CN114934518B - 一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，包括如下步骤：S1、勘察定位：确定深基坑围护结构产生较大侧向位移的位置；S2、反堆平衡土体：在产生较大侧向位移的深基坑围护结构的内侧反堆平衡土体；S3、排水减压：探测土层空洞位置，并根据土层空洞位置，分层、分段开挖反堆平衡土体，然后钻设排水孔，并在排水孔内安放排水管，排水减压；S4、注浆：将注浆钢管放入排水孔，通过高压注浆机对土层空洞分阶段进行注浆；S5、锚固：通过排水孔钻设锚孔，将锚杆和注浆管同时缓缓插入锚孔至孔底，然后向锚孔内注入水泥浆，当锚固体到达预设强度后张拉锚固。本申请中排水孔一孔多用，保证了原有围护结构的完整性，加固效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及深基坑工程技术，具体涉及一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法。
背景技术
随着城市化进程的不断加快，土地资源日益紧张，我国越来越重视对城市地下空间的开发，这使得深基坑工程得到了迅猛的发展，但在深基坑施工过程中，由于深基坑降水不当引起的事故却时有发生。深基坑降水使得地下水发生流动，深基坑周围土体中细小颗粒随地下水流失，土体出现通孔和空洞，导致深基坑周边地表发生沉降、坍塌。同时，深基坑围护结构中锚杆与土体的侧摩阻力减小，锚杆在土压力的作用下发生变形或被整体拔出，深基坑围护结构发生较大侧向位移。对临近建(构)筑物和管道设施而言，地下水位降低，使得土层中水势能发生变化，造成临近建筑物发生不均沉降，管道拉裂等的严重后果。目前常用治理措施有加压回灌和地层注浆，但这些方法形式比较单一，加固效果缓慢，且不能同时实现对深基坑围护结构和地表变形的双重控制。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，以实现对深基坑围护结构和地表变形的双重控制。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，包括如下步骤：
S1、勘察定位：对深基坑围护结构的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行勘测，并根据勘测结果确定深基坑围护结构产生较大侧向位移的位置；
S2、反堆平衡土体：在产生较大侧向位移的深基坑围护结构的内侧反堆平衡土体；
S3、排水减压：探测深基坑迎土侧的土层空洞位置，并根据土层空洞位置，对平衡土体进行分层、分段，并隔段开挖反堆的平衡土体，每挖完一段平衡土体，便接着在挖出的与土层空洞对应的深基坑围护结构上钻设排水孔，并在排水孔内安放排水管，将排水管伸至土层空洞处，排水减压；
S4、注浆：排水完成后，将排水管全部回收，清理排水孔，进行压水试验，得到地层水文地质参数，然后立即将注浆钢管放入排水孔并伸入步骤S3测定的土层空洞处，根据压水试验得到的地层水文地质参数通过高压注浆机对土层空洞进行分阶段注浆，注浆完成后取出注浆钢管；
S5、锚固：待土层空洞处注入的水泥浆凝固后，通过排水孔钻设锚孔，将锚杆和注浆管同时缓缓插入锚孔至孔底，然后向安放锚杆的锚孔内注入水泥浆，当锚固体到达预设强度后张拉锚固；然后继续隔段开挖下一段平衡土体。
进一步地，所述步骤S2中平衡土体采用深基坑内或其周边的闲置土体，反堆形状为梯形或三角形，反堆高度距离深基坑顶地面2～3m。
进一步地，所述步骤S2反堆平衡土体后，还包括继续对深基坑围护结构的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行监测，直至深基坑围护结构的侧向位移不再增加，周边地表和临近建筑物不再沉降。
进一步地，所述步骤S3中分层、分段具体为将反堆的平衡土体沿竖直方向每五米分为一层，沿水平方向每十米分为一段。
进一步地，所述步骤S3中钻设的排水孔与原有锚杆呈梅花状布置。
进一步地，所述步骤S3中排水管采用直径为50～200mm的PVC管，且所述排水管入土端采用两层土工布包裹。
进一步地，所述步骤S4中注浆钢管采用花钢管，其管壁设置有若干大小均匀且呈梅花状布置的溢浆孔，所述溢浆孔孔径为3～5mm。
进一步地，所述步骤S4中注浆采用42.5R级早强硅酸盐水泥与水按质量比为1：0.6配制的水泥浆，注浆压力为0.5～1MPa，注浆水泥用量为30～60kg/m3。
进一步地，所述步骤S4中对土层空洞进行分阶段注浆具体分两个阶段，第一阶段控制注浆量，在设计注浆压力条件下注浆量达到总设计注浆量的80％时进入第二阶段，第二阶段控制注浆压力达到设计注浆压力的1.5倍且持续5min以上达到设计注浆量后，压浆阻力明显增大时，停止注浆。
进一步地，所述步骤S5中锚杆采用高强度的钢筋或钢绞线。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
