岩溶地区深基坑围护桩支护的桩体后压浆工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种岩溶地区深基坑围护桩支护的桩体后压浆工艺，它利用钻孔灌注桩桩身预埋的注浆导管，在基坑开挖前实施预注浆处理，利用水泥浆液对土岩界面的软弱红黏土层进行充填挤密及硬化固结，对已形成不均匀沉降的路基进行补强；使固结体与围护桩连接成一体，形成的联接体形成一种帷幕，从而切断基坑开挖过程中的周边地下水通过基坑侧壁的渗出。本发明通过对迎土侧的注浆，浆液优先沿土体中软弱面流动，一是填充了原来孔桩开挖时孔桩外围土体流失形成的空间；二是对路基下部的软土进行挤密加固，以使路面在重荷载及动荷载作用下不致出现继续沉降。
【专利说明】
岩溶地区深基坑围护桩支护的桩体后压浆工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，属于市政工程基坑支护技术领域。
【背景技术】
[0002]在西部岩溶地区修建地铁时，线路穿越地层为“上部红黏土+下部可溶岩”的二元岩土结构类型较为典型。对线路穿越中心城区的车站深基坑支护通常采用“围护粧+挂网喷浆+内支撑”的支护形式。围护粧采用钻孔灌注粧，相邻粧体之间互不搭接、留有一定空隙，主要是利用土拱作用的稳定性。粧端深入基坑底板下完整岩体一定深度形成锚固端，利用粧体的弯曲变形来平衡基坑外侧岩土的侧向压力。基坑所有围护粧浇注完成后再进行基坑开挖。
[0003]红黏土具有上硬下软的物理力学特征，特别是地下水位较高时岩土界面处的红黏土常呈软塑?流塑态。后期深基坑开挖过程中，由于该层土体自身的物理特性、开挖时的机械扰动，再加上逆作法施工坡面挂网喷浆的滞后，该层软弱红黏土极易通过相邻两围护粧之间的空隙朝基坑内侧“流出”，同时由于基覆界面一般含水量较高，还存在地下水顺着基覆界面的渗出，如图1所示。对紧邻城市干道的深基坑，该种情况的发生将加剧路面的不均匀沉降，并严重威胁邻近道路行车安全，降低了基坑的稳定性。
[0004]针对岩溶地区地铁深基坑开挖岩土界面处围护粧之间的“流土、渗水”问题，一般采用的做法是在已施工完围护粧的基坑外侧进行钻孔注浆，通过水泥浆液对地下土体流失后形成的空隙进行填充挤密，恢复基坑外侧路基的密实性。该方法存在的问题是:一是后期再进行钻孔+注浆工程量大，增加了投资及工期；二是在基坑外侧施工，注浆设备及人员要挤占本已紧张的车道，也增大了施工作业风险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，利用钻孔灌注粧粧身预埋的注浆导管，在基坑开挖前实施预注浆处理，利用水泥浆液对土岩界面的软弱红黏土层进行充填挤密及硬化固结，对已形成不均匀沉降的路基进行补强；使固结体与围护粧连接成一体，形成的联接体形成一种帷幕，从而切断基坑开挖过程中的周边地下水通过基坑侧壁的渗出。
[0006]本发明的技术原理是，在围护粧达到一定强度后、基坑开挖前，利用钻孔灌注粧粧身预埋的注浆导管，在一定压力作用下压入水泥浆液，从而实现岩土界面处软弱土体的挤密加固。该工艺包括如下步骤:
步骤I:进行围护粧孔粧开挖，并记录孔粧地质情况；
步骤2:制作注浆管并将其与钢筋笼的连接；
步骤3:下放钢筋笼并进行砼浇筑；
步骤4:砼浇筑完成3-5d后进行压浆施工，压浆完成后实施基坑开挖。
[0007]其中，注浆管采用直径25mm的黑铁管制作，注浆管之间采用丝扣连接;注浆管下部设有单向塞，单向塞为橡胶材料，单向塞在注浆前处于闭合状态，注浆时在压力作用下自动打开。注浆管上端部设有一个阀门，在孔粧浇筑期间，该阀门为关闭状态，实施后压浆时再接上注浆设备，打开该阀门。注浆管与钢筋笼连接时，在钢筋笼内侧按照0°、90°、270°位置焊接3根注浆管;最后一节注浆管待钢筋笼下放至孔内后通过丝扣旋转连接。步骤4中进行压浆施工时的压浆参数为:浆液采用水泥浆液，水灰比范围为0.3-0.7，注浆压力采用3?1Mpa0
