CN216339559U - 一种超软场地基坑超前整体固化结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种超软场地基坑超前整体固化结构，将地基加固方法与围护结构相结合，提出了一种新的基坑维护、加固技术，在东南部沿海一带具有广阔的应用前景。本实用新型将基坑底板下部一定范围的淤泥进行固化后，形成高强度的整体固化结构，有效提高土体抗剪强度；当基坑开挖后，底板下部固化淤泥可有效抵抗其下部淤泥的上浮力，防止坑底淤泥因上覆土的开挖而向上涌出。将基坑周围主动区淤泥进行加固后，土体抗剪强度提高，在基坑开挖后，基坑周围固化土可有效抵挡主动土压力；此外，由于基坑周围固化土与底板下部淤泥形成整体，可以增加围护结构上的被动土压力，减小围护结构的变形。

Description

一种超软场地基坑超前整体固化结构

技术领域

本实用新型属于软土固化技术领域，具体涉及一种超软场地基坑超前整体固化结构。

背景技术

在东南部沿海一带因围海造地形成了大批软弱场地，在这种场地上进行地下工程建设过程中通常要进行基坑开挖，由于场地地质条件太差，即便采用了当地成熟的围护结构，也会出现轻则侧向变形和基坑底部隆起过大，重则基坑倒塌的现象。在软土地区常用的基坑围护技术主要有水泥土重力式挡墙、钻孔灌注桩结合搅拌桩止水法、SMW工法等。水泥土重力式挡墙适用于开挖深度较浅、周边环境简单的基坑工程，对于淤泥、淤泥质土的基坑维护需要试验论证后方可使用。钻孔灌注桩结合搅拌桩止水法是在其外侧施工一圈相互搭接的水泥土搅拌桩以起到止水的作用，再在基坑外围按一定间距施工一圈具有一定强度与刚度的钢筋混凝土灌注桩以起到挡土的作用，二者相互结合共同作为基坑围护结构，当在淤泥、淤泥质土场地应用时，被动区无法提供足够的被动土压力时，基坑变形会比较大，甚至无法维持基坑的稳定性。SMW工法是钻孔灌注桩结合搅拌桩止水法的一种简化工艺，是采用型钢代替了钻孔灌注桩进行挡土，先施工水泥土搅拌桩止水帷幕，再在其内插入具有一定刚度与插入深度的型钢，以维持基坑的变形与稳定性。该工法适用范围比钻孔灌注桩结合搅拌桩止水法要小，基坑开挖深度要浅，对于淤泥、淤泥质土也需要有工程经验后方可使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种超软场地基坑超前整体固化结构。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种超软场地基坑超前整体固化结构，所述基坑为基坑内底板和环绕基坑内底板设置的围护形成的空腔，所述围护最低端部的深度低于基坑内底板设置；

所述超前整体固化结构为在基坑形成前构成的结构，包括基底板式固化层、坑外固化层，所述基底板式固化层为将基坑内底板预设位置下方的软土与固化剂搅拌混合固化得到，所述坑外固化层为将环绕基坑所在位置的软土与固化剂搅拌混合固化得到，所述坑外固化层与基底板式固化层连成整体，所述坑外固化层的厚度大于围护预设厚度，所述坑外固化层最高处位于基坑顶端以及最低处低于基底板式固化层的最高处。

所述坑外固化层最低处与基底板式固化层的最低处持平。

所述基底板式固化层下方分布有若干基底墩式固化柱，所述基底墩式固化柱为将基底板式固化层若干区域下方的软土与固化剂搅拌混合固化得到；所述基底墩式固化柱的顶端与基底板式固化层连成一体；所述基底墩式固化柱之间相隔一定间距。

所述基底板式固化层为搅拌加固设备对基坑内底板预设位置下方软土分为若干点进行与固化剂均匀混合后固化构成若干加固点，且若干加固点中相邻加固点之间以20cm~40 cm的搭接厚度相连形成整体。

所述坑外固化层为搅拌加固设备对环绕基坑所在位置的软土分为若干点进行与固化剂均匀混合后固化构成若干加固点，且若干加固点中相邻加固点之间以50 cm~80 cm的搭接厚度相连形成整体。

