CN207919565U - 适用于超深基坑的mjs复合钢管桩挡土结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构。所述挡土结构包括施工在待原位保护管线两侧一期地下连续墙、钢板桩支护结构和复合桩挡土墙，一期地下连续墙在待原位保护管线附近形成中断区域，复合桩挡土墙置于中断区域外侧，将中断区域完全遮挡，所述钢板桩支护结构是由施工在复合桩挡土墙两侧的两排钢板桩组成；所述复合桩挡土墙是由多根相互咬合的MJS旋喷桩组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩组成。本实用新型大幅度减少对环境的影响，在基坑开挖前，达到围护结构封闭的效果，有效的降低了基坑开挖时逆作连续墙位置出现渗水漏水和塌方的可能，增加了基坑开挖和逆作连续墙施工时的安全系数。

Description

适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构

技术领域

本实用新型涉及地下建筑施工领域，具体涉及一种适用于超深基坑的 MJS复合钢管桩挡土结构。

背景技术

随着城市化升级和改造，加速了我国城镇化的基础设施建设，特别是城市地铁轨道交通的建设越发迅猛，地铁施工将不可避免地对原有各种市政管线带来极大影响，给原有已经规划和在建管线布局带来不便，管线迁改和如何对现有管线保护的问题已成为地铁施工中的难题。

在一些特殊区域中有些管道不能随意改迁，比如某地铁线路施工现场就存在直径Φ273机场输油管横穿基坑，由于该地铁车站为地下三层岛式车站，车站北侧存在一条输油管东西走向斜穿另一车站主体结构，输油管直径Φ273，埋深约3.4m，斜跨长度达29m，该输油管为机场唯一的供油管道，无法改迁，由于地铁结构施工，只能进行原位悬吊保护。但是管线的原位保护也对车站的围护结构施工造成了极大的影响，导致此处围护结构无法完全封闭，只能在基坑开挖时，采用边挖边做的逆作法进行输油管下方的围护结构施工。而逆作法施工前，需对此处围护结构敞口位置提前进行加固和止水，以防止逆作施工时出现涌水、涌砂、土方塌方等安全风险。但是此处基坑为开挖深度达26m的超深基坑，所处地层也为标贯45以上的高标贯地层，常规的二重管、三重管旋喷加固工法在此类深度和地层，几乎起不到什么加固效果，无法满足现场施工的要求，而围护结构上方的管线的重要程度，也对加固过程中管线的变形位移提出了近乎苛刻的要求。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种适用于风化高标贯地层管线原位保护超深基坑中逆作法围护结构施工挡土结构及其施工方法，该挡土结构采用MJS全方位高压旋喷施工技术，加固桩径大、加固强度高，施工时桩心可以避开管道，仍可保证桩体之间的相互咬合，通过与桩内插入的钢管形成复合受力体系，可以满足逆作连续墙施工时的挡土和止水要求，能够满足管道原位保护下的逆作法围护结构施工。

本实用新型提供的技术方案：所述一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，包括施工在待原位保护管线两侧一期地下连续墙，所述一期地下连续墙在待原位保护管线附近形成中断区域，其特征在于：所述挡土结构还包括设置在一期地下连续墙外侧的钢板桩支护结构和复合桩挡土墙，所述复合桩挡土墙置于中断区域外侧，其宽度大于中断区域的宽度，并将中断区域完全遮挡，所述钢板桩支护结构是由施工在复合桩挡土墙两侧的两排钢板桩组成；所述复合桩挡土墙是由多根相互咬合的MJS旋喷桩组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩组成，多根相互咬合的MJS旋喷桩排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩之间相互咬合，靠近一期地下连续墙的MJS旋喷桩边缘与一期地下连续墙相互咬合。

本实用新型较优的技术方案：所述组成复合桩挡土墙的每根MJS旋喷桩桩底与一期地下连续墙墙底在同一平面，在多根MJS旋喷桩施工形成加固体后，通过引孔的方式在MJS旋喷桩加固体内开设有多个孔洞，并在每个孔洞内插入微型钢管桩，所述微型钢管桩加固体与多根微型钢管桩通过注浆固结成一体。

