联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法技术

本发明专利技术提供了联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法，涉及建筑工程中复杂地质深基坑支护施工技术领域。该工法是将强风化砂岩层支护分为两部分，上部分砂岩层采用中空锚杆喷锚支护，在基底以上3米范围内采用高压旋喷桩支护。本发明专利技术有效的解决了强风化砂岩暴露不均匀且厚度大，裂隙水分布不均匀的复杂地质条件下深基坑开挖止水及支护难题，有效阻止了超厚风化砂岩层的裂隙水及潜蚀现象，防止了基底软化及流砂。

【技术实现步骤摘要】
联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法
本专利技术涉及建筑工程中复杂地质深基坑支护施工
，具体涉及一种采用中空锚杆和高压旋喷桩联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法。
技术介绍
随着我国建筑业的迅速发展，高层、超高层建筑日益崛起，基坑开挖深度越来越深，地质情况越来越复杂，因此复杂地质环境下深基坑的开挖、支护、降水成为施工中突出的问题。某些地区在深基坑开挖过程中经常遇到强风化砂岩层，强风化砂岩层裂隙水丰富、无压力，但在砂岩层开挖后，裂隙水渗透快、水量大，分布不确定，无规律，暴露后砂岩风化速度快，边坡软化潜蚀现象十分严重，如此复杂地质条件下，基坑开挖支护难度较大，采用任一单一形式的支护都不能达到很好的效果，因此，联合支护是解决上述问题的有效途径，尽快研究掌握超厚强风化砂岩层的施工，确保强风化砂岩深基坑开挖过程中止水效果，避免裂隙水和潜蚀现象是需要解决的首要难题，对保证施工安全、降低施工成本、增加支护体系的可靠程度、加快工程进度具有重要的工程意义。目前，我国对联合支护开挖复杂地质深基坑的施工技术已有研究，但对超厚强风化砂岩层深基坑的施工技术报道甚少。专利技术专利CN101892668B公开了一种联合支护开挖溶蚀地质深基坑及其施工方法，是在深基坑垂直开挖的情况下，先采用钢筋混凝土支护桩支撑加固基坑周边，防止因土体的侧压力致使基坑塌方；后采用高压旋喷桩止水帷幕对支护桩外侧土体、基岩内灌浆帷幕对岩石内的溶洞、溶蚀、裂隙等地质情况进行封水处理；再在分层开挖的过程中对基坑周围土体、岩石采用环形连续混凝土板墙形成连续拱圈支护。技术CN202969392U公开了一种复杂地质深基坑联合支护，土层中采用钢筋混凝土围护桩，并以网喷砼加钢支撑形成土层支护；在岩层中采用钢管桩，并以全长粘结锚杆和网喷砼加固支护；在土层与岩层的分界面处设置纵向锁脚梁，并利用纵向锁脚梁以预应力锚索形成加固支护。专利CN103147442B提供一种超深基坑压灌桩与预应力锚杆联合支护施工方法。专利CN103255771B分级开挖超深基坑工程桩兼作支护桩分级复合支护的工法，对于深度超过5m的深基坑采用呈台阶式分级支护、分级开挖，根据基坑开挖深度的不同，自上而下依次采用单排工程桩支护、双排工程桩支护、锚索支护桩与工程桩联合支护。上述现有技术对大厚度强风化砂岩深基坑开挖过程中裂隙水和潜蚀现象问题的解决未直接论述或提供解决方法。