所述基底板式固化层为沿基坑底部分布的平板状。

所述基底板式固化层为沿基坑底部分布的开槽状，所述开槽状为局部区域不作处理形成非加固区构成。

所述基底板式固化层为若干相隔一定间距的横向加固区和若干相隔一定间距的纵向加固区部分重叠构成格栅形结构，格栅形结构中间形成若干不作处理形成的非加固区。

所述基底板式固化层为从外至内加固且中心区域不作处理形成非加固区形成的，所述非加固区为圆形或设有若干折角区的多边形。

所述基底板式固化层为从外至内加固且中心区域设有四边形的不作处理形成的非加固区以及在非加固区的两个对角线上做加固处理形成的。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供了一种超软场地基坑整体固化技术，将地基加固方法与围护结构相结合，提出了一种新的基坑维护、加固技术，在东南部沿海一带具有广阔的应用前景。本实用新型将基坑底板下部一定范围的淤泥进行固化后，形成高强度的整体固化结构，有效提高土体抗剪强度；当基坑开挖后，底板下部固化淤泥可有效抵抗其下部淤泥的上浮力，防止坑底淤泥因上覆土的开挖而向上涌出。将基坑周围主动区淤泥进行加固后，土体抗剪强度提高，在基坑开挖后，基坑周围固化土可有效抵挡主动土压力；此外，由于基坑周围固化土与底板下部淤泥形成整体，可以增加围护结构上的被动土压力，减小围护结构的变形。基坑周围及底板下部固化体为一个整体，切断了基坑内外的水力联系，对于浅基坑来说，不再需要打设新的止水帷幕，降低了围护结构造价。

其有益效果具体如下：1) 基坑底部为强度高、结构性强、抗变形能力强的固化整体，可大幅度提高基坑的抗隆起稳定性和抗整体失稳性、抗突涌稳定性的安全系数，切断了潜在的滑动面，改变了传统的圆弧滑动模式，提高了基坑的安全性能；

2) 取代浅基坑的止水帷幕：固化后的土体不仅强度高，而且降低了渗透性能，起到了防止基坑外地下水渗入基坑内的作用，同时，内外固化体为一个整体，切断了基坑内外的水力联系，对于浅基坑来说，不再需要打设新的止水帷幕，降低了围护结构造价。

3) 基底超前、整体式固化相当于提前在挡土桩 (墙) 上施加了一道内支撑，可以省去最底下一道常规的钢支撑或混凝土内支撑，大大节约了基坑围护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。

图1为整体式固化结构示意图；

图2为固化浆液现场配置示意图；

图3为实施例1的基底板式固化层和坑外固化层配合示意图；

图4为实施例2的基底板式固化层和坑外固化层配合示意图；

图5为实施例3的基底板式固化层和坑外固化层配合示意图；

图6为实施例4的基底板式固化层和坑外固化层配合示意图；

图7为实施例5的基底板式固化层和坑外固化层配合示意图。

图中，1，基坑；2，基底板式固化层；3，基坑内底板；4，坑外固化层；5，围护；6，基底墩式固化；7，储料仓；8，输料管道；9，搅拌槽；10，输入管道；11，非加固区。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非对本实用新型保护范围的限制。

本实用新型提供一种超软场地基坑超前整体固化结构，如图1所示，所述基坑1为基坑内底板3和环绕基坑内底板3设置的围护5形成的空腔，所述围护5最低端部的深度低于基坑内底板3设置；所述超前整体固化结构为在基坑1形成前构成的结构，包括基底板式固化层2、坑外固化层4，所述基底板式固化层2为将基坑内底板3预设位置下方的软土与固化剂搅拌混合固化得到，所述坑外固化层4为将环绕基坑1所在位置的软土与固化剂搅拌混合固化得到，所述坑外固化层4与基底板式固化层2连成整体，所述坑外固化层4的厚度大于围护5预设厚度，所述坑外固化层4最高处位于基坑1顶端以及最低处低于基底板式固化层2的最高处。

进一步的，所述坑外固化层4最低处与基底板式固化层2的最低处持平。

上述超软场地基坑超前整体固化结构的形成过程包括以下步骤：

一、根据待开挖场地软土地基的工程地质条件与水文地质条件确定固化剂类型和掺入量，特别是有机质含量及含水率；在实际工作中，可以根据实际软土地基的含水量，现场配置固化浆剂，先在搅拌槽内加定量的水，按0.4~1的水灰比将粉状固化剂投入水中，并不断搅拌，形成固化浆剂；对于含水率超过60%的淤泥及淤泥质土，固化浆剂水灰比不得高于0.6。固化剂形成浆体后，宜在45min内使用完毕，超过15min的浆液不得使用。若现场淤泥含水率高于68%，无需配置浆体固化剂，将储料仓内粉体固化剂直接用于现场的淤泥加固。

