本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法。

背景技術(shù)：

我國西南地區(qū)為典型喀斯特巖溶地貌，由于該地貌條件負(fù)載，巖溶發(fā)育不規(guī)則，導(dǎo)致該地區(qū)施工橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施難度較大，但是，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，該地區(qū)的既有橋梁、道路已經(jīng)無法滿足日益增長的運(yùn)輸需求，因此，需要對該地區(qū)的橋梁、道路進(jìn)行改建、擴(kuò)建或重建。

在進(jìn)行改建、擴(kuò)建或重建時，通常是緊鄰既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行，由于喀斯特巖溶地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，巖溶發(fā)育不規(guī)則，如果施工中出現(xiàn)較大的振動或者強(qiáng)排水等工作，不僅會對既有結(jié)構(gòu)造成損害，還可能導(dǎo)致較大的地質(zhì)變化。

緊鄰既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行基坑施工是改建、擴(kuò)建和重建的首要步驟，目前在進(jìn)行基坑施工時，通常采用鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰作為基坑支護(hù)，但是鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰在施工的過程中，不可避免的會產(chǎn)生較大的振動和強(qiáng)排水，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成影響，施工難度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法，該技術(shù)能避免在既有結(jié)構(gòu)周邊進(jìn)行強(qiáng)震動、強(qiáng)排水等等作業(yè)，減輕對既有結(jié)構(gòu)的擾動。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包含以下步驟：

a、在待挖基坑(5)外圍設(shè)置注漿孔(2)，在注漿孔(2)中注漿并形成止水帷幕(1)；

b、沿深度方向分段開挖所述待挖基坑(5)，每開挖一段后在止水帷幕(1)旁設(shè)置內(nèi)模板并澆筑一段子護(hù)圈(30)，并使所有段的子護(hù)圈(30)上下相連以形成鋼筋混凝土護(hù)圈(3)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：設(shè)置注漿孔(2)時設(shè)置內(nèi)層注漿孔(20)和外層注漿孔(21)，且內(nèi)層注漿孔(20)和外層注漿孔(21)交錯設(shè)置，且所述注漿孔(2)注漿后漿液擴(kuò)散形成近圓形注漿區(qū)域，所述注漿區(qū)域的半徑大于所述注漿孔(2)之間的孔間距。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：靠近既有結(jié)構(gòu)(4)的外層注漿孔(21)由內(nèi)向外傾斜設(shè)置。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：靠近既有結(jié)構(gòu)(4)的外層注漿孔(21)的傾斜角度范圍是60°至90°。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：所述子護(hù)圈(30)的寬度在待挖基坑(5)深度方向上由上至下逐漸減小，且每個子護(hù)圈最大寬度一致，最小寬度一致。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：所述子護(hù)圈(30)的橫截面為直角梯形。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于：澆筑完一段子護(hù)圈(30)后，開挖下一段挖基坑(5)時，間隔的保留上一段子護(hù)圈(30)下方的原土以支持上一段子護(hù)圈(30)。

一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，其包括：

止水帷幕(1)；

鋼筋混凝土護(hù)圈(3)，其位于所述止水帷幕(1)內(nèi)并與所述止水帷幕(1)內(nèi)壁相互貼合且連接；同時，

所述鋼筋混凝土護(hù)圈(3)由于若干上下堆疊并固結(jié)在一起的子護(hù)圈(30)形成。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：子護(hù)圈(30)的寬度在待挖基坑(5)深度方向上由上至下逐漸減小，且每個子護(hù)圈最大寬度一致，最小寬度一致。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述子護(hù)圈(30)的橫截面為直角梯形。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法，工期合理可控，受其他因素影響較??；基坑分層開挖，無需強(qiáng)振、強(qiáng)排，對既有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)擾動少；可根據(jù)實(shí)際需要修改支護(hù)結(jié)構(gòu)布置以滿足既有結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式；