本单位在实际施工中，采用中空锚杆和高压旋喷桩联合支护的施工技术固化砂岩层，不仅保护了坡脚，而且起到了止水帷幕的作用，顺利完成基坑的开挖，很好的解决了施工中的难点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术对强风化砂岩层深基坑开挖过程中易出现裂隙水和潜蚀现象而难以操作或支护技术效果不好的缺陷，提供一种采用中空锚杆和高压旋喷桩联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案予以实现：联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法，是将强风化砂岩层支护分为两部分，上部分砂岩层采用中空锚杆喷锚支护，在基底以上3米范围内采用高压旋喷桩支护，包括以下步骤：⑴、上层锚杆施工①、开挖时分段进行，在基坑开挖至砂岩层时，每段开挖深度不超过2米，挖一段立即用水泥砂浆喷射面层封闭一段；②、中空锚杆施工：中空锚杆施工以多功能作业台架为作业平台，用钻机钻孔、人工安装，对需施工长锚杆的部分软岩采用锚杆钻机施工；③、面层挂钢筋网：编网前，钢筋应调直，然后根据边坡形状尺寸下料，按网孔的规格编织成钢筋网，分布均匀，绑扎牢固，相邻钢筋网片间的搭接长度不小于35d，并在钢筋端部作180°的弯钩，在土钉端头要加加密网片，并与土钉端部进行焊接，以保证土钉与网片间的传力可靠；④、喷射面层砼：分两次进行，第一次为喷底，厚度30mm，然后在土钉、编网施工完后，再进行一次喷浆施工，直至达到设计厚度；⑵、下层高压旋喷桩施工①、机械引孔松动：旋喷桩施工前先采用外径的螺旋钻机，多孔引松砂岩层，引孔深度与旋喷桩设计深度相同，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm，砂岩层应每桩至少3个孔位钻引孔，若桩径不同时根据砂岩风化程度安排引孔数量，必要时在喷射过程中可再引孔，根据桩成型的完整性和连续性现场确定；②、旋喷桩施工：先进行试桩，之后钻机就位，并固定好桩机，插管，试管，旋喷高压注浆作业，喷射结束及拔管，冲洗，移动机具，把机具设备移到新孔位上；③、高压旋喷桩施工完后立即插筋，从桩顶至桩底插入三角形布置的钢筋或钢管，靠近边坡外侧为2根钢筋或钢管，靠近基坑内侧为1根钢筋或钢管；④、在桩顶设置C20钢筋砼冠梁，冠梁宽度同旋喷桩排宽，使各旋喷桩连接在一起，形成一个整体；⑤、旋喷桩施工完成后，放置14天后进行下部土体的开挖。⑶、基坑二次排水①、在旋喷桩内侧设置盲沟，盲沟内铺卵石作为滤水层，通过卵石层、中空锚杆喷锚支护层中的泄水孔，将上层留存多余地下水排至旋喷桩内侧盲沟内，并通过过在冠梁中的泄水孔将内侧盲沟内水有组织引至坡角环形排水沟中，然后由集水坑排出；②、冠梁施工时，在其中部或底部设置花管泄水孔，泄水孔采用φ48花管，长度1米，伸入内侧盲沟滤水层0.5米；③、沿坡脚封闭设置环形排水沟，将由基坑内侧渗入的地下水及上部泄水孔排下的水引入排水沟中，由排水沟集中至集水井中，在集水井中放入潜水泵，由水泵将集水井中的水排出基坑，排水沟内填入砂卵石滤料，集水井采用埋置φ300水泥花管后外围填充砂卵石滤料而成。所述的中空锚杆施工，包括以下具体步骤：A、布眼系统锚杆按照设计间距，梅花形布置，锁脚锚杆在钢架拱脚处两侧各两根，钢架分单元支撑时，每次要布置锚杆，根据设计要求定出锚杆孔位，作出标记，孔位允许偏差为±150mm；B、钻孔钻孔应与砂岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直，钻杆采用长、短配套，中空锚杆的钻孔直径应与杆体直径相匹配，钻头直径比锚杆直径大15mm，将钻孔台架移至施工面，两人操作一台钻机，一人掌钻，推进钻杆；一人掌钎，双手握钻杆对准眼位，控制方向；启动时速度要慢，待钻杆进入一定深度且方向准确后掌钎人松手，钻眼速度方可加快，钻眼深度较深时，先用短钎，达到一定深度后，换短钎为长钎；C、中空锚杆注浆锚杆入孔后，在外露锚杆头接上注浆嘴，注浆使用注浆罐及注浆管，直到孔口有浆液流出为止，锚杆注浆料采用纯水泥浆或1：1水泥砂浆，水灰比为0.4～0.5，孔口压力控制在2.0Mpa以内。