本实用新型较优的技术方案：所述钢板桩支护结构是由两排长度为 9m-10m的拉森钢板桩组成，两排拉森钢板桩与待原位保护管线之间的距离均大于5m，且两排拉森钢板桩之间的间距大于复合桩挡土墙的宽度。

本实用新型较优的技术方案：所述MJS旋喷桩是采用MJS工法施工的高压旋喷桩，其每根MJS旋喷桩的旋喷角度360°，桩径1500mm，间距1100mm，水泥掺量25％～30％，桩顶位于管道下方1000mm；所述每根微型钢管桩采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距450mm～500mm。

本实用新型较优的技术方案：所述每根微型钢管桩的高度与MJS旋喷桩的高度相等，多根微型钢管桩成梅花形分布，并与MJS旋喷桩加固体之间通过水泥固结成一个整体。

本实用新型较优的技术方案：所述中断区域的宽度不大于2.5m，且中断区域的两中断面与待原位保护管线之间预留大于0.5m的间隙。

本实用新型中挡土结构适用于风化高标贯地层超深基坑，主要包括拉森钢板桩、MJS旋喷桩、微型钢管桩，先施工输油管两侧的一期地下连续墙，连续墙在输油管附近中断，中断区域的连续墙在MJS复合挡土结构完成后，可采用逆作法施工；在基坑外管道两侧施工两排钢板桩，人工放坡开挖管道的上覆土，将其暴露出来并做好保护；在逆作连续墙外侧施工MJS旋喷桩，加固完毕后，通过引孔的方式在孔洞内插入微型钢管桩，微型钢管桩与MJS旋喷桩通过注浆固结成一个可抗剪抗弯的整体复合受力结构。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用MJS旋喷桩进行土体加固，是在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径，在风化残积高标贯土层仍可达到很好的成桩效果。

2、本实用新型的通过MJS桩体和微型钢管桩一起承受外侧土压力，受力方式类似钢筋混凝土结构，极大减少了超深基坑MJS桩体加固的厚度，大幅降低了施工成本，起到较好的经济效果。

3、本实用新型通过MJS加固体和连续墙共同作用，在基坑开挖前，达到围护结构封闭的效果，有效的降低了基坑开挖时逆作连续墙位置出现渗水漏水和塌方的可能，增加了基坑开挖和逆作连续墙施工时的安全系数。

附图说明

图1为本实用新型的平面结构示意图；

图2为本实用新型的立面结构示意图。

图中：1—复合桩挡土墙，1-1—MJS旋喷桩，1-2—微型钢管桩，2—待原位保护管线，3—钢板桩支护结构，4—开挖边坡，5—中断区域，6-一期地下连续墙，7—冠梁，8—车站结构，9—围护内支撑。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，包括施工在待原位保护管线2两侧的一期地下连续墙6，所述一期地下连续墙6在待原位保护管线2附近形成中断区域5，所述中断区域5的宽度不大于2.5m，且中断区域5的两中断面与待原位保护管线2之间预留大于0.5m的间隙，其特征在于：所述挡土结构还包括设置在一期地下连续墙6外侧的钢板桩支护结构3和复合桩挡土墙1，所述复合桩挡土墙1置于中断区域5外侧，其宽度大于中断区域5的宽度，并将中断区域5完全遮挡，所述复合桩挡土墙1 是由多根相互咬合的MJS旋喷桩1-1组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS 旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩1-2组成，多根相互咬合的MJS旋喷桩1-1排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩1-1之间相互咬合，靠近一期地下连续墙6的MJS旋喷桩1-1边缘与一期地下连续墙6相互咬合，且组成复合桩挡土墙1的每根MJS旋喷桩1-1桩底与一期地下连续墙6墙底在同一平面，在多根MJS旋喷桩1-1施工形成加固体后，通过引孔的方式在MJS旋喷桩加固体内开设有多个孔洞，并在每个孔洞内插入微型钢管桩1-2，所述微型钢管桩加固体与多根微型钢管桩1-2通过注浆固结成一体。所述钢板桩支护结构3是由施工在复合桩挡土墙1两侧的两排长度为9m-10m的拉森钢板桩组成，两排拉森钢板桩与待原位保护管线2之间的距离均大于5m，且两排拉森钢板桩之间的间距大于复合桩挡土墙1的宽度。

