高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底注漿結(jié)構(gòu)及其施工工藝，包括插入地下的止水帷幕，在止水帷幕的下方通過注漿形成有漿體底板、漿體側(cè)墻、以及漿體隔墻，所述漿體側(cè)墻與止水帷幕緊密膠結(jié)，漿體底板、漿體側(cè)墻、以及漿體隔墻圍合在基底形成多個向下凹陷的U形注漿倉，在漿體底板上方二次注漿形成有漿體補強層。本發(fā)明U形注漿倉結(jié)構(gòu)增大了坑底整體強度和剛度，具備坑底加固和防滲雙重功效，可有效解決埋深加大的高承壓水對坑底穩(wěn)定性影響和基坑開挖引起的坑底隆起，同時較好地降低坑壁側(cè)向位移和周圍環(huán)境的沉降變形。
【專利說明】高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及厚砂卵石地層深基坑工程的承壓水處理領(lǐng)域，具體是指高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，深基坑工程中通常采用坑外降水、帷幕垂直隔斷、基底全注漿封底三種方法來解決承壓水引起的工程問題。
[0003]第一種是坑外降水法，該方法的設(shè)計思路是:采用地下連續(xù)墻或鉆孔樁、咬合樁以及相應的止水帷幕等作為圍護結(jié)構(gòu)，在圍護結(jié)構(gòu)做好后先進行坑內(nèi)外降承壓水施工，在承壓水水頭降到設(shè)計要求的標高后進行基坑開挖施工。該方法的優(yōu)點是，施工比較方便，施工質(zhì)量能夠保證。該方法的缺點是，降水不可避免引起基坑周邊環(huán)境沉降和差異沉降，尤其是水資源極為匱乏地區(qū)的工程和對沉降變形要求較高的工程，該方案是嚴禁采用的；在承壓水頭較高的砂卵石地層，承壓水層的含水量豐富，降水影響范圍廣，抽水量大，降承壓水的時間長，降水費用和難度非常高，對施工管理、市政排水和現(xiàn)場的供電需求較高，斷電時應急方案實施難度高，坑內(nèi)降水井封閉也有相當風險。
[0004]第二種是帷幕垂直隔斷法，該方法的設(shè)計思路是:采用地下連續(xù)墻或鉆孔樁、咬合樁以及相應的止水帷幕作為圍護結(jié)構(gòu)，止水帷幕插入承壓水層底下的不透水層一定深度，達到垂直隔斷承壓水目的。該方法的優(yōu)點是，基坑開挖階段不需要降承壓水，施工風險以及對周圍環(huán)境的影響相對較小；施工質(zhì)量能夠保證。該方法的缺點是，止水帷幕的深度大，特別是在承壓水層較厚且埋深較深的情況下，止水帷幕插入深層不透水層，對施工工藝和施工機械的要求非常高。止水帷幕越深，越難保證止水帷幕的垂直度和密閉度，一旦開挖過程中出現(xiàn)帷幕漏水的情況，極易發(fā)生突涌，后果嚴重，且很難判斷滲漏點。
[0005]第三種是基底全范圍注漿封底法，該方法的設(shè)計思路是:采用地下連續(xù)墻或鉆孔樁、咬合樁以及相應的止水帷幕作為圍護結(jié)構(gòu)，基底采用全范圍注漿隔水，利用注漿體自重抵抗承壓水壓力。該方法的優(yōu)點是，基坑開挖階段不需要降承壓水，施工風險以及對周圍環(huán)境的影響相對較?。皇┕べ|(zhì)量能夠保證。該方法的缺點是，注漿量非常大，特別是在承壓水層較厚且埋深較深的情況下，注漿費用相當高。注漿體一旦有局部質(zhì)量問題，基底出現(xiàn)漏水，地下水涌到基底上巖土層，串水后很難判斷漏水部位，也很難有進行針對性補償注漿處理，全范圍補償注漿則代價巨大，工期緩慢。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)中基底全范圍注漿封底法存在的注漿量大，費用高，工期長，基底出現(xiàn)漏水，地下水涌到基底上巖土層，串水后很難判斷漏水部位的問題。
