專利名稱：真空作用重力式基坑支護(hù)體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于土木建筑基坑支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種真空作用重力式基坑支護(hù)體系。
背景技術(shù)：
中國發(fā)明專利第200810236142. 3中公開了一種真空帷幕止水與大氣壓力支護(hù)深基坑開挖法(下文簡稱“真空帷幕法”)，該方法是利用真空帷幕進(jìn)行止水，并發(fā)揮大氣壓力的作用來進(jìn)行基坑支護(hù)，施工更加安全，且無需基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，無需基坑內(nèi)外降水井點，在安全可靠、節(jié)省工期、節(jié)約投資等方面具有較為明顯的優(yōu)勢。真空帷幕法主要包括以下步驟第一步、進(jìn)行基坑開挖所需的場區(qū)整平，在基坑周圍規(guī)劃真空帷幕區(qū)域，即將要鋪設(shè)密封膜的區(qū)域；第二步、根據(jù)基坑開挖的深度向真空帷幕區(qū)域的土體內(nèi)打入豎向排水體，所述豎向排水體打入的深度大于基坑開挖的深度；并且進(jìn)行基坑邊界墻體固化施工，即在基坑邊界線上設(shè)置側(cè)壁固化墻體；根據(jù)實際情況需要，可在基坑側(cè)壁固化墻體外側(cè)設(shè)置遮簾體，遮簾體的設(shè)置通過在基坑側(cè)壁固化墻體外側(cè)打入樁或現(xiàn)場成樁、現(xiàn)場成墻的方法實現(xiàn)。遮簾體可以是單排樁或墻，也可以是多排樁或墻。是否設(shè)置遮簾體，以及設(shè)置遮簾體時其樁型、平面布置和數(shù)量，需根據(jù)基坑開挖的深度和地層條件來綜合確定；第三步、在真空帷幕區(qū)域鋪設(shè)密封膜，所述密封膜的邊界埋入土體內(nèi)，從而形成真空帷眷;第四步、將真空源與豎向排水體連接，并通過真空源抽真空的方式，使所述真空帷幕內(nèi)的空氣壓力下降；第五步、當(dāng)真空帷幕內(nèi)的真空負(fù)壓達(dá)到并保持在_40kPa _85kPa后，在保持真空帷幕內(nèi)真空度的前提下進(jìn)行基坑開挖，開挖過程中采用分層開挖的方式進(jìn)行，每開挖完一層土體后，露出一圈新的基坑外邊界側(cè)壁，沿該基坑外邊界側(cè)壁進(jìn)行垂直密封隔離處理，即在新的坑外邊界側(cè)壁上鋪設(shè)隔離膜，該隔離膜與構(gòu)成真空帷幕的密封膜密封銜接，用大氣壓力平衡側(cè)向土壓力，然后再進(jìn)行下一層土體開挖和該層基坑外邊界側(cè)壁垂直密封隔離處理，直至開挖結(jié)束；第六步、進(jìn)行基坑底板和側(cè)壁的施工。但是，上述真空帷幕法存在以下不足之處I、雖然該真空帷幕法的優(yōu)點之一是可以直立開挖，而無需放坡，從而節(jié)約了開挖方量，并可以減少對周邊場地的占用，但直立開挖也成為其局限性之一，因為直立開挖會使坑壁的穩(wěn)定性降低，從而使得本法應(yīng)用的基坑開挖深度受到限制，即基坑開挖深度超過某一值以后，坑壁將無法保持穩(wěn)定，而需要借助于內(nèi)支撐等輔助措施來維持坑壁的穩(wěn)定性，而這樣一來就失去了真空帷幕法的成本優(yōu)勢，工期也會大大延長。