如图2所示，配置所述固化浆液的设备包括依次相连的储料仓7、输料管道8、搅拌槽9，所述储料仓7用于储存粉状固化剂，所述输料管道8用于将储料仓7内的粉状固化剂输送至搅拌槽9内，所述搅拌槽9用于将粉状固化剂与水按一定水灰比混合搅拌形成固化浆剂，所述输入管道10与储料仓7和/或搅拌槽9相连用于将储料仓7内的粉状固化剂和/或搅拌槽9内的固化浆剂输送至喷浆系统。

二、采用搅拌固化设备对基坑底板设置位置下部的淤泥进行固化处理，所述搅拌斗深入淤泥中，待搅拌头接近基坑底板预设位置时，边搅拌边喷浆，当加固至设计厚度时，搅拌斗停止向下，搅拌斗从淤泥中缓慢提出，边提出边搅拌，提出过程无需喷浆；在多处进行固化处理形成若干加固点且若干加固点相连后形成基底板式固化层2以及部分区域的伸入深度深于其它区域形成基底墩式固化6。

通过对相邻加固点采用不同搭接厚度进行加固处理得到的基底板式固化层2进行强度试验，发现相邻加固点之间以20 cm~40 cm的搭接厚度相连形成基底板式固化层2可以达到目标的强度，且施工时间不会过长；且加固顺序为由外向内加固。在超软场地中，土质为软土，搅拌固化设备不容易深入场地中，即便进去后，施工难度也极大，因此，施工需由外向内推进，在外部软土固化后，搅拌固化设备直接将已固化的外部区域土体作为工作面，进一步向内推进，直至整体固化完毕。

搅拌过长中，控制搅拌速度使搅拌斗的转速不宜低于30转/min。

三、采用搅拌固化设备对基坑四周的主动区进行固化处理，所述搅拌斗由地表向下深入至底板下部固化淤泥，直到搅拌斗达到设计深度；搅拌斗停止向下，搅拌斗从淤泥中缓慢提出，边提出边搅拌，提出过程无需喷浆；在多处进行固化处理形成若干加固点且若干加固点相连后形成坑外固化层4，且坑外固化层4与基底板式固化层2搭接形成整体。

通过对相邻加固点采用不同搭接厚度进行加固处理得到的坑外固化层4进行强度试验，发现相邻加固点之间以50 cm~80 cm的搭接厚度相连形成坑外固化层4。

四、主动区完成加固后需进行养护，待固化淤泥土强度达到一定强度后可以进行基坑开挖，施工地下结构。

进一步的，所述基底板式固化层2下方分布有若干基底墩式固化柱6，所述基底墩式固化柱6为将基底板式固化层2若干区域下方的软土与固化剂搅拌混合固化得到；所述基底墩式固化柱6的顶端与基底板式固化层2连成一体；所述基底墩式固化柱6之间相隔一定间距。步骤二中，部分区域的伸入深度深于其它区域形成基底墩式固化6。采用上述结构，形成类似桩基础的中桩-筏结构形式，可以抵抗围护结构传递而来的作用在整体板式固化的侧向土压力。

实施例1：

本实施例为一种整体式固化结构，如图3所示，通过上述方法形成的基底板式固化层2为全覆盖基坑底部的平板状。基底板式固化层2与坑外固化层4固化连为一个整体，组成封闭式的固化结构，对地下水起到防渗与阻隔的作用，切断了基坑内外的水力联系，对于浅基坑来说，不再需要打设新的止水帷幕，降低了围护结构造价。本实施例适合高含水率淤泥（大于68%）基坑的整体式固化，经过实际试验，含水率大于68%的淤泥的基坑采用上述方案进行固化的效果最佳。

实施例2：

本实施例为一种整体式固化结构，如图4所示，通过上述方法形成的基底板式固化层2为若干相隔一定间距的横向加固区和若干相隔一定间距的纵向加固区部分重叠构成格栅形结构。

本实施例的基底板式固化层2加固过程中，依次横向移动、纵向移动、横向移动、纵向移动、交替从外至内交替操作，相邻的横向加固区之间的间距可以为等距或不等距，相邻的纵向加固区之间的间距可以为等距或不等距。格栅形结构中间形成若干不作处理形成的非加固区11。本方案适合高含水率淤泥（大于68%）、且面积较大（大于10000m²）的基坑的整体式固化，经过实际试验，含水率大于68%的淤泥的基坑采用上述方案进行固化的效果满足固化需求，且施工时间可以明显节约。