(2)技術(shù)實(shí)施完畢后，止水帷幕對既有結(jié)構(gòu)周邊土體有加固作用，鋼筋混凝土護(hù)圈剛度大，無需設(shè)置內(nèi)支撐，止水帷幕同鋼筋混凝土護(hù)圈形成基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)為基坑內(nèi)施工提供了安全、干燥、寬闊的作業(yè)面，具有較大的推廣價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法施工的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法施工鉆孔階段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法施工注漿階段的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法施工開挖基坑的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-止水帷幕，2-注漿孔，20-內(nèi)層注漿孔，21-外層注漿孔，3-鋼筋混凝土護(hù)圈，30-子護(hù)圈，4-既有結(jié)構(gòu)，5-基坑。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和施工方法。本實(shí)施例采用“雙排注漿止水帷幕”+“逆作法”進(jìn)行施工：

a1、在設(shè)計圖紙上圍繞待挖的基坑外圍40cm處定位兩層注漿孔2，分別為內(nèi)層注漿孔20和外層注漿孔21。內(nèi)層注漿孔20同外層注漿孔21交錯排列，同時根據(jù)鄰近的既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，本實(shí)施例中先試驗(yàn)100cm、80cm、70cm，并檢驗(yàn)孔中滲水情況確定孔間距為70cm。

a2、如圖2，在定位好的注漿孔2位置，鉆大小為110mm的注漿，鉆孔角度除靠老橋圍堰側(cè)鉆孔為同水平線呈80°的傾斜鉆孔外，其余均為垂直鉆孔。

a3、在鉆好的注漿孔2中，插入內(nèi)徑為40mm，壁厚2.75mm的鋼化管。

a4、利用自來水從底部向上進(jìn)行加壓沖洗將鋼花管內(nèi)雜物從管頂沖洗出來。

a5、在鋼花管中安置內(nèi)管；本實(shí)施例優(yōu)選的內(nèi)管為內(nèi)徑20mm，能承受16mpa以上高壓的高壓管。

a6、如圖3，本實(shí)施例采用的注漿壓力范圍為0.3～3.0mpa。漿液包括普通硅酸鹽水泥，水玻璃和化學(xué)漿液，水泥的水灰比為0.5～0.8:1，化學(xué)漿液摻入量為水泥用量的30％。此外，水灰比，化學(xué)漿液摻入量和注漿壓力應(yīng)不局限于以上參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整，做出的調(diào)整滿足：①可以根據(jù)需要對注漿孔2實(shí)現(xiàn)少量多次注漿；②固結(jié)時間可以調(diào)節(jié)，控制在30秒至幾分鐘內(nèi)，從而控制漿液的流動范圍；③漿液具有足夠的穩(wěn)定性、均勻性填充性，不會在施工時離析；④凝固后固結(jié)體強(qiáng)度和收縮率在開挖1m后，不變形或坍塌。

內(nèi)層注漿孔20和外層注漿孔21為交錯排列的(見步驟a1)，因此兩圈交錯注漿孔2注漿后成型的止水帷幕1形狀為在待挖基坑5外圍的封閉環(huán)繞的一圈環(huán)狀體。它具有一定的強(qiáng)度，在開挖深度小于等于1.0m，時間小于12小時的情況下，能夠作為子護(hù)圈30的外層支護(hù)模板，省去了專門建造外層支護(hù)模板的時間，提供了便利，節(jié)約了工期。

b、如圖4，在止水帷幕1旁，沿深度方向分段開挖基坑5，每挖一段，每段厚度大約1m，將止水帷幕1作為外模板，并在在止水帷幕1旁設(shè)置內(nèi)模板，澆筑形成一段子護(hù)圈30，所有段的子護(hù)圈30相連后形成鋼筋混凝土護(hù)圈3。逐層施工能夠減少對既有結(jié)構(gòu)4的擾動，降低對既有結(jié)構(gòu)4的損害，并節(jié)約工期的同時，提升了施工的效率。

由于如果內(nèi)外模板上下口徑一致時，澆筑水泥時下層混凝土無法完成注入，因此本實(shí)施例采用上大下小的孔徑進(jìn)行澆筑，這樣形成的子護(hù)圈30在待挖基坑5深度方向是由上至下逐漸減小。這里所說的“上”對應(yīng)靠近基坑5的坑口，“下”對應(yīng)靠近基坑5的坑底。