所述的中空锚杆注浆，注浆时注浆管应插至距孔底50～100mm，随砂浆的注入缓慢匀速拔出，杆体插入后若孔口无砂浆溢出，应及时补注，未达到设计强度的70％时，不得随意碰撞，三天内不得悬挂重物，锚杆安设后，不得随意敲击，水泥砂浆随备随用，在砂浆初凝前必须使用完，安装托板和紧固螺帽应在水泥浆体的强度达到10Mpa后进行。所述的旋喷桩施工，包括以下具体步骤：A、试桩及确定工艺参数采用单管法喷射，进行试桩，注浆材料采用水泥净浆，水泥采用P.OR42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1：1，注浆压力为22MPa，喷头提升速度10-15cm/min，必要时进行反插，严格控制拔杆速度；B、钻机就位：将钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于20mm，为保证钻孔达到规范要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法，其特征在于：是将强风化砂岩层支护分为两部分，上部分砂岩层采用中空锚杆喷锚支护，在基底以上3米范围内采用高压旋喷桩支护，包括以下步骤：⑴、上层锚杆施工①、开挖时分段进行，在基坑开挖至砂岩层时，每段开挖深度不超过2米，挖一段立即用水泥砂浆喷射面层封闭一段；②、中空锚杆施工：中空锚杆施工以多功能作业台架为作业平台，用钻机钻孔、人工安装，对需施工长锚杆的部分软岩采用锚杆钻机施工；③、面层挂钢筋网：编网前，钢筋应调直，然后根据边坡形状尺寸下料，按网孔的规格编织成钢筋网，分布均匀，绑扎牢固，相邻钢筋网片间的搭接长度不小于35d，并在钢筋端部作180°的弯钩，在土钉端头要加加密网片，并与土钉端部进行焊接，以保证土钉与网片间的传力可靠；④、喷射面层砼：分两次进行，第一次为喷底，厚度30mm，然后在土钉、编网施工完后，再进行一次喷浆施工，直至达到设计厚度；⑵、下层高压旋喷桩施工①、机械引孔松动：旋喷桩施工前先采用外径的螺旋钻机，多孔引松砂岩层，引孔深度与旋喷桩设计深度相同，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm，砂岩层应每桩至少3个孔位钻引孔，若桩径不同时根据砂岩风化程度安排引孔数量，必要时在喷射过程中可再引孔，根据桩成型的完整性和连续性现场确定；②、旋喷桩施工：先进行试桩，之后钻机就位，并固定好桩机，插管，试管，旋喷高压注浆作业，喷射结束及拔管，冲洗，移动机具，把机具设备移到新孔位上；③、高压旋喷桩施工完后立即插筋，从桩顶至桩底插入三角形布置的钢筋或钢管，靠近边坡外侧为2根钢筋或钢管，靠近基坑内侧为1根钢筋或钢管；④、在桩顶设置C20钢筋砼冠梁，冠梁宽度同旋喷桩排宽，使各旋喷桩连接在一起，形成一个整体；⑤、旋喷桩施工完成后，放置14天后进行下部土体的开挖。⑶、基坑二次排水①、在旋喷桩内侧设置盲沟，盲沟内铺卵石作为滤水层，通过卵石层、中空锚杆喷锚支护层中的泄水孔，将上层留存多余地下水排至旋喷桩内侧盲沟内，并通过过在冠梁中的泄水孔将内侧盲沟内水有组织引至坡角环形排水沟中，然后由集水坑排出；②、冠梁施工时，在其中部或底部设置花管泄水孔，泄水孔采用φ48花管，长度1米，伸入内侧盲沟滤水层0.5米；③、沿坡脚封闭设置环形排水沟，将由基坑内侧渗入的地下水及上部泄水孔排下的水引入排水沟中，由排水沟集中至集水井中，在集水井中放入潜水泵，由水泵将集水井中的水排出基坑，排水沟内填入砂卵石滤料，集水井采用埋置φ300水泥花管后外围填充砂卵石滤料而成。...

