈梁。
在上述技术方案中，工字钢表面涂抹润滑剂或塑料薄膜，在地下室结构施工结束后利用千斤顶将工字钢逐根拔出，以回收再利用，节约工程投资。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)双轮铣铣头的刀具有合金材料和金刚石，可根据不同地质地层情况选择合适的刀具，双轮铣铣头可以削掘土层、砂层、碎石层及风化岩层，场地适应性强。
(2)双轮铣深层搅拌铣头由多排刀具组成，土体通过铣轮高速旋转被削掘，同时削掘过程中注入高压空气，使其具有非常优良的搅拌混合性能，并且可实现全墙身搭接，防渗效果非常好。
(3)双轮铣深层搅拌+工字钢复合竖向支护结构，属于一种半刚性支护结构，可适用各种地层，不会发生脆性断裂破坏。
(4)双轮铣深层搅拌+工字钢复合竖向支护结构中工字钢在地下结构施工结束后可以回收再利用，节约工程投资，是一种低碳环保基坑支护结构。
(5)本发明在双轮铣水泥土防渗墙基础上构建了多道圈梁，各圈梁间设置竖向连接和支撑梁，在首道圈梁外侧设置由水平连接梁和竖向基桩组成的外侧支撑结构单元，并且在圈梁上沿其长度方向等间距布置锚索。这种复合支撑结构稳定，能够有效对强透水层地基基坑进行支护，保证开挖基坑和地下结构施工过程的安全性。
附图说明
图1是双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的俯视图。
图2是图1所示双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的A向剖视图。
图3是图1所示双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的B向剖视图。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
本实施例以某建筑场地地层为例，对本发明的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法进行说明。某建筑场地地层自上而下为砂～卵石砾石～全风化岩～强风化岩～中风岩～微风岩～未风岩，地下水位为地面下3m，建筑要求为基坑开挖深度20m，基坑为矩形，尺寸为200m*20m。
所述双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，具体步骤如下：
步骤一，对建筑结构场地进行整平，清除地表植被和建筑垃圾。
步骤二，双轮铣设备就位，根据地层土性进行试桩确定水泥掺量、搅拌速度等施工参数。
步骤三，根据待开挖的基坑的形状和尺寸(本实施中基坑为矩形，尺寸为200m*20m)，围绕待开挖的基坑将双轮铣水泥土防渗墙划分成若干槽段，按顺序编号为1,2,3,4,5……采用往复式施工工艺，即先施工1、3、5号槽段，再施工2、4、6号槽段……，Ⅰ序、Ⅱ序间隔时间≤12h；每个槽段长度2800mm，搭接长度不少于300mm；双轮铣水泥土防渗墙墙身厚度100cm，深度为进入强风化岩1m。
步骤四，每个双轮铣水泥土防渗墙槽段施工完毕后，在双轮铣水泥土防渗墙1中竖直插入工字钢2，工字钢长度23m，优选为在每个双轮铣水泥土防渗墙槽段插入两根工字钢，两根工字钢间隔1250mm，工字钢表面涂抹润滑剂或塑料薄膜。
步骤五，待全部双轮铣水泥土防渗墙和工字钢施工完毕后，围绕构建好的矩形双轮铣水泥土防渗墙1在双轮铣水泥土防渗墙顶部浇筑构建首道圈梁3.1，并且工字钢2顶部要超出首道圈梁；所述首道圈梁3.1为钢筋混凝土材质，截面为矩形，截面尺寸为高度80cm，宽度120cm，也就是说，首道圈梁3.1的内侧要超出双轮铣水泥土防渗墙1内侧20cm。
步骤六，在首道圈梁3.1外侧设置由水平连接梁a和竖向基桩b组成的外侧支撑结构单元，其中，水平连接梁a的一端与首道圈梁3.1固定连接，水平连接梁a的另一端与竖向基桩b顶端连接，竖向基桩b竖直嵌设在地层中，竖向基桩b深度优选为5-7米；所述外侧支撑结构单元的数量为多个，沿首道圈梁3.1长度方向间隔布置，间隔优选为20-30米。外侧支撑结构单元用于为首道圈梁3.1提供向外的拉力，防止首道圈梁3.1和双轮铣水泥土防渗墙向内侧倾斜坍塌。
步骤七，待首道圈梁3.1和外侧支撑结构单元构建好后，开挖基坑。
步骤八，当基坑开挖至5m深时，在该5m深的位置围绕矩形双轮铣水泥土防渗墙1在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建第二道圈梁3.2，第二道圈梁3.2为钢筋混凝土梁，其钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部，从而增加第二道圈梁3.2与双轮铣水泥土防渗墙内壁的连接强度；此外，为了防止第二道圈梁3.2掉落，还需要在第二道圈梁3.2和首道圈梁3.1的超出双轮铣水泥土防渗墙内侧的部分之间构建竖向连接梁5.1，通过该竖向连接梁吊着第二道圈梁3.2，竖向连接梁截面尺寸为30cm*20cm，竖向连接梁的数量为多个，间隔10m设置，竖向连接梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，优选为竖向连接梁的钢筋也要打入双轮铣水泥土防渗墙内部；然后在第二道圈梁3.2上沿其长度方向等间距布设第一层锚索4.1，锚索间距优选为10m；需要说明的是，在浇筑第二道圈梁3.2时，要在第二道圈梁3.2上预留出锚孔，以便待第二道圈梁3.2凝固后在锚孔中安装锚索。