[0007]高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)，包括插入地下的止水帷幕，在止水帷幕的下方通過注漿形成有漿體底板、漿體側(cè)墻、以及漿體隔墻，所述漿體側(cè)墻與止水帷幕緊密膠結(jié)，漿體底板、漿體側(cè)墻、以及漿體隔墻圍合在基底形成多個向下凹陷的V形注漿倉，在漿體底板上方二次注漿形成有漿體補強層。本發(fā)明采用現(xiàn)有的設(shè)備在深基坑施工中創(chuàng)造性地提出V形的V形分倉注漿封底結(jié)構(gòu)，注漿形成的漿體底板、漿體側(cè)墻、漿體隔墻圍合形成底部封閉的V形注漿倉封底結(jié)構(gòu)，在整個地下基坑施工過程中，由于基底被劃分為若干個依次相互分離的V形注漿倉封底結(jié)構(gòu)，當某V形注漿倉內(nèi)出現(xiàn)水位突然升高或水量急劇變化的情況，則可判斷是此V形注漿倉內(nèi)出現(xiàn)漏水點，只需對此注漿倉進行抽排和補注漿處理即可。與本申請技術(shù)方案最為接近的是基底全范圍注漿封底方案，此方案注漿量非常大，特別是在承壓水層較厚且埋深較深的情況下，注漿費用相當高。注漿體一旦有局部質(zhì)量問題，基底出現(xiàn)漏水，地下水涌到基底上巖土層，串水后很難判斷漏水部位，也很難有進行針對性補償注漿處理，全范圍補償注漿則代價巨大，工期緩慢；而本申請的技術(shù)方案就能夠克服基底全范圍注漿封底方案存在的問題，一旦發(fā)現(xiàn)局部滲水，可在突涌發(fā)生前及時發(fā)現(xiàn)滲漏部位，并有足夠緩沖時間進行針對性較強的補償注漿處理，不僅僅降低了整體的造價，而且利用巖土體自重抵抗承壓水壓力，相比基底全注漿封底，注漿量大幅減少，大大降低工程費用和工期；通過注漿形成漿體側(cè)墻和漿體隔墻，將基底分隔成多個V形注漿倉，各注漿倉內(nèi)設(shè)置降水井和水位觀測孔，一旦某倉水位觀測孔水位或者水量急劇變化，可及時針對此倉及時進行補償注漿處理，必要時進行回填反壓，倉內(nèi)也有一定蓄水空間，給應急處理留出緩沖時間，此外，分倉補償注漿可保證措施的針對性，也降低了處理費用和工期；I形注漿倉結(jié)構(gòu)增大了坑底整體強度和剛度，具備坑底加固和防滲雙重功效，可有效解決埋深加大的高承壓水對坑底穩(wěn)定性影響和基坑開挖引起的坑底隆起，同時較好地降低坑壁側(cè)向位移和周圍環(huán)境的沉降變形。
[0008]所述V形注漿倉的漿體底板、漿體側(cè)墻是通過袖閥管注雙液漿形成的。
[0009]所述I形注漿倉的、漿體隔墻、以及漿體補強層是通過袖閥管注單液漿形成的。進一步講，本申請的技術(shù)方案中袖閥管注漿倉體先采用凝膠時間短、固結(jié)強度高的雙液漿，在高承壓水地層迅速形成注漿體用于隔水，即利用漿體底板和漿體側(cè)墻進行隔水，然后采用價格低廉、工藝簡單、抗?jié)B性能好、結(jié)石強度高的單液漿進行補強，進一步鞏固注漿效果，既保證了基底注漿封底的要求，又具有較強經(jīng)濟性。
[0010]在每個V形注漿倉內(nèi)均設(shè)置水位觀測孔和降水井。在倉內(nèi)水位或水量急劇變化時，可用于倉內(nèi)抽排和袖閥管補償注漿處理。
[0011]高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)的施工工藝，包括以下步驟:
(^)根據(jù)承壓水水壓力和基坑開挖深度，確定帷幕深度、基底V形注漿倉底部深度、漿體底板厚度、漿體側(cè)墻厚度、漿體側(cè)墻與帷幕疊合深度；
6)施工圍護結(jié)構(gòu):利用地下連續(xù)墻、咬合樁或鉆孔樁形成相應的止水帷幕；
(0)在地面采用袖閥管注漿工藝灌漿澆筑形成具有多個V形注漿倉的灌漿封底結(jié)構(gòu)，并與止水帷幕疊合形成整體封閉結(jié)構(gòu)；
((1)施作坑內(nèi)降水井和水位觀測孔，將倉內(nèi)地下水疏干；
(6)分層分段從上向下開挖，并及時架設(shè)內(nèi)支撐，直到開挖至基底；
(亡)按明挖順做法回筑主體結(jié)構(gòu)，依序拆除內(nèi)支撐，頂板回填。
[0012]本發(fā)明的施工工藝中，通過控制袖閥管的注漿深度、注漿量、以及注漿速度在地下形成注漿結(jié)構(gòu)的I形槽，從而實現(xiàn)地下層的分區(qū)域控制，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的基底全注漿封底方案而言，工期縮短，滲水的風險大大降低，而且透水的具體地點便于發(fā)掘和控制，便于及時地尋找透水點，大大降低了基坑透水的風險。
[0013]所述步驟(0)包括以下步驟:
(￠1)先采用袖閥管注漿工法注雙液漿，形成漿體底板和漿體側(cè)墻，漿體側(cè)墻與止水帷幕的下部密貼，漿體底板、漿體側(cè)墻和止水帷幕共同構(gòu)成基底V形注漿倉封底結(jié)構(gòu)；
(￠2)然后采用袖閥管注漿工法注單液漿，形成漿體隔墻，將V形注漿倉分隔成多個V形注漿倉；
(￠3)最后采用袖閥管注漿工法注單液漿，在漿體底板上方進行二次注漿，形成漿體補強層。
