一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法技术

本发明专利技术公开了一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法，包括：步骤1）施作高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩；步骤2）开挖初层基坑；步骤3）进行超前深孔帷幕注浆；步骤4）初期支护，全环施作于基坑直立开挖面上，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土；步骤5）将注浆管的外露管头与钢筋网焊接在一起，形成联合支护；骤6）开挖基坑内预留核心土；步骤7）设置支撑体系；步骤8）对围护结构应力、变形进行监测，监控量测结果正常，则进行下一循环的开挖及支护作业，重复步骤2）‑步骤7）。本发明专利技术可使富水软弱地层条件下的深大基坑开挖达到良好的变形控制及防渗止水的效果，基坑稳定性好，环境影响小，施工风险小，综合效益高。

A Method of Excavation and Combined Support for Foundation Pit in Weak Ground with Rich Water

The invention discloses a method for excavation and combined support of foundation pit in water-rich soft stratum, which includes: step 1) applying high-pressure rotary jet grouting pile or deep cement mixing pile; step 2) excavating initial foundation pit; step 3) carrying out advanced deep hole curtain grouting; step 4) initial support, which is applied on the vertical excavation surface of foundation pit, and initial support includes laying steel mesh and shotcrete; ) The exposed pipe head of grouting pipe is welded together with steel mesh to form joint support. Suddenly 6) reserve core soil in excavation foundation pit; Step 7) set up support system; Step 8) monitor the stress and deformation of enclosure structure. If the monitoring results are normal, the next cycle of excavation and support operations will be carried out. Repeat step 2 The invention can make the deep and large foundation pit excavation under the condition of rich water and weak stratum achieve good deformation control and seepage prevention and water stopping effect, the foundation pit stability is good, the environmental impact is small, the construction risk is small, and the comprehensive benefit is high.

