巖溶地區深基坑圍護樁支護的樁體后壓漿工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種巖溶地區深基坑圍護樁支護的樁體后壓漿工藝，它利用鉆孔灌注樁樁身預埋的注漿導管，在基坑開挖前實施預注漿處理，利用水泥漿液對土巖界面的軟弱紅黏土層進行充填擠密及硬化固結，對已形成不均勻沉降的路基進行補強；使固結體與圍護樁連接成一體，形成的聯接體形成一種帷幕，從而切斷基坑開挖過程中的周邊地下水通過基坑側壁的滲出。本發明通過對迎土側的注漿，漿液優先沿土體中軟弱面流動，一是填充了原來孔樁開挖時孔樁外圍土體流失形成的空間；二是對路基下部的軟土進行擠密加固，以使路面在重荷載及動荷載作用下不致出現繼續沉降。
【專利說明】
巖溶地區深基坑圍護樁支護的樁體后壓漿工藝
技術領域
[0001]本發明涉及一種巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，屬于市政工程基坑支護技術領域。
【背景技術】
[0002]在西部巖溶地區修建地鐵時，線路穿越地層為“上部紅黏土+下部可溶巖”的二元巖土結構類型較為典型。對線路穿越中心城區的車站深基坑支護通常采用“圍護粧+掛網噴漿+內支撐”的支護形式。圍護粧采用鉆孔灌注粧，相鄰粧體之間互不搭接、留有一定空隙，主要是利用土拱作用的穩定性。粧端深入基坑底板下完整巖體一定深度形成錨固端，利用粧體的彎曲變形來平衡基坑外側巖土的側向壓力。基坑所有圍護粧澆注完成后再進行基坑開挖。
[0003]紅黏土具有上硬下軟的物理力學特征，特別是地下水位較高時巖土界面處的紅黏土常呈軟塑?流塑態。后期深基坑開挖過程中，由于該層土體自身的物理特性、開挖時的機械擾動，再加上逆作法施工坡面掛網噴漿的滯后，該層軟弱紅黏土極易通過相鄰兩圍護粧之間的空隙朝基坑內側“流出”，同時由于基覆界面一般含水量較高，還存在地下水順著基覆界面的滲出，如圖1所示。對緊鄰城市干道的深基坑，該種情況的發生將加劇路面的不均勻沉降，并嚴重威脅鄰近道路行車安全，降低了基坑的穩定性。
[0004]針對巖溶地區地鐵深基坑開挖巖土界面處圍護粧之間的“流土、滲水”問題，一般采用的做法是在已施工完圍護粧的基坑外側進行鉆孔注漿，通過水泥漿液對地下土體流失后形成的空隙進行填充擠密，恢復基坑外側路基的密實性。該方法存在的問題是:一是后期再進行鉆孔+注漿工程量大，增加了投資及工期；二是在基坑外側施工，注漿設備及人員要擠占本已緊張的車道，也增大了施工作業風險。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，利用鉆孔灌注粧粧身預埋的注漿導管，在基坑開挖前實施預注漿處理，利用水泥漿液對土巖界面的軟弱紅黏土層進行充填擠密及硬化固結，對已形成不均勻沉降的路基進行補強；使固結體與圍護粧連接成一體，形成的聯接體形成一種帷幕，從而切斷基坑開挖過程中的周邊地下水通過基坑側壁的滲出。
[0006]本發明的技術原理是，在圍護粧達到一定強度后、基坑開挖前，利用鉆孔灌注粧粧身預埋的注漿導管，在一定壓力作用下壓入水泥漿液，從而實現巖土界面處軟弱土體的擠密加固。該工藝包括如下步驟:
步驟I:進行圍護粧孔粧開挖，并記錄孔粧地質情況；
步驟2:制作注漿管并將其與鋼筋籠的連接；
步驟3:下放鋼筋籠并進行砼澆筑；
步驟4:砼澆筑完成3-5d后進行壓漿施工，壓漿完成后實施基坑開挖。
[0007]其中，注漿管采用直徑25mm的黑鐵管制作，注漿管之間采用絲扣連接;注漿管下部設有單向塞，單向塞為橡膠材料，單向塞在注漿前處于閉合狀態，注漿時在壓力作用下自動打開。注漿管上端部設有一個閥門，在孔粧澆筑期間，該閥門為關閉狀態，實施后壓漿時再接上注漿設備，打開該閥門。注漿管與鋼筋籠連接時，在鋼筋籠內側按照0°、90°、270°位置焊接3根注漿管;最后一節注漿管待鋼筋籠下放至孔內后通過絲扣旋轉連接。步驟4中進行壓漿施工時的壓漿參數為:漿液采用水泥漿液，水灰比范圍為0.3-0.7，注漿壓力采用3?1Mpa0