[0014]進一步講，本申請的技術(shù)方案中袖閥管注漿倉體先采用凝膠時間短、固結(jié)強度高的雙液漿，在高承壓水地層迅速形成注漿體用于隔水，即利用漿體底板和漿體側(cè)墻進行隔水，然后采用價格低廉、工藝簡單、抗?jié)B性能好、結(jié)石強度高的單液漿進行補強，進一步鞏固注漿效果，既保證了基底注漿封底的要求，又具有較強經(jīng)濟性。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
1、本發(fā)明高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝，通過注漿形成漿體隔墻，將基底V型注漿倉分隔成多個注漿倉，各注漿倉設(shè)置降水井和水位觀測孔，一旦某倉水位觀測孔水位或者水量急劇變化，可及時針對此倉及時進行補償注漿處理，必要時進行回填反壓，倉內(nèi)也有一定蓄水空間，給應急處理留出緩沖時間，此外，分倉補償注漿可保證措施的針對性，也降低了處理費用和工期-形注漿倉結(jié)構(gòu)增大了坑底整體強度和剛度，具備坑底加固和防滲雙重功效，可有效解決埋深加大的高承壓水對坑底穩(wěn)定性影響和基坑開挖引起的坑底隆起，同時較好地降低坑壁側(cè)向位移和周圍環(huán)境的沉降變形；
2、本發(fā)明高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝，先采用凝膠時間短、固結(jié)強度高的雙液漿，在高承壓水地層迅速形成注漿體用于隔水，即利用漿體底板和漿體側(cè)墻進行隔水，然后采用價格低廉、工藝簡單、抗?jié)B性能好、結(jié)石強度高的單液漿進行補強，進一步鞏固注漿效果，既保證了基底注漿封底的要求，又具有較強經(jīng)濟性；
3、本發(fā)明高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)及其施工工藝，注漿形成的漿體側(cè)墻與止水帷幕緊密膠結(jié)，防止注漿倉體與止水帷幕貼合處發(fā)生滲流破壞，也彌補因施工原因帷幕不封閉的滲漏問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明基坑的I形注漿倉橫剖面示意圖；
圖2為本發(fā)明基坑的V形注漿倉縱剖面示意圖；
圖3為本發(fā)明基坑的V形注漿倉的俯視圖；
圖4為實施例中按照基底全范圍注漿封底的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為實施例中按照本發(fā)明結(jié)構(gòu)的施工結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖中標記及相應的零部件名稱:
1-止水帷#，2-底板，3-側(cè)墻，4-隔墻，5-補強層，6-內(nèi)支撐，7-主體結(jié)構(gòu),8-實際水位。

【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
實施例
[0019]本實施例為北京地鐵某車站，其長度為139.2%標準段基坑深度為31.6111，寬度24.90。車站底板主要位于透水性非常強的卵石層，坑外承壓水位距離坑底130。
[0020]按照現(xiàn)有技術(shù)中基底全范圍注漿封底方案:圍護結(jié)構(gòu)采用1.00厚地下連續(xù)墻，嵌固深度15111，基底15111范圍采用袖閥管滿堂注漿，其中上層12111范圍注單液漿，下層3111范圍注雙液漿，如圖4所示。經(jīng)估算，圍護結(jié)構(gòu)造價約6229萬，注漿費用11280萬，注漿工期3個月。
[0021]而實際的施工過程中，其施工結(jié)構(gòu)如圖1至3所示，
(^)根據(jù)承壓水水壓力和基坑開挖深度，確定止水帷幕1深度9米、基底V形注漿倉底部深度15米、漿體底板2厚度3米、漿體側(cè)墻3厚度2米、漿體側(cè)墻4與止水帷幕1疊合深度9米；
(^)施工圍護結(jié)構(gòu):采用1.00厚地下連續(xù)墻形成相應的止水帷幕1 ；
(￠1)先采用袖閥管注漿工法注雙液漿，形成漿體底板2和漿體側(cè)墻3漿體側(cè)墻3與止水帷幕1的下部密貼，漿體底板2、漿體側(cè)墻3和止水帷幕共同構(gòu)成基底V形注漿倉封底結(jié)構(gòu)；漿體底板2厚3%漿體側(cè)墻3厚2%漿體側(cè)墻3與地下連續(xù)墻密貼疊合細；