[0008]本发明利用钻孔灌注粧粧身预埋的注浆导管，在基坑开挖前实施预注浆处理，利用水泥浆液对土岩界面的软弱红黏土层进行充填挤密及硬化固结，可对已形成不均匀沉降的路基进行补强；固结体与围护粧连接成一体，形成的联接体可形成一种帷幕，从而切断基坑开挖过程中的周边地下水通过基坑侧壁的渗出。通过充填挤密路基下已形成的局部空隙、加固土岩界面的软弱红黏土层及水泥土固结体形成帷幕阻断地下水的排出等三个方面来对紧邻基坑侧路基进行补强并有效控制后期的不均匀沉降，同时固结体与围护粧的相互联接也对已有的围护粧支护结构进行了加强。
【附图说明】
[0009]
图1是岩溶地区深基坑典型地质剖面图；
图2是注浆管结构图；
图3是注浆管与钢筋笼的立面连接示意图；
图4是注浆管与钢筋笼的平面连接示意图；
图5是注浆后软土区加固效果平面图；
图6是注浆后软土区加固效果立面图。
[0010]附图标记说明:1-硬塑红黏土，2-可塑红黏土，3-软塑及流塑红黏土，4-可溶岩，5-基坑底板，6-阀门，7-单向塞，8-注浆管，9-钢筋笼。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0012]实施例1:
如图1所示，本发明要解决的技术问题，主要是针对红黏土具有上硬下软的物理力学特征，特别是地下水位较高时岩土界面处的红黏土常呈软塑?流塑态，图1中，从上往下的土层，分别是硬塑红黏土 1、可塑红黏土 2、软塑及流塑红黏土 3、可溶岩4，直至基坑底板5。
[0013]本发明采取的技术方案是:
在围护粧达到一定强度后、基坑开挖前，利用钻孔灌注粧粧身预埋的注浆导管，在一定压力作用下压入水泥浆液，从而实现岩土界面处软弱土体的挤密加固。具体工艺如下:
(I)围护粧孔粧开挖。孔粧开挖过程中需记录孔粧地质情况，精确度需控制在1cm以内，特别是下部软弱土体起始深度及见岩深度hi。该步骤主要为注浆管8的长度设计及注浆管8下端部与钢筋笼9的焊接位置提供依据。
[0014](2)注浆管8的制作及与钢筋笼9的连接。根据孔粧开挖记录的地质情况及地勘资料，确定注浆管8长度h，其计算式为:h=hl+0.4m;注浆管8下端头控制位置为岩面以上0.1?
0.3m处，主要为保证浆液加固范围为岩面以上一定范围的软土。同时上端头高度为粧顶砼面以上0.5m，为后期与注浆设备的连接预留接口。若孔粧开挖过程中岩面以上垮孔段高度大于5m，可在注浆管8下部端头按照间隔2m布置一个单向塞7，即一根注浆管对应多个单向塞7，以实现对整个软土层的均匀加固。
[0015]a、注浆管的结构
注浆管8结构如图2所示，采用直径25mm的黑铁管制作，注浆管8之间采用丝扣连接。其下部为单向塞7，为橡胶材料，注浆前处于闭合状态，注浆时在压力作用下可自动打开。该单向塞7可防止注浆管堵塞。注浆管8上端部处为一阀门6结构，在孔粧浇筑期间，该阀门6为关闭状态，实施后压浆时再接上注浆设备，打开阀门6。该阀门6结构保证注浆管在注浆作业前不致被堵塞。
[0016]b、注浆管8与钢筋笼9的连接
如图2及图3所示，在钢筋笼9内侧按照0°、90°、270°位置焊接3根注浆管8。为方便操作，最后一节注浆管8待钢筋笼9下放至孔内后通过丝扣旋转连接。注浆管8的下限位置通过前述计算值确定。
[0017](3)下放钢筋笼及砼浇筑。
[0018]钢筋笼9下放需严格按照如图3所示位置进行放置:即两根注浆管8连线平行基坑开挖线，第三根注浆管8垂直该连线并位于迎土侧。该布置主要为保证注浆流动方向。
[0019](4)压浆施工
在混凝土灌注完成3~5d后，可通过注浆设备与注浆管8上部端头连接，打开阀门6后可实施注浆。
[0020]压浆参数:浆液采用水泥浆液，水灰比范围为0.3-0.7,注浆压力采用3?lOMpa。后注浆作业施工前，应进行注浆试验，优化并确定注浆参数。