步骤九，当基坑开挖至10m深时，在该10m深的位置围绕矩形双轮铣水泥土防渗墙1在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建第三道圈梁3.3，第三道圈梁3.3为钢筋混凝土梁，其钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部，从而增加第三道圈梁3.3与双轮铣水泥土防渗墙内壁的连接强度，此外，为了防止第三道圈梁3.3掉落，也需要在第三道圈梁3.3和第二道圈梁3.2之间构建竖向连接梁5.2；然后在第三道圈梁3.3上沿其长度方向等间距布设第二层锚索4.2，锚索间距优选为10m。
步骤十，当基坑开挖至15m深时，在该10m深的位置围绕矩形双轮铣水泥土防渗墙1在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建第四道圈梁3.4，第四道圈梁3.4为钢筋混凝土梁，其钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部，从而增加第四道圈梁3.4与双轮铣水泥土防渗墙内壁的连接强度，此外，为了防止第四道圈梁3.4掉落，也需要在第四道圈梁3.4和第三道圈梁3.3之间构建竖向连接梁5.3；然后在第四道圈梁3.4上沿其长度方向等间距布设第三层锚索4.3，锚索间距优选为10m。
步骤十一，开挖至基坑底，浇筑基坑地板6，并在基坑地板6和第四道圈梁3.4之间构建竖向支撑梁5.4(竖向支撑梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，优选为竖向支撑梁的钢筋也要打入双轮铣水泥土防渗墙内部)；然后进行地下室施工。
步骤十二，在地下结构施工完毕后，利用千斤顶将工字钢逐根拔出，工字钢可重复利用。
为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，围绕待开挖的基坑，构建双轮铣水泥土防渗墙；
步骤2，在双轮铣水泥土防渗墙中等间距插入工字钢，形成复合竖向支护结构；
步骤3，待双轮铣水泥土防渗墙和工字钢施工完毕后，围绕构建好的双轮铣水泥土防渗墙在双轮铣水泥土防渗墙顶部浇筑构建首道圈梁，工字钢顶部要超出首道圈梁；所述首道圈梁为钢筋混凝土材质，首道圈梁的内侧要超出双轮铣水泥土防渗墙内侧；
步骤4，在首道圈梁外侧设置由水平连接梁和竖向基桩组成的外侧支撑结构单元，其中，水平连接梁的一端与首道圈梁固定连接，水平连接梁的另一端与竖向基桩顶端连接，竖向基桩竖直嵌设在地层中；所述外侧支撑结构单元的数量为多个，沿首道圈梁长度方向间隔布置；
步骤5，待首道圈梁和外侧支撑结构单元构建好后，开挖基坑；
步骤6，在基坑开挖过程中，每隔一定的深度，在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建下一道圈梁，并且在每道圈梁上沿其长度方向等间距布置锚索；并且在上下相邻的各道圈梁之间构建竖向连接梁；
步骤7，开挖至基坑底后，浇筑基坑地板，并在基坑地板和其上方的最后一道圈梁之间构建竖向支撑梁，然后进行地下室结构施工。
2.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：在构建双轮铣水泥土防渗墙时，首先围绕待开挖的基坑将双轮铣水泥土防渗墙划分成若干槽段，按顺序对槽段编号，采用往复式施工工艺，对各槽段进行施工。
3.根据权利要求2所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：工字钢长度优选为20-30m，在每个双轮铣水泥土防渗墙槽段中间隔插入两根工字钢。
4.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：所述首道圈梁为钢筋混凝土材质，截面为矩形，截面尺寸为高度80cm，宽度120cm。
5.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：在双轮铣水泥土防渗墙内壁上构建的圈梁为钢筋混凝土梁，其钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部。
6.根据权利要求5所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：所述竖向连接梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，竖向连接梁为钢筋混凝土材质，竖向连接梁的钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部。
7.根据权利要求6所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：所述竖向支撑梁紧贴双轮铣水泥土防渗墙内壁，竖向支撑梁为钢筋混凝土材质，竖向支撑梁的钢筋要打入双轮铣水泥土防渗墙内部。
8.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：在浇筑圈梁时，要在圈梁上预留出锚孔，以便待圈梁凝固后在锚孔中安装锚索。
9.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：竖直间隔5-6m深度，构建一道圈梁。
10.根据权利要求1所述的双轮铣水泥土墙复合锚索支护结构的施工方法，其特征在于：工字钢表面涂抹润滑剂或塑料薄膜，在地下室结构施工结束后利用千斤顶将工字钢逐根拔出。
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