(02)然后采用袖閥管注漿工法注單液漿，形成漿體隔墻4，將V形注漿倉分隔成多個V形注衆(zhòng)倉，衆(zhòng)體隔墻厚2111 ；
(￠3)最后采用袖閥管注漿工法注單液漿，在漿體底板上方進行二次注漿，形成漿體補強層5，漿體補強層厚2?。。?；
((1)施作坑內(nèi)降水井和水位觀測孔，將倉內(nèi)地下水疏干；
(6)分層分段從上向下開挖，并及時架設(shè)內(nèi)支撐6，直到開挖至基底；
(^)按明挖順做法回筑主體結(jié)構(gòu)7，依序拆除內(nèi)支撐6，頂板回填。
[0022]圍護結(jié)構(gòu)采用1.00厚地下連續(xù)墻，嵌固深度細，基底15111范圍采用袖閥管I形I形分倉注漿封底，其中漿體底板厚3%漿體側(cè)墻、漿體隔墻和漿體補強層均厚2%漿體側(cè)墻與地下連續(xù)墻密貼疊合9111，漿體底板和側(cè)墻注雙液漿，漿體隔墻和補強層注單液漿。施工尺寸如圖5所示，經(jīng)估算，圍護結(jié)構(gòu)造價約5370萬，注漿費用5264萬，注漿工期1.5個月。
[0023]綜上所述，采用本發(fā)明所述基底。形。形分倉注漿封底方案后，圍護結(jié)構(gòu)費用節(jié)省859萬，注漿費用節(jié)省6016萬，工期節(jié)省1.5個月。
[0024]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)，包括插入地下的止水帷幕(1)，其特征在于:在止水帷幕(I)的下方通過注漿形成有漿體底板(2)、漿體側(cè)墻(3)、以及漿體隔墻(4)，所述漿體側(cè)墻(3)與止水帷幕(I)緊密膠結(jié)，漿體底板(2)、漿體側(cè)墻(3)、以及漿體隔墻(4)圍合在基底形成多個向下凹陷的U形注漿倉，在漿體底板(2)上方二次注漿形成有漿體補強層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述U形注漿倉的漿體底板(2 )、漿體側(cè)墻(3 )是通過袖閥管注雙液漿形成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述U形注漿倉的、漿體隔墻(4)、以及漿體補強層(5)是通過袖閥管注單液漿形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)，其特征在于:在每個U形注漿倉內(nèi)均設(shè)置水位觀測孔和降水井。
5.高承壓水厚砂卵石地層深基坑注漿封底結(jié)構(gòu)的施工工藝，其特征在于，包括以下步驟: (a)根據(jù)承壓水水壓力和基坑開挖深度，確定帷幕深度、基底U形注漿倉底部深度、漿體底板(2)厚度、漿體側(cè)墻(3)厚度、漿體側(cè)墻(4)與帷幕疊合深度； (b)施工圍護結(jié)構(gòu)(I):利用地下連續(xù)墻、咬合樁或鉆孔樁形成相應的止水帷幕； (c)在地面采用袖閥管注漿工藝灌漿澆筑形成具有多個U形注漿倉的灌漿封底結(jié)構(gòu)，并與止水帷幕(I)疊合形成整體封閉結(jié)構(gòu)； Cd)施作坑內(nèi)降水井和水位觀測孔，將倉內(nèi)地下水疏干； (e)分層分段從上向下開挖，并及時架設(shè)內(nèi)支撐(6)，直到開挖至基底； (f)按明挖順做法回筑主體結(jié)構(gòu)(7)，依序拆除內(nèi)支撐(6)，頂板回填。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高承壓水厚砂卵石地層深基坑的施工工藝，其特征在于，所述步驟(C)包括以下步驟: (Cl)先采用袖閥管注漿工法注雙液漿，形成漿體底板(2)和漿體側(cè)墻(3)，漿體側(cè)墻(3)與止水帷幕的下部密貼，漿體底板(2)、漿體側(cè)墻(3)和止水帷幕共同構(gòu)成基底U形注漿倉封底結(jié)構(gòu)； (c2)然后采用袖閥管注漿工法注單液漿，形成漿體隔墻，將U形注漿倉分隔成多個U形注漿倉； (c3)最后采用袖閥管注漿工法注單液漿，在漿體底板上方進行二次注漿，形成漿體補強層。
【文檔編號】E02D19/16GK104404974SQ201410711554
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】劉建偉, 盧致強 申請人:中鐵隆工程集團有限公司