如图2所示，所述MJS旋喷桩1-1是采用MJS工法施工的高压旋喷桩，其每根MJS旋喷桩的旋喷角度360°，桩径1500mm，间距1100mm，水泥掺量25％～30％，桩顶位于管道下方1000mm；所述每根微型钢管桩1-2采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距450mm～500mm。每根微型钢管桩1-2的高度与MJS旋喷桩1-1的高度相等，多根微型钢管桩1-2成梅花形分布，并与MJS旋喷桩加固体之间通过水泥固结成一个整体。

下面结合实施例对本实用新型的具体施工过程进一步说明，以广州地铁二十一号线的苏元站的机场输油管原位保护的施工，该站施工现场就存在直径Φ273机场输油管横穿基坑。该车站为地下三层岛式车站，车站北侧存在一条输油管东西走向斜穿21号线苏元站车站北段主体结构，输油管直径Φ273，埋深约3.4m，斜跨长度达29m，该输油管为广州白云机场唯一的供油管道，无法改迁，由于地铁结构施工，只能进行原位悬吊保护。

二十一号线苏元站地貌上总体属于山前冲洪积平原地貌，站北侧为山前岗地地貌。揭露第四系地层为人工填土层、冲～洪积沉积层、河湖相沉积层及残积层，基岩为三叠系侵入花岗岩。地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。本站区地下水稳定水位埋深为2.10～3.80m，平均埋深约为2.80m，水位标高为23.29～27.49m，平均标高为24.59m。该标段地下水位与季节、气候、地下水赋存、补给及排泄有密切的关系，雨季期间，地下水位会有所上升，旱季期间，地下水位会有所下降，水位年变化幅度为1.00～3.00m。

针对上述区域的机场输油管原位保护结构的施工过程中，其地下连续墙置于输油管两侧步骤采用逆作法进行施工，在施工该区域连续墙时，采用本实用新型的挡土结构进行保护，其挡土结构的具体施工过程如下：

(1)在机场输油管两侧施工一期连续墙6，一期连续墙6在待原位保护的机场输油管附近中断，中断距离控制不大于2.5m；

(2)为减小对输油管的影响，降低施工风险，在MJS旋喷桩1-1施工前需将中断区域外侧的输油管开挖悬空，输油管开挖前先在两侧5m范围外施工拉森钢板桩，拉森钢板桩采用静压机械进行施工，拉森钢板桩施工完毕后，按照预先设定的开挖边坡，对钢板桩范围以内的土方采用人工分层分段的方式进行开挖，放坡明挖区域的坡度为1：1，开挖至输油管下1m位置停止；

(3)输油管完成悬空保护后，开始进行MJS旋喷桩加固体施工，先用全站仪进行MJS旋喷桩1-1的桩位放样，施工前先采用地质钻机进行引孔，引孔深度略比设计深度深1m，由于风化残积地层雨水易软化崩解，引孔时需采用膨润土泥浆护壁，引孔完成后在孔内埋设与桩等深的低强度PVC套管进行孔壁防护；JS桩机就位，对桩机进行调平对中，调整桩机的垂直度，钻孔垂直度误差小于0.5％；桩机钻杆应与桩心位置一致，偏差应在10mm以内，然后进行MJS旋喷桩1的施工，注浆压力≥40MPa，空气压力0.5～0.8MPa，倒吸水压力8～25MPa，空气流量：8～10m3/min，水泥掺量25％～30％；多根 MJS旋喷桩1-1相互咬合，靠近一期地下连续墙6的MJS旋喷桩1-1边缘与一期地下连续墙6相互咬合，且组成复合桩挡土墙1的每根MJS旋喷桩1-1桩底与一期地下连续墙6墙底在同一平面；