[0013]2、按照該專利文件內(nèi)容的敘述，設(shè)置側(cè)壁固化墻體的主要作用是固定基坑開挖邊界形狀、降低基坑邊界內(nèi)外區(qū)域的氣水流動速率、輔助真空帷幕與基坑大氣垂直密封隔離膜的設(shè)置和基坑側(cè)壁澆筑外模板，特殊情況下還可以起到消減少部分基坑側(cè)向土壓力的作用。但不難看出，側(cè)壁固化墻體最主要的作用還是固定基坑開挖邊界形狀這一點。真空帷幕法之所以需要設(shè)置側(cè)壁固化墻體來固定基坑開挖邊界形狀，也是因為其直立開挖的做法導(dǎo)致的。天然的土體，尤其是軟土，如被開挖成直立的邊坡，極易出現(xiàn)垮塌，至少是容易出現(xiàn)局部垮塌，為了預(yù)防坑壁的垮塌設(shè)置側(cè)壁固化墻體是必需的，但是這樣就會增加設(shè)置側(cè)壁固化墻體的工程量，對于降低造價不利。3、在某些情況下，真空帷幕法需要在側(cè)壁固化墻體外側(cè)設(shè)置遮簾體，遮簾體的設(shè)置通過在基坑側(cè)壁固化墻體外側(cè)打入樁或現(xiàn)場成樁、現(xiàn)場成墻的方法實現(xiàn)。該專利文件中沒有說明設(shè)置遮簾體的目的和實際所起的作用，但是通過分析，遮簾體大致有如下兩個作用一是當(dāng)遮簾體為密封墻體時，其可以起到輔助側(cè)壁固化墻體和垂直密封隔離膜對側(cè)壁深部土體的密封作用，防止真空帷幕內(nèi)的真空壓力泄漏；二是利用遮簾體深入坑底地基的嵌固作用和自身的抗彎、抗剪結(jié)構(gòu)強度直接增強坑壁的穩(wěn)定性，即對坑壁穩(wěn)定起到輔助加強的作用。如此看來，遮簾體只是一種輔助加強措施，如果采取其它措施，讓真空密封和坑壁穩(wěn)定得到保證，則可不必設(shè)置遮簾體，以節(jié)省設(shè)置遮簾體這部分工程的造價。4、真空帷幕法坑頂鋪設(shè)密封膜的方式與傳統(tǒng)的真空預(yù)壓的地基處理方法類似，密封膜的外側(cè)邊界只是簡單地淺埋入土體內(nèi)，從而易使真空帷幕內(nèi)的真空壓力向外側(cè)擴散，而真空壓力的擴散一方面會降低帷幕范圍內(nèi)的真空度，從而降低坑壁的穩(wěn)定安全系數(shù)，另外一方面會使鄰近區(qū)域一定范圍內(nèi)的地基發(fā)生收縮、開裂及沉陷，對周圍環(huán)境造成不良影響。而且，由于該法止水作用是通過真空抽水作用實現(xiàn)的，實質(zhì)上會對基坑周邊的地基有降水的作用，當(dāng)周圍環(huán)境對于地基降水敏感時，則該法不適用。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種不需要設(shè)置側(cè)壁固化墻體和遮簾體、可以滿足更大的開挖深度要求、造價更低、工期更短的真空作用重力式基坑支護(hù)體系O為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系包括外圍豎向密閉帷幕、坑頂水平密閉層、橫向排水體、坡面密閉層、坡底豎向密閉帷幕、坑頂豎向排水體和坡面豎向排水體；其中外圍豎向密閉帷幕是從坑頂水平密閉層設(shè)置范圍外側(cè)邊界處自坑頂原始地面向下垂直設(shè)置而形成；坑頂豎向排水體是在坑頂水平密閉層設(shè)置范圍內(nèi)的地基土中均勻設(shè)置，并且坑頂豎向排水體的底部高程低于最大挖深坑底地面的高程；橫向排水體設(shè)置在坑頂豎向排水體頂端的地基土表面，并且內(nèi)部水平布設(shè)有網(wǎng)格狀分布的真空濾管，真空濾管通過管路出膜器穿出坑頂水平密閉層，經(jīng)由外部抽真空管路連接到真空泵上；坑頂水平密閉層是在橫向排水體的表面鋪設(