[0008]本發明利用鉆孔灌注粧粧身預埋的注漿導管，在基坑開挖前實施預注漿處理，利用水泥漿液對土巖界面的軟弱紅黏土層進行充填擠密及硬化固結，可對已形成不均勻沉降的路基進行補強；固結體與圍護粧連接成一體，形成的聯接體可形成一種帷幕，從而切斷基坑開挖過程中的周邊地下水通過基坑側壁的滲出。通過充填擠密路基下已形成的局部空隙、加固土巖界面的軟弱紅黏土層及水泥土固結體形成帷幕阻斷地下水的排出等三個方面來對緊鄰基坑側路基進行補強并有效控制后期的不均勻沉降，同時固結體與圍護粧的相互聯接也對已有的圍護粧支護結構進行了加強。
【附圖說明】
[0009]
圖1是巖溶地區深基坑典型地質剖面圖；
圖2是注漿管結構圖；
圖3是注漿管與鋼筋籠的立面連接示意圖；
圖4是注漿管與鋼筋籠的平面連接示意圖；
圖5是注漿后軟土區加固效果平面圖；
圖6是注漿后軟土區加固效果立面圖。
[0010]附圖標記說明:1-硬塑紅黏土，2-可塑紅黏土，3-軟塑及流塑紅黏土，4-可溶巖，5-基坑底板，6-閥門，7-單向塞，8-注漿管，9-鋼筋籠。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0012]實施例1:
如圖1所示，本發明要解決的技術問題，主要是針對紅黏土具有上硬下軟的物理力學特征，特別是地下水位較高時巖土界面處的紅黏土常呈軟塑?流塑態，圖1中，從上往下的土層，分別是硬塑紅黏土 1、可塑紅黏土 2、軟塑及流塑紅黏土 3、可溶巖4，直至基坑底板5。
[0013]本發明采取的技術方案是:
在圍護粧達到一定強度后、基坑開挖前，利用鉆孔灌注粧粧身預埋的注漿導管，在一定壓力作用下壓入水泥漿液，從而實現巖土界面處軟弱土體的擠密加固。具體工藝如下:
(I)圍護粧孔粧開挖。孔粧開挖過程中需記錄孔粧地質情況，精確度需控制在1cm以內，特別是下部軟弱土體起始深度及見巖深度hi。該步驟主要為注漿管8的長度設計及注漿管8下端部與鋼筋籠9的焊接位置提供依據。
[0014](2)注漿管8的制作及與鋼筋籠9的連接。根據孔粧開挖記錄的地質情況及地勘資料，確定注漿管8長度h，其計算式為:h=hl+0.4m;注漿管8下端頭控制位置為巖面以上0.1?
0.3m處，主要為保證漿液加固范圍為巖面以上一定范圍的軟土。同時上端頭高度為粧頂砼面以上0.5m，為后期與注漿設備的連接預留接口。若孔粧開挖過程中巖面以上垮孔段高度大于5m，可在注漿管8下部端頭按照間隔2m布置一個單向塞7，即一根注漿管對應多個單向塞7，以實現對整個軟土層的均勻加固。
[0015]a、注漿管的結構
注漿管8結構如圖2所示，采用直徑25mm的黑鐵管制作，注漿管8之間采用絲扣連接。其下部為單向塞7，為橡膠材料，注漿前處于閉合狀態，注漿時在壓力作用下可自動打開。該單向塞7可防止注漿管堵塞。注漿管8上端部處為一閥門6結構，在孔粧澆筑期間，該閥門6為關閉狀態，實施后壓漿時再接上注漿設備，打開閥門6。該閥門6結構保證注漿管在注漿作業前不致被堵塞。
[0016]b、注漿管8與鋼筋籠9的連接
如圖2及圖3所示，在鋼筋籠9內側按照0°、90°、270°位置焊接3根注漿管8。為方便操作，最后一節注漿管8待鋼筋籠9下放至孔內后通過絲扣旋轉連接。注漿管8的下限位置通過前述計算值確定。
[0017](3)下放鋼筋籠及砼澆筑。
[0018]鋼筋籠9下放需嚴格按照如圖3所示位置進行放置:即兩根注漿管8連線平行基坑開挖線，第三根注漿管8垂直該連線并位于迎土側。該布置主要為保證注漿流動方向。
[0019](4)壓漿施工
在混凝土灌注完成3~5d后，可通過注漿設備與注漿管8上部端頭連接，打開閥門6后可實施注漿。
[0020]壓漿參數:漿液采用水泥漿液，水灰比范圍為0.3-0.7,注漿壓力采用3?lOMpa。后注漿作業施工前，應進行注漿試驗，優化并確定注漿參數。