【技术实现步骤摘要】
一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法
本专利技术涉及复杂地质条件下基坑开挖与支护方法，尤其涉及一种富水软弱地层基坑开挖及与渗水控制方法。
技术介绍
随着城市化水平快速发展，城市可利用土地资源日益紧张，合理开发利用城市地下空间资源已成为必然趋势。而基坑工程往往是大型建筑工程、轨道交通工程、市政等工程的重要结构形式。基坑工程涉及工程地质、渗透力学、施工技术及监测技术等，综合性强；且基坑工程较强的时空效应、环境效应、地域性等特点，施工风险极大。特别是富水软弱地层条件，给地下工程施工带来极大难度，所以基坑工程往往是整个建设项目的控制性工程。城市地下水丰富，且多为软弱地层，在这种地层中开挖，如没控制好经常会出现坑壁大变形、坑底隆起、涌水等现象，引发重大工程事故。城市地下工程中的深大基坑往往紧邻各种重要建筑物，空间狭小，显然没有条件放坡开挖。如进行全断面垂直开挖，由于应力释放及软土蠕变等因素，基坑变形大，稳定性差。传统的支护方法有土钉墙、排桩灌注桩、地下连续墙等，这些支护方法没有对基坑四周土体进行预加固，大都使用灌注桩或者咬合桩，这难免会造成一些相邻桩下部没有严格咬合而导致漏水，且支护刚度不足也会难免产生较大变形，危及基坑工程及周边建筑的安全。对一些地质条件特别复杂的如富水软弱地层，采用地下连续墙支护刚度较好，但地下连续墙施工难度大，即使是采用槽板式地下连续墙，如施工方法不当也难免在相邻墙段出现不能对齐而导致漏水，且这种方法费用高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种富水软弱地层基坑工程开挖及联合支护方法，可有效控制基坑变形及地下水渗漏，保证富水软弱地层基坑工程安全、快速、低成本开挖。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法，包括以下步骤：步骤1）在基坑开挖线外侧岩土体内竖向施作高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩，达到设计深度，形成初层围护及止水帷幕；步骤2）采用预留核心土法开挖初层基坑，形成两侧小基坑；步骤3）利用已开挖基坑空间在止水帷幕外侧岩土体内斜向下钻孔，将注浆管放入钻孔内，进行超前深孔帷幕注浆，形成加固岩土体；步骤4）初期支护，全环施作于基坑直立开挖面上，形成封闭的柔性支护层，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土；步骤5）将注浆管的外露管头与钢筋网焊接在一起，形成联合支护；步骤6）开挖基坑内预留核心土；步骤7）设置支撑体系，包括在相对封闭岩土体外壁上设置的环向钢制围檩，和间隔设置于环向钢制围檩上的钢制对撑以及固定设置于封闭岩土体两相邻外壁上的钢制斜撑；步骤8）对围护结构应力、变形进行监测，监控量测结果正常，则进行下一循环的开挖及支护作业，重复步骤2）-步骤7）。进一步的，所述步骤7）中，环向钢制围檩、钢制对撑以及钢制斜撑的钢架采用型钢钢架。本专利技术的有益效果是：（1）止水及变形控制效果好。提前施作竖向高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩，在富水软弱地层条件下可有效阻止基坑外侧地下水渗入基坑内，止水效果好。通过初层止水帷幕、深孔帷幕注浆、初期支护及支撑体系形成的联合支护，显著提高围护结构的整体刚度，可有效控制软土基坑变形，并可显著提升基坑止水效果。（2）整体刚度大、稳定性好。施作超前支护，超前支护与初期支护形成整体受力结构；柔性的初期支护既可以起到较好的应力调整及控制岩土体发生过大变形，又可以达到有效防渗止水的目的，保证基坑整体稳定性。（3）适用性强。该方法对各种复杂地质及水文地质适应性强，控制变形效果好，防渗止水效果好，基坑稳定性好，且对环境影响小，施工风险小，具有很强的适用性。（4）综合效益高。提出的深大基坑自上而下分层预留核心土法开挖及联合支护方法，变大断面开挖为小断面开挖，增加基坑稳定性，降低施工风险；联合支护方法可代替地下连续墙，工效高、质量可靠、环境影响小、经济性好，综合效益高。附图说明图1是富水软弱地层基坑工程联合支护结构平面示意图；图2是富水软弱地层基坑工程联合支护结构的断面示意图；图3是图2中A的局部放大示意图；图4是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法施作初层止水帷幕示意图；图5是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法开挖基坑首层示意图；图6是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法施作超前深孔帷幕注浆示意图；图7是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法施作已开挖基坑直立面初期支护示意图；图8是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法挖除基坑核心土体示意图；图9是富水软弱地层基坑开挖及联合支护方法设置支撑体系示意图；附图中构件及所对应的标记：高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩1、超前深孔帷幕注浆2、初期支护3、喷射混凝土4、钢筋网5、环向钢制围檩6、钢制对撑7、预留核心土8、小基坑9、钢制斜撑10。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1-2所示，一种富水软弱地层基坑工程联合支护结构，包括高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩1、超前深孔帷幕注浆2、初期支护3和支撑体系，支撑体系包括环向钢制围檩6、钢制对撑7、钢制斜撑10。基坑开挖与联合支护方法，包括以下步骤：如图4所示，步骤1）在基坑开挖线外侧岩土体内竖向施作高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩1，达到设计深度，形成初层围护及止水帷幕；如图5所示，步骤2）采用预留核心土法开挖初层基坑，形成两侧小基坑9；如图6所示，步骤3）利用已开挖基坑空间在止水帷幕外侧岩土体内斜向下钻孔，将注浆管放入钻孔内，进行超前深孔帷幕注浆2，形成加固岩土体；如图7所示，步骤4）初期支护3，全环施作于基坑直立开挖面上，形成封闭的柔性支护层，初期支护包括铺设钢筋网5和喷射混凝土4；步骤5）将注浆管的外露管头与钢筋网5焊接在一起，形成联合支护；如图8所示，步骤6）开挖基坑内预留核心土8；如图9所示，步骤7）设置支撑体系，包括在相对封闭岩土体外壁上设置的环向钢制围檩6，和间隔设置于环向钢制围檩6上的钢制对撑7以及固定设置于封闭岩土体两相邻外壁上的钢制斜撑10；环向钢制围檩6、钢制对撑7以及钢制斜撑10的钢架采用型钢钢架；步骤8）对围护结构应力、变形进行监测，监控量测结果正常，则进行下一循环的开挖及支护作业，重复步骤2）-步骤7）。本专利技术富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法，通过止水帷幕、深孔帷幕注浆、初期支护及支撑体系形成的联合支护，可代替地下连续墙，避免因施工方法不当在相邻墙段出现不能对齐而导致的漏水问题，可显著提升基坑止水效果，有效控制软土基坑变形，具有工效高、质量可靠、环境影响小、经济性好、综合效益高的特点。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）在基坑开挖线外侧岩土体内竖向施作高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩，达到设计深度，形成初层围护及止水帷幕；步骤2）采用预留核心土法开挖初层基坑，形成两侧小基坑；步骤3）利用已开挖基坑空间在止水帷幕外侧岩土体内斜向下钻孔，将注浆管放入钻孔内，进行超前深孔帷幕注浆，形成加固岩土体；步骤4）初期支护，全环施作于基坑直立开挖面上，形成封闭的柔性支护层，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土；步骤5）将注浆管的外露管头与钢筋网焊接在一起，形成联合支护；步骤6）开挖基坑内预留核心土；步骤7）设置支撑体系，包括在相对封闭岩土体外壁上设置的环向钢制围檩，和间隔设置于环向钢制围檩上的钢制对撑以及固定设置于封闭岩土体两相邻外壁上的钢制斜撑；步骤8）对围护结构应力、变形进行监测，监控量测结果正常，则进行下一循环的开挖及支护作业，重复步骤2）‑步骤7）。

【技术特征摘要】
1.一种富水软弱地层基坑开挖与联合支护方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）在基坑开挖线外侧岩土体内竖向施作高压旋喷桩或深层水泥搅拌桩，达到设计深度，形成初层围护及止水帷幕；步骤2）采用预留核心土法开挖初层基坑，形成两侧小基坑；步骤3）利用已开挖基坑空间在止水帷幕外侧岩土体内斜向下钻孔，将注浆管放入钻孔内，进行超前深孔帷幕注浆，形成加固岩土体；步骤4）初期支护，全环施作于基坑直立开挖面上，形成封闭的柔性支护层，初期支护包括铺设钢筋网和喷射混凝土；步骤5）将注浆管的外露...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志雄，吴波，臧万军，赵振伟，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35