shè)一層或多層土工布和一層或多層土工膜，或者直接鋪設(shè)一層或多層復(fù)合土工膜而形成，并且外側(cè)邊緣與外圍豎向密閉帷幕上端密封連接，內(nèi)側(cè)則通過密封溝埋入地下；坡面豎向排水體設(shè)置在坑頂豎向排水體內(nèi)側(cè)的地基土中，其底端高程與坑頂豎向排水體的底端高程相同，頂端高程則與當(dāng)處開挖坡面一致；坡面密閉層是將坑頂水平密閉層上位于內(nèi)側(cè)的土工布和土工膜或復(fù)合土工膜從密封溝內(nèi)起出并覆蓋在新打設(shè)的坡面豎向排水體上而形成；坡底豎向密閉帷幕是在坑底坡腳處垂直打設(shè)一圈止水鋼板樁而形成，止水鋼板樁上端與坡面密閉層的下端邊緣密封連接，并且坡底豎向密閉帷幕的頂端高程高于最大挖深坑底地面的高程。所述的外圍豎向密閉帷幕采用垂直鋪設(shè)土工膜、射水法造連續(xù)墻、掏槽成墻法、鋸槽成墻法、導(dǎo)管反循環(huán)工法、抓斗法成墻、振動切槽法成墻、板樁墻工法成墻、深層攪拌工法成墻、注漿法成墻、高噴法成墻、土固結(jié)工法成墻、自凝灰漿法成墻、SMW工法成墻和TRD工法成墻中的一種方法設(shè)置。所述的坑頂豎向排水體和坡面豎向排水體由塑料排水板、袋裝砂井和塑料排水管中的一種構(gòu)成。所述的橫向排水體為由O. 4 O. 6米厚度的中粗砂構(gòu)成的砂墊層。所述的真空濾管管壁上均勻分布有濾孔，且外表面包覆有一層無紡布，真空濾管米用Φ 50mm的PVC濾水管，濾管間距8m。所述的止水鋼板樁的上端帶有便于與坡面密閉層密封連接的裝置。傳統(tǒng)的基坑支護(hù)體系按其工作原理和材料特性分為水泥土深層攪拌樁擋墻式、板樁式(鋼板樁、鋼管樁等)、排樁式(鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁等)、地下連續(xù)墻、加筋水泥土墻支護(hù)(SMW工法)、邊坡穩(wěn)定式(錨噴支護(hù)、土釘支護(hù))、逆作拱墻式、沉井(箱)法等類型。水泥土深層攪拌樁擋墻式支護(hù)屬重力式擋土墻，其依靠墻體本身重量和剛度進(jìn)行擋土，維持其穩(wěn)定，同時又作為止水帷幕，具有擋土和止水的雙重作用。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系本質(zhì)上屬于重力式擋土墻，墻體具有擋土和止水的雙重作用。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系屬于重力式支擋結(jié)構(gòu)，其與水泥土深層攪拌樁擋墻最主要的不同之處在于其以真空加豎向排水體的方法對坑壁外側(cè)設(shè)計范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，代替了水泥土攪拌樁對坑壁外側(cè)設(shè)計范圍內(nèi)土體的物理化學(xué)固化作用來形成重力式擋墻。如同所有的重力式擋土墻一樣，真空作用重力式基坑支護(hù)體系中的坑壁重力式擋土墻主要需要抵抗三種類型的破壞，即墻身抗傾覆破壞、墻底抗滑移破壞、墻身截面抗剪切破壞，但是其抵抗破壞的抗力來源的組成卻與普通采用石砌體、片石混凝土或者混凝土材料的重力式擋土墻有所不同。其抵抗破壞的抗力來源組成如下I、墻身抗傾覆破壞抗力來源組成土體自重及坑頂大氣壓力。2、抗滑移破壞抗力來源組成在真空負(fù)壓作用下有效應(yīng)力得到加大后的基底土體強度發(fā)揮的抗剪切力。