(4)MJS旋喷桩1-1全部施工完毕后，需在加固体中插入微型钢管桩 1-2，先采用地质钻机在加固体上引孔，微型钢管桩1-2提前在场地内加工完毕，通过吊车将微型钢管桩1-2自然的放入预先钻好的孔内，根据设计标高将微型钢管桩1-2通过吊筋固定在地面上，用注浆管从钢管顶部插到底部，进行注浆填充，每根微型钢管桩1-2的高度与MJS旋喷桩1-1的高度相等，多根微型钢管桩1-2成梅花形分布，并与MJS旋喷桩加固体之间通过水泥固结成一个整体。

实施例中采用MJS旋喷桩进行土体加固，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径，在风化残积高标贯土层仍可达到很好的成桩效果，在基坑开挖前，达到围护结构封闭的效果，有效的降低了基坑开挖时逆作连续墙位置出现渗水漏水和塌方的可能，增加了基坑开挖和逆作连续墙施工时的安全系数。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，包括施工在待原位保护管线(2)两侧的一期地下连续墙(6)，所述一期地下连续墙(6)在待原位保护管线(2)附近形成中断区域(5)，其特征在于：所述挡土结构还包括设置在一期地下连续墙(6)外侧的钢板桩支护结构(3)和复合桩挡土墙(1)，所述复合桩挡土墙(1)置于中断区域(5)外侧，其宽度大于中断区域(5)的宽度，并将中断区域(5)完全遮挡，所述钢板桩支护结构(3)是由施工在复合桩挡土墙(1)两侧的两排钢板桩组成；所述复合桩挡土墙(1)是由多根相互咬合的MJS旋喷桩(1-1)组成的MJS旋喷桩加固体和插设在MJS旋喷桩加固体内的多根微型钢管桩(1-2)组成，多根相互咬合的MJS旋喷桩(1-1)排列成一排或多排，每排MJS旋喷桩(1-1)之间相互咬合，靠近一期地下连续墙(6)的MJS旋喷桩(1-1)边缘与一期地下连续墙(6)相互咬合。

2.根据权利要求1所述的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，其特征在于：所述组成复合桩挡土墙(1)的每根MJS旋喷桩(1-1)桩底与一期地下连续墙(6)墙底在同一平面，在多根MJS旋喷桩(1-1)施工形成加固体后，通过引孔的方式在MJS旋喷桩加固体内开设有多个孔洞，并在每个孔洞内插入微型钢管桩(1-2)，所述微型钢管桩加固体与多根微型钢管桩(1-2)通过注浆固结成一体。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，其特征在于：所述钢板桩支护结构(3)是由两排长度为9m-10m的拉森钢板桩组成，两排拉森钢板桩与待原位保护管线(2)之间的距离均大于5m，且两排拉森钢板桩之间的间距大于复合桩挡土墙(1)的宽度。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，其特征在于：所述MJS旋喷桩(1-1)是采用MJS工法施工的高压旋喷桩，其每根MJS旋喷桩的旋喷角度360°，桩径1500mm，间距1100mm，水泥掺量25％～30％，桩顶位于管道下方1000mm；所述每根微型钢管桩(1-2)采用材质为Q235的钢管，其直径为108mm，壁厚4mm，桩体间距450mm～500mm。

5.根据权利要求1或2所述的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，其特征在于：所述每根微型钢管桩(1-2)的高度与MJS旋喷桩(1-1)的高度相等，多根微型钢管桩(1-2)成梅花形分布，并与MJS旋喷桩加固体之间通过水泥固结成一个整体。

6.根据权利要求1或2所述的一种适用于超深基坑的MJS复合钢管桩挡土结构，其特征在于：所述中断区域(5)的宽度不大于2.5m，且中断区域(5)的两中断面与待原位保护管线(2)之间预留大于0.5m的间隙。