以上實(shí)施例中的數(shù)據(jù)為根據(jù)現(xiàn)場具體情形進(jìn)行區(qū)分實(shí)施的，鉆孔、注漿、漿液配置等等各個分步驟的技術(shù)為業(yè)界通用技術(shù)，其原理及數(shù)據(jù)及計算已經(jīng)為公知，在此將不再詳細(xì)描述。

優(yōu)選地，止水帷幕1施工采用“逐個鉆孔，分片注漿”的方式進(jìn)行：在施工前對所有的孔依照設(shè)備和人員情況進(jìn)行分區(qū)，一次性鉆完一個區(qū)的注漿孔2后，對整個區(qū)一次性注漿。所有分區(qū)完成后，在區(qū)域交界處適當(dāng)?shù)募鱼@注漿孔2，并注漿，以形成封閉圍繞基坑5的外圍止水帷幕1。

此外本實(shí)施例對每一層的鋼筋混凝土護(hù)圈3下的基坑采用分段間隔開挖：

澆筑完一段子護(hù)圈30后，開挖下一段待挖基坑(5)時，間隔的保留上一段子護(hù)圈下方的原土以支持上一段子護(hù)圈(30)，保留的原土的面積至少占上一段子護(hù)圈面積的50％以上。如果進(jìn)行整體開挖，由于地下土全部挖空，可能造成上方子護(hù)圈30下沉，存在安全隱患，而分段間隔開挖，因?yàn)橹辽儆?0％的未開挖原土地基進(jìn)行支撐，提高了安全性。

根據(jù)本技術(shù)建成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，緊貼止水帷幕1并以其為臨時支護(hù)建造的鋼筋混凝土護(hù)圈3和該止水帷幕1形成了基坑5的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并保證后續(xù)施工時，基坑5內(nèi)安全、干燥。

這種支護(hù)方法采用基層分層開挖，無需強(qiáng)振、強(qiáng)排，對既有結(jié)構(gòu)4擾動少，減少了對周圍既有結(jié)構(gòu)4的損害；同時止水帷幕1止水效果好，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的外層防水部分，鋼筋混凝土護(hù)圈3剛度大，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)層承受外部的荷載，支護(hù)結(jié)構(gòu)作為基坑5支護(hù)結(jié)構(gòu)為基坑5內(nèi)施工提供了安全、干燥、寬闊的作業(yè)面。可根據(jù)實(shí)際需要修改支護(hù)結(jié)構(gòu)布置以滿足既有結(jié)構(gòu)4的結(jié)構(gòu)形式。注漿對既有結(jié)構(gòu)4周邊土體還有加固作用，具有較大的推廣價值。

請?jiān)俅螀⒖紙D1，下面介紹按本發(fā)明方法施工得到的巖溶地區(qū)鄰近既有結(jié)構(gòu)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，其包括：

止水帷幕1，并且止水帷幕1內(nèi)設(shè)有鋼筋混凝土護(hù)圈3，止水帷幕1內(nèi)壁與鋼筋混凝土護(hù)圈3相互貼合且連接；其連接方式為在鋼筋混凝土護(hù)圈3成型時混凝土的相互固結(jié)。

鋼筋混凝土護(hù)圈3由于多個上下堆疊并固結(jié)在一起的子護(hù)圈30形成，由于鋼筋混凝土護(hù)圈3是由多個子護(hù)圈30共同堆疊形成的，因此，在施工時由于是逐個子護(hù)圈30完成施工，對既有結(jié)構(gòu)4的擾動少，減少了對周圍既有結(jié)構(gòu)4的損害。

為了防止子護(hù)圈30下部區(qū)域出現(xiàn)空腔或氣泡，子護(hù)圈30的寬度被設(shè)計成由上至下逐漸減小，此種設(shè)計可有效避免在加入混凝土?xí)r出現(xiàn)氣泡。優(yōu)選地，子護(hù)圈30的橫截面為直角梯形，此種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)。

本發(fā)明不局限于上述實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。