3、墻身截面抗剪切破壞抗力來源組成在真空負(fù)壓作用下有效應(yīng)力得到加大后的墻身截面土體強度產(chǎn)生的抗剪切力。本實用新型通過造價低廉的真空固結(jié)排水作用，使得邊坡土體自身的強度得到較大增長，一般可以在2 3個月的時間內(nèi)將地基土的強度提高2 3倍，同時充分地利用真空負(fù)壓作用瞬間提高土體的有效應(yīng)力，從而再度極大地提高地基土的強度，并且利用真空抽水和坡面密閉層密封作用來達(dá)到止水和邊坡穩(wěn)定的雙重目的，可以不設(shè)置內(nèi)支撐，造價和施工速度都有明顯的優(yōu)勢。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系具有如下優(yōu)點。[0033]I、可以支護(hù)更大開挖深度的基坑。理論上來說，如果不考慮豎向排水體的最大設(shè)置深度，只要周圍有足夠的平面空間以供布置支護(hù)結(jié)構(gòu)，本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系所支護(hù)的基坑開挖深度可以不受限制，因為其可以通過放坡足夠平緩的邊坡來保證深基坑的穩(wěn)定性。當(dāng)然，實際工程中，過深的基坑，例如深度超過50m，基本也不太現(xiàn)實，因為基坑開挖深度真的如此大的話，采用盾構(gòu)等地下開挖的方式應(yīng)該要比明挖更加方便而經(jīng)濟。2、無需設(shè)置側(cè)壁固化墻體，可以降低工程造價。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，因為結(jié)合了放坡開挖，基坑側(cè)壁的形狀本身比較有利于維持自身穩(wěn)定，且基坑內(nèi)外的地基土體已經(jīng)被真空加固作用提高了強度，基坑開挖邊界即基坑側(cè)壁的形狀很容易得到保持，從而無需設(shè)置側(cè)壁固化墻體，降低了工程造價。3、無需在側(cè)壁固化墻體外側(cè)設(shè)置遮簾體，可以降低工程造價。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，因為結(jié)合了放坡開挖，基坑側(cè)壁的穩(wěn)定安全系數(shù)很高，而且坡面密閉層的密閉效果因為處于有利的安裝位置，密閉效果也是有保證的，所以無需再在側(cè)壁固化墻體外側(cè)設(shè)置遮簾體，進(jìn)一步降低了工程造價。4、由于設(shè)置了外圍豎向密閉帷幕，真空壓力的擴散被大大限制了。這樣一方面可以以較小的抽真空功率來很好地保證設(shè)置豎向排水體范圍內(nèi)的真空度，從而也保證了坑壁的穩(wěn)定安全性，另外一方面外圍豎向密閉帷幕對真空壓力的阻隔作用也避免了鄰近區(qū)域地基發(fā)生收縮、開裂及沉陷，對周圍環(huán)境的不良影響大大減小。同樣，本實用新型對基坑周邊的地基的降水作用也被最大程度地限制住了，更進(jìn)一步地減小了對周圍環(huán)境的影響。5、本實用新型中打設(shè)豎向排水體、鋪設(shè)水平排水體和密封膜等的施工速度都非常快，而且，因為無需設(shè)置內(nèi)支撐，一方面減少了設(shè)置內(nèi)支撐這道工序的施工時間并節(jié)約了內(nèi)支撐的造價，另外一方面因為在開挖的空間內(nèi)沒有內(nèi)支撐的干擾，作業(yè)面開闊，還可以大大加快挖土的速度，節(jié)約挖土的成本，所以本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系的施工很方便，也節(jié)約了寶貴的工期。