由于深基坑降水影响其周边地下水的渗流场，使地下水发生流动，导致土体中细小颗粒随土体流失，造成深基坑侧壁和邻近建筑物基础底部出现土层通孔和空洞的现象。深基坑开挖过程中土体内应力重新分配，使得土体的应力状态发生改变，基坑周边建筑物在自重作用下，导致坑外地表产生沉降、坍塌，建筑物发生倾斜，深基坑围护结构发生倾斜或变形。本发明通过在深基坑围护结构发生较大侧向位移的内侧快速反堆平衡土体，利用反向土压力平衡深基坑迎土侧土压力，对深基坑围护结构侧向位移进行有效的限制。然后通过定位土层空洞位置，分层分段开挖反堆的平衡土体。由于土层空洞位置存在大量地下水或下渗地表水，因此首先在深基坑围护结构上钻设排水孔，完成土层空洞的排水工作。通过排水孔放入注浆钢管，对土层空洞进行高压注浆加固。最后通过排水孔钻设锚孔并安设锚杆，待锚杆达到预定强度后施加预应力，最后将锚杆锚固在深基坑围护结构上。
本发明通过对平衡土体进行分层、分段开挖，且每挖一段后立即进行排水，并通过注浆和锚固进行加固，加固完成后再继续隔段开挖该层下一段，这种分层分段加固的方式充分利用了反向土压力的平衡作用。既可以保证土层空洞处的水泥浆和锚杆锚固体具有足够的结合凝固时间，使锚杆达到设计抗拔强度，也避免了基坑围护结构因平衡土体大范围的连续开挖而出现变形继续增大甚至倒塌的危险。本发明提出的深基坑加固方法能够实现就近取材，快速治理的同时，通过一孔多用，充分利用原有深基坑围护结构进行加固，保证了原有深基坑围护结构的完整性，增强了原有深基坑围护结构的整体性和刚度，调整了原有深基坑围护结构的荷载分布，提高了承载能力。并且该深基坑加固方法实用性好、施工难度小、速度快、加固效果明显，将反堆、减压与注浆系统、有效的结合在一起，形成了一套完整的深基坑加固方法。既降低了深基坑坍塌的风险，保证了加固过程中基坑和人员的安全，又大大节约了成本。
附图说明
图1为本发明实施例所涉及的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法的流程图；
图2为采用本发明实施例所述方法加固后的深基坑的剖面结构示意图；
图3为采用本发明实施例所述方法加固后的深基坑的正立面结构示意图；
图4为本发明实施例所采用的注浆钢管的结构示意图。
图中：1、深基坑围护结构；2、平衡土体；3、排水孔；4、锚杆。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。
参照图1-4，本实施例提供一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，包括如下步骤：
S1、勘察定位：利用全站仪对深基坑围护结构1的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行勘测，并根据勘测结果确定深基坑围护结构1产生较大侧向位移的位置；
S2、反堆平衡土体2：根据步骤S1确定的位置，在产生较大侧向位移的深基坑围护结构1的内侧反堆平衡土体2用于平衡深基坑围护结构1外侧的土压力，从而对深基坑围护结构1侧向位移进行限制；其中，平衡土体2可就近采用深基坑内或深基坑周边闲置的土体；然后对深基坑围护结构1的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行持续监测，直至深基坑围护结构1侧向位移不在增加，周边地表和临近建筑物不再沉降；
优选的，平衡土体2反堆形状为梯形或三角形，反堆高度距离深基坑顶地面2～3m。
S3、排水减压：利用便携式探地雷达探测深基坑迎土侧的土层空洞位置，并根据土层空洞位置，对平衡土体2进行分层、分段，并隔段开挖反堆的平衡土体2，优选的，将反堆平衡土体2沿竖直方向每五米分为一层，沿水平方向每十米分为一段；并且每挖完一段平衡土体2，便接着在挖出的与土层空洞对应的深基坑围护结构1上钻设排水孔3，排水孔3与原有锚杆呈梅花状布置，以防止深基坑围护结构1因过多使用锚杆降低刚度，同时使其受力更加合理，然后在排水孔3内安放排水管，将排水管伸至土层空洞处，以排出土层空洞内的积水，降低空隙水压力，排出水体集中引流，用于工程建设和除尘；优选的，排水管采用直径为50～200mm的PVC管，且排水管入土端采用两层土工布包裹，以防止污泥残渣进入排水管，造成排水管堵塞。
S4、注浆：排水完成后，将排水管全部回收，清理排水孔3，进行压水试验，每半小时观测流量、压力一次，得到地层水文地质参数，然后立即将注浆钢管放入排水孔(3)并伸入步骤S3测定的土层空洞处，根据地层透水率和渗透系数通过高压注浆机对土层空洞处分两个阶段进行注浆，第一阶段控制注浆量，在设计注浆压力条件下注浆量达到设计总注浆量的80％时进入第二阶段，第二阶段控制注浆压力达到设计注浆压力的1.5倍且持续5min以上达到设计注浆量后，压浆阻力明显增大时，停止注浆，取出注浆钢管。
优选的，注浆钢管采用花钢管，其管壁设置有若干大小均匀且呈梅花状布置的溢浆孔，所述溢浆孔孔径为3～5mm。
优选的，注浆采用42.5R级早强硅酸盐水泥与水按质量比为1：0.6配制的水泥浆，注浆压力为0.5～1MPa，注浆水泥用量为30～60kg/m3。