实施例3：

本实施例为一种整体式固化结构，如图5所示，通过上述方法形成的基底板式固化层2的中间设有圆形的不作处理形成的非加固区11。由于内部非加固区为圆形，加固区为良好的受力结构，不会产生应力集中；且可降低加固费用。本方案适合含水率较高（60%~68%）的淤泥基坑的加固，经过实际试验，含水率为60%~68%的淤泥基坑采用上述方案进行固化的效果最佳。

实施例4：

本实施例为一种整体式固化结构，如图6所示，通过上述方法形成的基底板式固化层2的中间设有多边形的不作处理形成的非加固区11。多边形非加固区11边界的折角处形成角撑结构，由于折角处固化范围较大，整体性好，可有效应对折角处结构的应力集中问题。本方案适合一般流塑状淤泥（含水率小于60%）、且面积较大（大于10000m²）的基坑的整体式固化，经过实际试验，含水率小于60%的淤泥基坑采用上述方案进行固化的效果最佳，施工效率较高。

实施例5：

本实施例为一种整体式固化结构，如图7所示，通过上述方法形成的基底板式固化层2的中间设有四边形的不作处理形成的非加固区11以及在非加固区11的两个对角线上做加固处理。该结构对撑固化加强，非加固区11边界为三角支撑结构，强度高，由于折角处固化范围较大，整体性好，可有效应对折角处结构的应力集中问题，且基坑内十字支撑本可有效增加基坑的整体刚度。本方案适合含水率较高（60%~68%）、面积较大（大于10000m²）的基坑的整体式固化，经过实际试验，含水率为60%~68%的淤泥基坑采用上述方案进行固化的效果满足固化需求，且施工时间可以明显节约。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：

所述基坑（1）为基坑内底板（3）和环绕基坑内底板（3）设置的围护（5）形成的空腔，所述围护（5）最低端部的深度低于基坑内底板（3）设置；

所述超前整体固化结构为在基坑（1）形成前构成的结构，包括由固化剂固化基坑内底板（3）预设位置下方的软土形成的基底板式固化层（2）、由固化剂固化环绕基坑（1）所在位置的软土形成的坑外固化层（4），所述坑外固化层（4）与基底板式固化层（2）连成整体，所述坑外固化层（4）的厚度大于围护（5）预设厚度，所述坑外固化层（4）最高处位于基坑（1）顶端以及最低处低于基底板式固化层（2）的最高处。

2.根据权利要求1所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述坑外固化层（4）最低处与基底板式固化层（2）的最低处持平。

3.根据权利要求1所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层（2）下方分布有若干由固化剂固化基底板式固化层（2）若干区域下方的软土形成的基底墩式固化柱（6）；所述基底墩式固化柱（6）的顶端与基底板式固化层（2）连成一体；所述基底墩式固化柱（6）之间相隔一定间距。

4.根据权利要求1所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层（2）由若干加固点组成，且若干加固点中相邻加固点之间以20 cm~40 cm的搭接厚度相连形成整体。

5.根据权利要求1所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述坑外固化层（4）为由若干加固点组成，且若干加固点中相邻加固点之间以50 cm~80 cm的搭接厚度相连形成整体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层（2）为沿基坑（1）底部分布的平板状。

7.根据权利要求1-5任一项所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层（2）为沿基坑（1）底部分布的开槽状，所述开槽状为局部区域不作处理形成非加固区（11）构成。

8.根据权利要求7所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层（2）为若干相隔一定间距的横向加固区和若干相隔一定间距的纵向加固区部分重叠构成格栅形结构，格栅形结构中间形成若干不作处理形成的非加固区（11）。

9.根据权利要求7所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层为从外至内加固且中心区域不作处理形成非加固区（11）形成的，所述非加固区（11）为圆形或设有若干折角区的多边形。

10.根据权利要求7所述的超软场地基坑超前整体固化结构，其特征在于：所述基底板式固化层为从外至内加固且中心区域设有四边形的不作处理形成的非加固区（11）以及在非加固区（11）的两个对角线上做加固处理形成的。

Images