由于真空加豎向排水體相對水泥土攪拌樁來說，具有明顯的造價和工期優(yōu)勢，所以真空作用重力式基坑支護(hù)體系相對水泥土深層攪拌樁擋墻支護(hù)體系具有明顯的造價和工期優(yōu)勢。此外，因為本實用新型具有可以支護(hù)更大開挖深度的基坑、無需設(shè)置側(cè)壁固化墻體、無需在側(cè)壁固化墻體外側(cè)設(shè)置遮簾體、外圍垂直密閉帷幕大大限制了真空壓力的擴散，從而大大減小了對周圍環(huán)境的不良影響等優(yōu)點，因此在技術(shù)和經(jīng)濟兩方面都優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)真空帷幕法。

圖I為本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系平面示意圖。圖中I-坑頂原始地面2-外圍豎向密閉帷幕3-坑頂水平密閉層4-橫向排水體[0046]5-坡面密閉層6-最大挖深坑底地面7-坡底豎向密閉帷幕8-坑頂豎向排水體9-坡面豎向排水體
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系進(jìn)行詳細(xì)說明。某基坑工程，挖深20m，開挖的平面尺寸為20mX 150m。三層地基土的情況分別為①粉質(zhì)黏土，厚度28米，灰綠、灰色到深灰色，流塑到軟塑，飽和，以黏粒和粉粒為主的粉質(zhì)黏土，含有10%的黑色有機質(zhì)和大量的可溶性鹽類結(jié)晶物。天然容重Y =16. OkN/m3，含水率 61%，孔隙比 I. 6，塑性指數(shù) Ip = 22. LCu= 10. OkPa, Φ, = 3. 0°，基本承載力％ = 80kPa，滲透系數(shù)k彡lX10_7m/s，屬于低強度、高壓縮性土，工程性質(zhì)較差。②粉質(zhì)細(xì)砂 中砂，厚度7米，淺褐色到深灰色，密實，濕，成分為細(xì)粒到中粒的砂。巖土施工工程分級屬II級普通土。天然容重Y = 18.0kN/m3，含水率15%，孔隙比
O.4, Cu = 5. OkPa、(J)u = 30. O。，基本承載力 σ。= 180kPa,滲透系數(shù) k < I X l(T4m/s。③砂質(zhì)礫石，厚度大于10米，深棕色，密實的細(xì)粒到中粗粒砂質(zhì)礫石，含有白色的可溶性鹽類。巖土施工工程分級屬II級普通土。天然容重Y = 22. OkN/m3，孔隙比O. 5，Cu=OkPa、Φ u = 40. O ° ,基本承載力 σ。= 300kPa,滲透系數(shù) k < I X l(T3m/s。如圖I、圖2所示，本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系包括外圍豎向密閉帷幕2、坑頂水平密閉層3、橫向排水體4、坡面密閉層5、坡底豎向密閉帷幕7、坑頂豎向排水體8和坡面豎向排水體9 ;其中外圍豎向密閉帷幕2是從坑頂水平密閉層3設(shè)置范圍外側(cè)邊界處自坑頂原始地面I向下垂直設(shè)置而形成；坑頂豎向排水體8是在坑頂水平密閉層3設(shè)置范圍內(nèi)的地基土中均勻設(shè)置，并且坑頂豎向排水體8的底部高程低于最大挖深坑底地面6的高程；橫向排水體4設(shè)置在坑頂豎向排水體8頂端的地基土表面，并且內(nèi)部水平布設(shè)有網(wǎng)格狀分布的真空濾管，真空濾管通過管路出膜器穿出坑頂水平密閉層3，經(jīng)由外部抽真空管路連接到真空泵上；坑頂水平密閉層3是在橫向排水體4的表面鋪設(shè)一層或多層土工布和一層或多層土工膜，或者直接鋪設(shè)一層或多層復(fù)合土工膜而形成，并且外側(cè)邊緣與外圍豎向密閉帷幕2上端密封連接，內(nèi)側(cè)則通過密封溝埋入地下；坡面豎向排水體9設(shè)置在坑頂豎向排水體8內(nèi)側(cè)的地基土中，其底端高程與坑頂豎向排水體8的底端高程相同，頂端高程則與當(dāng)處開挖坡面一致；坡面密閉層5是將坑頂水平密閉層3上位于內(nèi)側(cè)的土工布和土工膜或復(fù)合土工膜從密封溝內(nèi)起出并覆蓋在新打設(shè)的坡面豎向排水體9上而形成；坡底豎向密閉帷幕7是在坑底坡腳處垂直打設(shè)一圈止水鋼板樁而形成，止水鋼板樁上端與坡面密閉層5的下端邊緣密封連接，并且坡底豎向密閉帷幕7的頂端高程高于最大挖深坑底地面6的高程。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系的施工方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟[0059]I)在坑頂水平密閉層3設(shè)置范圍外側(cè)邊界處自坑頂原始地面I向下采用垂直鋪設(shè)土工膜、射水法造連續(xù)墻、掏槽成墻法、鋸槽成墻法、導(dǎo)管反循環(huán)工法、抓斗法成墻、振動切槽法成墻、板樁墻工法成墻、深層攪拌工法成墻、注漿法成墻、高噴法成墻、土固結(jié)工法成墻、自凝灰漿法成墻、SMW工法成墻和TRD工法成墻中的一種方法來設(shè)置外圍豎向密閉帷幕2，本工程是采用開槽鋪設(shè)IOm深的復(fù)合土工膜的方法設(shè)置外圍豎向密閉帷幕2 ；2)在坑頂水平密閉層3設(shè)置范圍內(nèi)的地基土中均勻設(shè)置坑頂豎向排水體8，坑頂豎向排水體8由塑料排水板、袋裝砂井和塑料排水管中的一種構(gòu)成，并且坑頂豎向排水體8的底部高程低于最大挖深坑底地面6的高程；本工程中坑頂豎向排水體8采用塑料排水板，深度為25m，正方形布置，間距為lm，塑料排水板底部高程低于最大挖深坑底地面6的高程5m ；3)在打設(shè)完成的坑頂豎向排水體8頂端的地基土表面設(shè)置橫向排水體4，在橫向排水體4內(nèi)部水平布設(shè)網(wǎng)格狀分布的真空濾管，橫向排水體4為由O. 4 O. 6米厚度的中粗砂構(gòu)成的砂墊層，本工程是先在坑頂豎向排水體8頂端的地基土表面鋪設(shè)一層O. 3m厚中粗砂底層排水砂墊層，然后在底層排水砂墊層上水平布設(shè)網(wǎng)格狀分布的真空濾管，真空濾管管壁上均勻分布有濾孔，且外表面包覆有一層無紡布，這樣可允許水、氣進(jìn)入真空濾管內(nèi)，同時防止砂粒進(jìn)入真空濾管；真空濾管采用Φ 50mm的PVC濾水管，濾管間距Sm，然后在真空濾管上部再鋪設(shè)一層O. 2m厚中粗砂頂層排水砂墊層，由底層排水砂墊層和頂層排水砂墊層構(gòu)成厚度為O. 5米的橫向排水體4 ；4)在橫向排水體4的表面鋪設(shè)一層或多層土工布和一層或多層土工膜，或者直接鋪設(shè)一層或多層復(fù)合土工膜，由此形成坑頂水平密閉層3，并將其外側(cè)邊緣與外圍豎向密閉帷幕2上端密封連接，內(nèi)側(cè)則通過密封溝埋入地下；本工程中坑頂水平密閉層3為一層寬度為20m的復(fù)合土工膜；5)將上述真空濾管通過管路出膜器穿出坑頂水平密閉層3，經(jīng)由外部抽真空管路連接到真空泵上；管路出膜器的做法同普通的真空預(yù)壓地基處理方法一致。