【技术特征摘要】
1.联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法，其特征在于：是将强风化砂岩层支护分为两部分，上部分砂岩层采用中空锚杆喷锚支护，在基底以上3米范围内采用高压旋喷桩支护，包括以下步骤：⑴、上层锚杆施工①、开挖时分段进行，在基坑开挖至砂岩层时，每段开挖深度不超过2米，挖一段立即用水泥砂浆喷射面层封闭一段；②、中空锚杆施工：中空锚杆施工以多功能作业台架为作业平台，用钻机钻孔、人工安装，对需施工长锚杆的部分软岩采用锚杆钻机施工；③、面层挂钢筋网：编网前，钢筋应调直，然后根据边坡形状尺寸下料，按网孔的规格编织成钢筋网，分布均匀，绑扎牢固，相邻钢筋网片间的搭接长度不小于35d，并在钢筋端部作180°的弯钩，在土钉端头要加加密网片，并与土钉端部进行焊接，以保证土钉与网片间的传力可靠；④、喷射面层砼：分两次进行，第一次为喷底，厚度30mm，然后在土钉、编网施工完后，再进行一次喷浆施工，直至达到设计厚度；⑵、下层高压旋喷桩施工①、机械引孔松动：旋喷桩施工前先采用外径的螺旋钻机，多孔引松砂岩层，引孔深度与旋喷桩设计深度相同，钻孔的位置与设计位置的偏差不得大于50mm，砂岩层应每桩至少3个孔位钻引孔，若桩径不同时根据砂岩风化程度安排引孔数量；②、旋喷桩施工：先进行试桩，之后钻机就位，并固定好桩机，插管，试管，旋喷高压注浆作业，喷射结束及拔管，冲洗，移动机具，把机具设备移到新孔位上；③、高压旋喷桩施工完后立即插筋，从桩顶至桩底插入三角形布置的钢筋或钢管，靠近边坡外侧为2根钢筋或钢管，靠近基坑内侧为1根钢筋或钢管；④、在桩顶设置C20钢筋砼冠梁，冠梁宽度同旋喷桩排宽，使各旋喷桩连接在一起，形成一个整体；⑤、旋喷桩施工完成后，放置14天后进行下部土体的开挖；⑶、基坑二次排水①、在旋喷桩内侧设置盲沟，盲沟内铺卵石作为滤水层，通过卵石层、中空锚杆喷锚支护层中的泄水孔，将上层留存多余地下水排至旋喷桩内侧盲沟内，并通过过在冠梁中的泄水孔将内侧盲沟内水有组织引至坡角环形排水沟中，然后由集水坑排出；②、冠梁施工时，在其中部或底部设置花管泄水孔，泄水孔采用φ48花管，长度1米，伸入内侧盲沟滤水层0.5米；③、沿坡脚封闭设置环形排水沟，将由基坑内侧渗入的地下水及上部泄水孔排下的水引入排水沟中，由排水沟集中至集水井中，在集水井中放入潜水泵，由水泵将集水井中的水排出基坑，排水沟内填入砂卵石滤料，集水井采用埋置φ300水泥花管后外围填充砂卵石滤料而成。2.根据权利要求1所述的联合支护开挖大厚度强风化砂岩层深基坑的施工方法，其特征在于：所述的中空锚杆施工，包括以下具体步骤：A、布眼系统锚杆按照设计间距，梅花形布置，锁脚锚杆在钢架拱脚处两侧各两根，钢架分单元支撑时，每次要布置锚杆，根据设计要求定出锚杆孔位，作出标记，孔位允许偏差为±150mm；B、钻孔钻孔应与砂岩壁面或其所在部位岩层的主要结构面垂直，钻杆采用长、短配套，中空锚杆的钻孔直...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，戴宏，阮立龙，
申请(专利权)人：甘肃第六建设集团股份有限公司，甘肃省地基基础有限责任公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62