[0021]壓漿順序為:先同時實施相鄰粧基注漿孔注漿，I?3d后再實施迎土側注漿孔注漿，防止漿液擊穿已注漿搭接形成的“帷幕”。
[0022]壓漿終止條件:已有一定漿液注入，再注入漿液時壓力明顯增大，且超過設計注漿壓力;或地面出現冒漿。
[0023]壓漿完成后即可實施基坑開挖。
[0024]如圖4及圖5所示，實施后壓漿后，漿液首先在相鄰兩根孔粧之間沿著軟弱面的方向填充擠密軟弱土體進行混合，固結后搭接形成一種帷幕，降低了土體的含水量，增加了土石界面軟土的強度，同時可起到較好的阻水效果，減小了后期基坑開挖軟土在暴露期間的流失及土體中水的滲出，固結體與圍護粧的連接也增加了圍護結構的穩定性。另外漿液在壓力作用下可對土石界面處強風化巖體的裂縫起到一定填充固結作用，防止后期開挖產生的掉塊，也減小了巖體裂隙水的滲出。
[0025]通過對迎土側的注漿，漿液優先沿土體中軟弱面流動，一是填充了原來孔粧開挖時孔粧外圍土體流失形成的空間；二是對路基下部的軟土進行擠密加固，以使路面在重荷載及動荷載作用下不致出現繼續沉降。
[0026]當然，以上只是本發明的具體應用范例，本發明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，其特征在于:利用鉆孔灌注粧粧身預埋的注漿導管，在基坑開挖前實施預注漿處理，利用水泥漿液對土巖界面的軟弱紅黏土層進行充填擠密及硬化固結，對已形成不均勻沉降的路基進行補強;使固結體與圍護粧連接成一體，形成的聯接體形成一種帷幕，從而切斷基坑開挖過程中的周邊地下水通過基坑側壁的滲出； 該工藝包括如下步驟: 步驟I:進行圍護粧孔粧開挖，并記錄孔粧地質情況； 步驟2:制作注漿管(8)并將其與鋼筋籠(9)的連接； 步驟3:下放鋼筋籠(9)并進行砼澆筑； 步驟4:砼澆筑完成3-5d后進行壓漿施工，壓漿完成后實施基坑開挖。2.根據權利要求1所述的巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，其特征在于:注漿管(8)采用直徑25_的黑鐵管制作，注漿管(8)之間采用絲扣連接;注漿管(8)下部設有單向塞(7)，單向塞(7 )為橡膠材料，單向塞(7 )在注漿前處于閉合狀態，注漿時在壓力作用下自動打開。3.根據權利要求2所述的巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，其特征在于:注漿管(8)上端部設有一個閥門(6)，在孔粧澆筑期間，該閥門(6)為關閉狀態，實施后壓漿時再接上注漿設備，打開該閥門(6)。4.根據權利要求1所述的巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，其特征在于:注漿管(8)與鋼筋籠(9)連接時，在鋼筋籠(9)內側按照0°、90°、270°位置焊接3根注漿管(8);最后一節注漿管(8)待鋼筋籠(9)下放至孔內后通過絲扣旋轉連接。5.根據權利要求1所述的巖溶地區深基坑圍護粧支護的粧體后壓漿工藝，其特征在于:步驟4中進行壓漿施工時的壓漿參數為:漿液采用水泥漿液，水灰比范圍為0.3?0.7，注漿壓力采用3~10Mpa。
【文檔編號】E02D5/62GK106088086SQ201610637281
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610637281.0, CN 106088086 A, CN 106088086A, CN 201610637281, CN-A-106088086, CN106088086 A, CN106088086A, CN201610637281, CN201610637281.0
【發明人】劉浩
【申請人】中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司