[0021]压浆顺序为:先同时实施相邻粧基注浆孔注浆，I?3d后再实施迎土侧注浆孔注浆，防止浆液击穿已注浆搭接形成的“帷幕”。
[0022]压浆终止条件:已有一定浆液注入，再注入浆液时压力明显增大，且超过设计注浆压力;或地面出现冒浆。
[0023]压浆完成后即可实施基坑开挖。
[0024]如图4及图5所示，实施后压浆后，浆液首先在相邻两根孔粧之间沿着软弱面的方向填充挤密软弱土体进行混合，固结后搭接形成一种帷幕，降低了土体的含水量，增加了土石界面软土的强度，同时可起到较好的阻水效果，减小了后期基坑开挖软土在暴露期间的流失及土体中水的渗出，固结体与围护粧的连接也增加了围护结构的稳定性。另外浆液在压力作用下可对土石界面处强风化岩体的裂缝起到一定填充固结作用，防止后期开挖产生的掉块，也减小了岩体裂隙水的渗出。
[0025]通过对迎土侧的注浆，浆液优先沿土体中软弱面流动，一是填充了原来孔粧开挖时孔粧外围土体流失形成的空间；二是对路基下部的软土进行挤密加固，以使路面在重荷载及动荷载作用下不致出现继续沉降。
[0026]当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，其特征在于:利用钻孔灌注粧粧身预埋的注浆导管，在基坑开挖前实施预注浆处理，利用水泥浆液对土岩界面的软弱红黏土层进行充填挤密及硬化固结，对已形成不均匀沉降的路基进行补强;使固结体与围护粧连接成一体，形成的联接体形成一种帷幕，从而切断基坑开挖过程中的周边地下水通过基坑侧壁的渗出； 该工艺包括如下步骤: 步骤I:进行围护粧孔粧开挖，并记录孔粧地质情况； 步骤2:制作注浆管(8)并将其与钢筋笼(9)的连接； 步骤3:下放钢筋笼(9)并进行砼浇筑； 步骤4:砼浇筑完成3-5d后进行压浆施工，压浆完成后实施基坑开挖。2.根据权利要求1所述的岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，其特征在于:注浆管(8)采用直径25_的黑铁管制作，注浆管(8)之间采用丝扣连接;注浆管(8)下部设有单向塞(7)，单向塞(7 )为橡胶材料，单向塞(7 )在注浆前处于闭合状态，注浆时在压力作用下自动打开。3.根据权利要求2所述的岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，其特征在于:注浆管(8)上端部设有一个阀门(6)，在孔粧浇筑期间，该阀门(6)为关闭状态，实施后压浆时再接上注浆设备，打开该阀门(6)。4.根据权利要求1所述的岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，其特征在于:注浆管(8)与钢筋笼(9)连接时，在钢筋笼(9)内侧按照0°、90°、270°位置焊接3根注浆管(8);最后一节注浆管(8)待钢筋笼(9)下放至孔内后通过丝扣旋转连接。5.根据权利要求1所述的岩溶地区深基坑围护粧支护的粧体后压浆工艺，其特征在于:步骤4中进行压浆施工时的压浆参数为:浆液采用水泥浆液，水灰比范围为0.3?0.7，注浆压力采用3~10Mpa。
【文档编号】E02D5/62GK106088086SQ201610637281
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610637281.0, CN 106088086 A, CN 106088086A, CN 201610637281, CN-A-106088086, CN106088086 A, CN106088086A, CN201610637281, CN201610637281.0
【发明人】刘浩
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司