S5、锚固：待土层空洞处注入的水泥浆凝固后，通过排水孔3钻设锚孔，然后用风、水联合清洗，确保锚孔内干净无积水杂物，将0.5Mpa注浆管、3Mpa注浆管和锚杆4同时缓缓插入锚孔至孔底，不得发生明显扭转，然后向锚杆4锚固段通过0.5Mpa注浆管以0.5MPa压力注入水泥浆，注浆过程中边注边缓慢抽出注浆管，直至注满锚孔，孔口溢出水泥浆为止；为保证锚孔内浆体密实，第一次注浆7～10h后通过3Mpa注浆管进行二次高压注浆，注浆压力为3Mpa；当锚固体达到设计强度后，对锚杆施加预应力，将其锚固在深基坑围护结构上；然后继续隔段开挖下一段平衡土体2，并在挖出的深基坑围护结构1上钻设排水孔3，进行排水减压，接着进行注浆和锚固，如此分层、分段加固，待所有的土层空洞排水、加固完成后，重新对深基坑围护结构1喷射混凝土面层，施工处理完成。
优选的，所述锚杆采用高强度的钢筋或钢绞线。
Claims (10)
1.一种反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、勘察定位：对深基坑围护结构(1)的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行勘测，并根据勘测结果确定深基坑围护结构(1)产生较大侧向位移的位置；
S2、反堆平衡土体(2)：在产生较大侧向位移的深基坑围护结构(1)的内侧反堆平衡土体(2)；
S3、排水减压：探测深基坑迎土侧的土层空洞位置，并根据土层空洞位置，对平衡土体(2)进行分层、分段，并隔段开挖反堆的平衡土体(2)，每挖完一段平衡土体(2)，便接着在挖出的与土层空洞对应的深基坑围护结构(1)上钻设排水孔(3)，并在排水孔(3)内安放排水管，将排水管伸至土层空洞处，排水减压；
S4、注浆：排水完成后，将排水管全部回收，清理排水孔(3)，进行压水试验，得到地层水文地质参数，然后立即将注浆钢管放入排水孔(3)并伸入步骤S3测定的土层空洞处，根据压水试验得到的地层水文地质参数通过高压注浆机对土层空洞进行分阶段注浆，注浆完成后取出注浆钢管；
S5、锚固：待土层空洞处注入的水泥浆凝固后，通过排水孔(3)钻设锚孔，将锚杆(4)和注浆管同时缓缓插入锚孔至孔底，然后向安放锚杆(4)的锚孔内注入水泥浆，当锚固体到达预设强度后张拉锚固；然后继续隔段开挖下一段平衡土体(2)。
2.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S2中平衡土体(2)采用深基坑内或其周边的闲置土体，反堆形状为梯形或三角形，反堆高度距离深基坑顶地面2～3m。
3.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S2反堆平衡土体(2)后，还包括继续对深基坑围护结构(1)的侧向位移值、地表沉降值和临近深基坑建筑物沉降值进行监测，直至深基坑围护结构(1)的侧向位移不再增加，周边地表和临近建筑物不再沉降。
4.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S3中分层、分段具体为将反堆的平衡土体(2)沿竖直方向每五米分为一层，沿水平方向每十米分为一段。
5.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S3中钻设的排水孔(3)与原有锚杆呈梅花状布置。
6.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S3中排水管采用直径为50～200mm的PVC管，且所述排水管入土端采用两层土工布包裹。
7.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S4中注浆钢管采用花钢管，其管壁设置有若干大小均匀且呈梅花状布置的溢浆孔，所述溢浆孔孔径为3～5mm。
8.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S4中注浆采用42.5R级早强硅酸盐水泥与水按质量比为1：0.6配制的水泥浆，注浆压力为0.5～1MPa，注浆水泥用量为30～60kg/m3。
9.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S4中对土层空洞进行分阶段注浆具体分两个阶段，第一阶段控制注浆量，在设计注浆压力条件下注浆量达到总设计注浆量的80％时进入第二阶段，第二阶段控制注浆压力达到设计注浆压力的1.5倍且持续5min以上达到设计注浆量后，压浆阻力明显增大时，停止注浆。
10.如权利要求1所述的反堆、减压与注浆相结合的深基坑加固方法，其特征在于，所述步骤S5中锚杆(4)采用高强度的钢筋或钢绞线。
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2022
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