岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法 |
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| 申请号 | CN201710551257.X | 申请日 | 2017-07-07 | 公开(公告)号 | CN107268635A | 公开(公告)日 | 2017-10-20 |
| 申请人 | 中铁大桥局集团第二工程有限公司; 中铁大桥局集团有限公司; | 发明人 | 宋福强; 龚宇飞; 张金杯; 孙全良; 田永杰; 王伟; 郭朝宇; 苏宗华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法，涉及 土木工程 技术领域，该技术步骤为设置注浆孔注浆形成一圈封闭的止 水 帷幕。在止水帷幕成型后，采用逐层进行基坑开挖和 钢 筋 混凝土 护圈的子护圈施工。子护圈连接成整体作为 钢筋 混凝土 护圈，并和止水帷幕作为基坑的支护结构。这种技术对紧邻的既有结构扰动少，损害小；施工后止水帷幕和 钢筋混凝土 护圈形成支护结构作为基坑支护结构提供了安全、干燥、宽阔的作业面。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于包含以下步骤： |
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| 说明书全文 | 岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法技术领域背景技术[0002] 我国西南地区为典型喀斯特岩溶地貌，由于该地貌条件负载，岩溶发育不规则，导致该地区施工桥梁、道路等基础设施难度较大，但是，随着经济发展，该地区的既有桥梁、道路已经无法满足日益增长的运输需求，因此，需要对该地区的桥梁、道路进行改建、扩建或重建。 [0003] 在进行改建、扩建或重建时，通常是紧邻既有结构进行，由于喀斯特岩溶地区地质条件复杂，岩溶发育不规则，如果施工中出现较大的振动或者强排水等工作，不仅会对既有结构造成损害，还可能导致较大的地质变化。 [0004] 紧邻既有结构进行基坑施工是改建、扩建和重建的首要步骤，目前在进行基坑施工时，通常采用钢板桩围堰、钢套箱围堰作为基坑支护，但是钢板桩围堰、钢套箱围堰在施工的过程中，不可避免的会产生较大的振动和强排水，对地质结构造成影响，施工难度较大。 发明内容[0006] 为达到以上目的，本发明采取的技术方案是： [0007] 一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于包含以下步骤： [0008] A、在待挖基坑(5)外围设置注浆孔(2)，在注浆孔(2)中注浆并形成止水帷幕(1)； [0010] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：设置注浆孔(2)时设置内层注浆孔(20)和外层注浆孔(21)，且内层注浆孔(20)和外层注浆孔(21)交错设置，且所述注浆孔(2)注浆后浆液扩散形成近圆形注浆区域，所述注浆区域的半径大于所述注浆孔(2)之间的孔间距。 [0011] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：靠近既有结构(4)的外层注浆孔(21)由内向外倾斜设置。 [0012] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：靠近既有结构(4)的外层注浆孔(21)的倾斜角度范围是60°至90°。 [0013] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：所述子护圈(30)的宽度在待挖基坑(5)深度方向上由上至下逐渐减小，且每个子护圈最大宽度一致，最小宽度一致。 [0014] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：所述子护圈(30)的横截面为直角梯形。 [0015] 在上述技术方案的基础上的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构的施工方法，其特征在于：浇筑完一段子护圈(30)后，开挖下一段挖基坑(5)时，间隔的保留上一段子护圈(30)下方的原土以支持上一段子护圈(30)。 [0016] 一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构，其特征在于，其包括： [0017] 止水帷幕(1)； [0018] 钢筋混凝土护圈(3)，其位于所述止水帷幕(1)内并与所述止水帷幕(1)内壁相互贴合且连接；同时， [0019] 所述钢筋混凝土护圈(3)由于若干上下堆叠并固结在一起的子护圈(30)形成。 [0020] 在上述技术方案的基础上的一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构，其特征在于：子护圈(30)的宽度在待挖基坑(5)深度方向上由上至下逐渐减小，且每个子护圈最大宽度一致，最小宽度一致。 [0021] 在上述技术方案的基础上的一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构，其特征在于：所述子护圈(30)的横截面为直角梯形。 [0022] 与现有技术相比，本发明的优点在于： [0023] (1)本岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法，工期合理可控，受其他因素影响较小；基坑分层开挖，无需强振、强排，对既有结构基础扰动少；可根据实际需要修改支护结构布置以满足既有结构的结构形式； [0024] (2)技术实施完毕后，止水帷幕对既有结构周边土体有加固作用，钢筋混凝土护圈刚度大，无需设置内支撑，止水帷幕同钢筋混凝土护圈形成基坑支护结构为基坑内施工提供了安全、干燥、宽阔的作业面，具有较大的推广价值。附图说明 [0025] 图1为本发明实施例岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法施工的结构示意图。 [0026] 图2为本发明实施例岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法施工钻孔阶段的结构示意图。 [0027] 图3为本发明实施例岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法施工注浆阶段的结构示意图。 [0028] 图4为本发明实施例岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法施工开挖基坑的结构示意图。 [0029] 图中：1-止水帷幕，2-注浆孔，20-内层注浆孔，21-外层注浆孔，3-钢筋混凝土护圈，30-子护圈，4-既有结构，5-基坑。 具体实施方式[0030] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。 [0031] 参见图1所示，本发明实施例提供一种岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构和施工方法。本实施例采用“双排注浆止水帷幕”+“逆作法”进行施工： [0032] A1、在设计图纸上围绕待挖的基坑外围40cm处定位两层注浆孔2，分别为内层注浆孔20和外层注浆孔21。内层注浆孔20同外层注浆孔21交错排列，同时根据邻近的既有结构进行调整，本实施例中先试验100cm、80cm、70cm，并检验孔中渗水情况确定孔间距为70cm。 [0033] A2、如图2，在定位好的注浆孔2位置，钻大小为110mm的注浆，钻孔角度除靠老桥围堰侧钻孔为同水平线呈80°的倾斜钻孔外，其余均为垂直钻孔。 [0034] A3、在钻好的注浆孔2中，插入内径为40mm，壁厚2.75mm的钢化管。 [0036] A5、在钢花管中安置内管；本实施例优选的内管为内径20mm，能承受16Mpa以上高压的高压管。 [0037] A6、如图3，本实施例采用的注浆压力范围为0.3～3.0Mpa。浆液包括普通硅酸盐水泥，水玻璃和化学浆液，水泥的水灰比为0.5～0.8:1，化学浆液掺入量为水泥用量的30％。此外，水灰比，化学浆液掺入量和注浆压力应不局限于以上参数，根据现场实际情况调整，做出的调整满足：①可以根据需要对注浆孔2实现少量多次注浆；②固结时间可以调节，控制在30秒至几分钟内，从而控制浆液的流动范围；③浆液具有足够的稳定性、均匀性填充性，不会在施工时离析；④凝固后固结体强度和收缩率在开挖1m后，不变形或坍塌。 [0038] 内层注浆孔20和外层注浆孔21为交错排列的(见步骤A1)，因此两圈交错注浆孔2注浆后成型的止水帷幕1形状为在待挖基坑5外围的封闭环绕的一圈环状体。它具有一定的强度，在开挖深度小于等于1.0m，时间小于12小时的情况下，能够作为子护圈30的外层支护模板，省去了专门建造外层支护模板的时间，提供了便利，节约了工期。 [0039] B、如图4，在止水帷幕1旁，沿深度方向分段开挖基坑5，每挖一段，每段厚度大约1m，将止水帷幕1作为外模板，并在在止水帷幕1旁设置内模板，浇筑形成一段子护圈30，所有段的子护圈30相连后形成钢筋混凝土护圈3。逐层施工能够减少对既有结构4的扰动，降低对既有结构4的损害，并节约工期的同时，提升了施工的效率。 [0040] 由于如果内外模板上下口径一致时，浇筑水泥时下层混凝土无法完成注入，因此本实施例采用上大下小的孔径进行浇筑，这样形成的子护圈30在待挖基坑5深度方向是由上至下逐渐减小。这里所说的“上”对应靠近基坑5的坑口，“下”对应靠近基坑5的坑底。 [0041] 以上实施例中的数据为根据现场具体情形进行区分实施的，钻孔、注浆、浆液配置等等各个分步骤的技术为业界通用技术，其原理及数据及计算已经为公知，在此将不再详细描述。 [0042] 优选地，止水帷幕1施工采用“逐个钻孔，分片注浆”的方式进行：在施工前对所有的孔依照设备和人员情况进行分区，一次性钻完一个区的注浆孔2后，对整个区一次性注浆。所有分区完成后，在区域交界处适当的加钻注浆孔2，并注浆，以形成封闭围绕基坑5的外围止水帷幕1。 [0043] 此外本实施例对每一层的钢筋混凝土护圈3下的基坑采用分段间隔开挖： [0044] 浇筑完一段子护圈30后，开挖下一段待挖基坑(5)时，间隔的保留上一段子护圈下方的原土以支持上一段子护圈(30)，保留的原土的面积至少占上一段子护圈面积的50％以上。如果进行整体开挖，由于地下土全部挖空，可能造成上方子护圈30下沉，存在安全隐患，而分段间隔开挖，因为至少有50％的未开挖原土地基进行支撑，提高了安全性。 [0045] 根据本技术建成的支护结构，紧贴止水帷幕1并以其为临时支护建造的钢筋混凝土护圈3和该止水帷幕1形成了基坑5的支护结构，并保证后续施工时，基坑5内安全、干燥。 [0046] 这种支护方法采用基层分层开挖，无需强振、强排，对既有结构4扰动少，减少了对周围既有结构4的损害；同时止水帷幕1止水效果好，作为支护结构的外层防水部分，钢筋混凝土护圈3刚度大，作为支护结构的内层承受外部的荷载，支护结构作为基坑5支护结构为基坑5内施工提供了安全、干燥、宽阔的作业面。可根据实际需要修改支护结构布置以满足既有结构4的结构形式。注浆对既有结构4周边土体还有加固作用，具有较大的推广价值。 [0047] 请再次参考图1，下面介绍按本发明方法施工得到的岩溶地区邻近既有结构的深基坑支护结构，其包括： [0048] 止水帷幕1，并且止水帷幕1内设有钢筋混凝土护圈3，止水帷幕1内壁与钢筋混凝土护圈3相互贴合且连接；其连接方式为在钢筋混凝土护圈3成型时混凝土的相互固结。 [0049] 钢筋混凝土护圈3由于多个上下堆叠并固结在一起的子护圈30形成，由于钢筋混凝土护圈3是由多个子护圈30共同堆叠形成的，因此，在施工时由于是逐个子护圈30完成施工，对既有结构4的扰动少，减少了对周围既有结构4的损害。 [0050] 为了防止子护圈30下部区域出现空腔或气泡，子护圈30的宽度被设计成由上至下逐渐减小，此种设计可有效避免在加入混凝土时出现气泡。优选地，子护圈30的横截面为直角梯形，此种结构结构稳定性强。 [0051] 本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。 |
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