真空泵采用射流泵，單臺功率為7. 5kW，空載情況下真空壓力超過96kPa，每臺真空泵加固的平面面積不大于800m2，本工程一共配置30臺真空泵；6)開啟真空泵，待基坑側(cè)壁的地基土固結(jié)度達(dá)到10-80%以后開挖基坑；開挖按照設(shè)計好的坡度進(jìn)行，本工程中開挖坡度設(shè)定為I : 1，開挖前的地基土固結(jié)度的控制值主要依據(jù)設(shè)計開挖速度來確定，開挖速度越快，則開挖前的地基土固結(jié)度要求越高，本工程開挖前的地基土固結(jié)度為30% ；7)每挖深lm，在坑頂豎向排水體8內(nèi)側(cè)的地基土中逐步進(jìn)行坡面豎向排水體9的施工，其間距、布置方式均和坑頂豎向排水體8相同，坡面豎向排水體9底端高程與坑頂豎向排水體8的底端高程相同，坡面豎向排水體9頂端高程則與當(dāng)處開挖坡面一致；本工程中坡面豎向排水體9采用塑料排水板，深度為4. 5m 23. 5m不等，正方形布置，間距為Im ；8)將坑頂水平密閉層3上位于內(nèi)側(cè)的土工布和土工膜或復(fù)合土工膜從密封溝內(nèi)起出并覆蓋在新打設(shè)部分的坡面豎向排水體9上，由此形成部分坡面密閉層5，然后重新埋入坑底的密封溝；9)重復(fù)步驟7)和8)，直至開挖到基坑的設(shè)計深度；10)在坑底坡腳處垂直打設(shè)一圈止水鋼板樁，由此形成坡底豎向密閉帷幕7，并將止水鋼板樁上端與坡面密閉層5的下端邊緣密封連接，坡底豎向密閉帷幕7的頂端高程高于最大挖深坑底地面6的高程，并且止水鋼板樁的上端帶有便于與坡面密閉層5密封連接的裝置；本工程中止水鋼板樁的長度為3m，頂端高程比最大挖深坑底地面6的高程高
O.5m ；11)燒筑基坑底板，進(jìn)行建筑地下部分結(jié)構(gòu)的施工；12)停止抽真空，然后拆除坡底豎向密閉帷幕7、坡面密閉層5、坑頂水平密閉層3和部分外圍豎向密閉帷幕2，并對其中的止水鋼板樁與復(fù)合土工膜加以回收再利用；13)將地基土回填到基坑壁與建筑地下部分結(jié)構(gòu)之間的空間，直至達(dá)到原地面高程，基坑支護(hù)和開挖工作至此全部完成。若此工程采用鉆孔灌注樁、圈梁和冠梁加內(nèi)支撐支護(hù)，水泥土攪拌樁和高壓旋噴樁止水的支護(hù)方案，總造價將為408萬元，工期11個月，而采用本方案的造價只有230萬元，工期6個月，由此可見造價降低將近一倍，同時工期縮短一半，因此經(jīng)濟效益十分顯著。
權(quán)利要求1.一種真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的真空作用重力式基坑支護(hù) 體系包括外圍豎向密閉帷幕(2)、坑頂水平密閉層(3)、橫向排水體(4)、坡面密閉層(5)、坡底豎向密閉帷幕(7)、坑頂豎向排水體⑶和坡面豎向排水體(9);其中外圍豎向密閉帷幕(2)是從坑頂水平密閉層(3)設(shè)置范圍外側(cè)邊界處自坑頂原始地面(I)向下垂直設(shè)置而形成；坑頂豎向排水體(8)是在坑頂水平密閉層(3)設(shè)置范圍內(nèi)的地基土中均勻設(shè)置，并且坑頂豎向排水體(8)的底部高程低于最大挖深坑底地面￠)的高程；橫向排水體(4)設(shè)置在坑頂豎向排水體(8)頂端的地基土表面，并且內(nèi)部水平布設(shè)有網(wǎng)格狀分布的真空濾管，真空濾管通過管路出膜器穿出坑頂水平密閉層(3)，經(jīng)由外部抽真空管路連接到真空泵上；坑頂水平密閉層(3)是在橫向排水體(4)的表面鋪設(shè)一層或多層土工布和一層或多層土工膜，或者直接鋪設(shè)一層或多層復(fù)合土工膜而形成，并且外側(cè)邊緣與外圍豎向密閉帷幕(2)上端密封連接，內(nèi)側(cè)則通過密封溝埋入地下；坡面豎向排水體(9)設(shè)置在坑頂豎向排水體(8)內(nèi)側(cè)的地基土中，其底端高程與坑頂豎向排水體(8)的底端高程相同，頂端高程則與當(dāng)處開挖坡面一致；坡面密閉層(5)是將坑頂水平密閉層(3)上位于內(nèi)側(cè)的土工布和土工膜或復(fù)合土工膜從密封溝內(nèi)起出并覆蓋在新打設(shè)的坡面豎向排水體(9)上而形成；坡底豎向密閉帷幕(7)是在坑底坡腳處垂直打設(shè)一圈止水鋼板樁而形成，止水鋼板樁上端與坡面密閉層(5)的下端邊緣密封連接，并且坡底豎向密閉帷幕(7)的頂端高程高于最大挖深坑底地面(6)的高程。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的外圍豎向密閉帷幕(2)采用垂直鋪設(shè)土工膜、射水法造連續(xù)墻、掏槽成墻法、鋸槽成墻法、導(dǎo)管反循環(huán)工法、抓斗法成墻、振動切槽法成墻、板樁墻工法成墻、深層攪拌工法成墻、注漿法成墻、高噴法成墻、土固結(jié)工法成墻、自凝灰漿法成墻、SMW工法成墻和TRD工法成墻中的一種方法設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的坑頂豎向排水體(8)和坡面豎向排水體(9)由塑料排水板、袋裝砂井和塑料排水管中的一種構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的橫向排水體(4)為由O. 4 O. 6米厚度的中粗砂構(gòu)成的砂墊層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的真空濾管管壁上均勻分布有濾孔，且外表面包覆有一層無紡布，真空濾管采用Φ 50mm的PVC濾水管，濾管間距Sm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空作用重力式基坑支護(hù)體系，其特征在于所述的止水鋼板樁的上端帶有便于與坡面密閉層(5)密封連接的裝置。
專利摘要一種真空作用重力式基坑支護(hù)體系。其包括外圍豎向密閉帷幕、坑頂水平密閉層、橫向排水體、坡面密閉層、坡底豎向密閉帷幕、坑頂豎向排水體和坡面豎向排水體；外圍豎向密閉帷幕從坑頂水平密閉層設(shè)置范圍外側(cè)邊界處向下垂直設(shè)置形成；坑頂豎向排水體在坑頂水平密閉層設(shè)置范圍內(nèi)地基土中設(shè)置；橫向排水體設(shè)置在坑頂豎向排水體頂端地基土表面；坑頂水平密閉層在橫向排水體表面形成；坡面豎向排水體設(shè)置在坑頂豎向排水體內(nèi)側(cè)地基土中；坡面密閉層是在坡面豎向排水體上形成；坡底豎向密閉帷幕在坑底坡腳處形成。本實用新型提供的真空作用重力式基坑支護(hù)體系不需設(shè)置側(cè)壁固化墻體和遮簾體、可滿足更大開挖深度要求、造價更低、工期更短。
文檔編號E02D17/02GK202767088SQ20122041236
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者劉遠(yuǎn)鋒, 劉敬, 林葵, 張爾伽 申請人:中國土木工程集團有限公司