CN106567393A - 一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法,包括以下步骤：(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔；(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管；(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面；(5)向土钉钢管的管孔内压力注浆；(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层；(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***多个水平排水管；(8)重复上述步骤。采用本方法形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种基坑支护,尤其涉及一种湿陷性黄土高安装精度深基坑支护施工方法。
背景技术
湿陷性黄土广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土，即在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形称为湿陷性。湿陷性黄土在天然状态下，具有很多肉眼可见的空隙，并常夹有由于生物作用所形成的管状空隙，天然剖面呈竖直节理，具有一定抵抗移动和压密的能力。它在干燥状态下，由于土质具有垂直方向分布的小管道，几乎能保持竖直的边坡。但它受水侵湿后，土的骨架结构迅速崩解破坏产生严重的不均匀沉陷。
1、申请号为CN201520056572.1的中国专利公开了“一种多层土钉墙深基坑支护”，包括墙体和土体，所述土体上设置有第一层土钉墙，在第一层土钉墙的设计工作面上设置土钉，所述第一层土钉墙底部设置有平台，所述平台下设置有第二层土钉墙，在第二层土钉墙的设计工作面上设置土钉。平台的存在改变了墙后土压力的分布状态，改变了局部应力应变状态，增大了土体的稳定系数；平台以下的土体既是坡体又是上级土体的抗力区，可以减小上级土体的变形；改变了墙后土体渐进性破坏的轨迹，减小了土体变形对周边建筑物的影响范围。该专利公开的是一种多层土钉墙深基坑支护，且设置有平台。不适用于湿陷性黄土地区，对于特定地区的湿陷性黄土的地质结构，土钉的安装过程和注浆过程中容易错位。
2、申请号为CN201620058771.0的中国专利公开了“一种用于深基坑的支护结构”，包括围绕深基坑的土体，所述土体的侧壁向深基坑底倾斜成坡，在所述土体内设有从所述土体顶部靠近所述土体的侧壁的位置向下竖直打入的护坡桩，沿所述土体的侧壁设有土钉墙钢筋网，沿所述土体的侧壁向所述土体内斜向下插有多根土钉，所述土钉伸出所述土体的侧壁的部分通过固定件与所述土钉墙钢筋网固定拉紧，向所述土钉墙钢筋网上喷射混凝土形成混凝土土钉墙。有益效果是结构简单、安全、经济、合理且适用于地基土为卵石的施工环境。该项专利公开的是一种适用于地基土为卵石的施工环境，而且设置有护坡桩。不适用于湿陷性黄土地区，对于特定地区的湿陷性黄土的地质结构，土钉的安装过程和注浆过程中容易错位。
3、申请号为CN201520916760.7的中国专利公开了“一种用于软土基坑的支护结构”，包括了：基坑底、钢筋网片、基坑顶和受力土钉，还包括：超前土钉、加筋土钉、铁丝和加强钢筋；其钢筋网片表面喷射有混凝土层，钢筋网片顶端和基坑顶相连，底端和基坑底相连；其超前土钉竖直方向嵌入钢筋网片中，受力土钉斜向嵌入钢筋网片中，加筋土钉水平方向嵌入钢筋网片中，该专利公开的是一种适用于地基土为软土的施工环境。软土与湿陷性黄土地质结构相差很大。不适用于湿陷性黄土地区，对于特定地区的湿陷性黄土的地质结构，土钉的安装过程和注浆过程中容易错位。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力的湿陷性黄土深基坑支护施工方法。
本发明的一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法,包括以下步骤：
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管，所述的土钉钢管包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔，所述的出浆孔的直径采用8～10mm，在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管轴线方向焊接有一根钢筋，在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋，并且在靠近矩形加强筋前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋，多个所述的锁定筋沿管体的外壁圆周方向间隔均布，在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构；
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.4～0.5m；
(5)向土钉钢管的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在0.5～2.0MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为3～6m并且直径不小于50mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层；
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
本发明方法随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。土钉钢管的定位支架，保证钢管处于钻孔的中心部位。支护面层背部的水平排水管排水通畅，将喷射混凝土面层后的积水及时排出，发挥土体的自稳定作用，使边坡位移和变形得到约束限制。土钉钢管的定位支架，使土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。形成土钉复合体、显著提高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。本方法由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水***组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形的作用。而且定位支架保证土钉钢管处于钻孔的中心部位，支架的构造不妨碍注浆时浆液的自由流动。
附图说明
图1是本发明的一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法的土钉钢管打入土体的示意图；
图2是图1采用的土钉钢管的部分截面的结构示意图；
图3是图2所示的结构的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细说明。
本发明方法适用于西北地区湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下，深基坑边坡高度不大于15m的边坡防护工程。
如附图所示的本发明的一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法,包括以下步骤：
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔6；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管1。所述的土钉钢管1是在已有结构上的改进，所述的土钉钢管1包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔3，所述的出浆孔的直径采用8～10mm。在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管1轴线方向焊接有一根钢筋2，防止打管时土粒堵塞出浆孔。在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋7，并且在靠近矩形加强筋7前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋8，多个所述的锁定筋8沿管体的外壁圆周方向间隔均布。在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构5，这样可以保证钢管处于钻孔的中心部位。
优选的间隔120度设置的两个相邻的定位支架在管体的长度方向上的交错间距为2～3m。这样可以排列成空间骨架，形成能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体。
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网9，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.4～0.5m。
(5)向土钉钢管1的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在0.5～2.0MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为3～6m并且直径不小于50mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。优选的多个水平排水管间距为2～2.5m，这样防止黄土遇水极易塌陷的隐患，且提高土层承载力，保护基坑安全稳定。
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
实施例1
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔6；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管1。所述的土钉钢管1是在已有结构上的改进，所述的土钉钢管1包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔3，所述的出浆孔的直径采用8mm。在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管1轴线方向焊接有一根钢筋2，防止打管时土粒堵塞出浆孔。在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋7，并且在靠近矩形加强筋7前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋8，多个所述的锁定筋8沿管体的外壁圆周方向间隔均布。在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构5。间隔120度设置的两个相邻的定位支架在管体的长度方向上的交错间距为2m。
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网9，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.4m。
(5)向土钉钢管1的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在1MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为5m并且直径为52mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。多个水平排水管间距为2m。
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
经检测：在土体中安装的土钉钢管和管体圆周方向上间隔120度的定位支架，其排列成空间骨架，保证钢管处于钻孔的中心部位，并形成能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体，密集的土钉群、加强筋、锁定筋、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水***组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形湿陷性黄土的作用。造价低，节约经济效益1％左右。
实施例2
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔6；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管1。所述的土钉钢管1是在已有结构上的改进，所述的土钉钢管1包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔3，所述的出浆孔的直径采用10mm。在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管1轴线方向焊接有一根钢筋2，防止打管时土粒堵塞出浆孔。在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋7，并且在靠近矩形加强筋7前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋8，多个所述的锁定筋8沿管体的外壁圆周方向间隔均布。在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构5。间隔120度设置的两个相邻的定位支架在管体的长度方向上的交错间距为2.5m。
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网9，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.5m。
(5)向土钉钢管1的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在0.5MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为3m并且直径为50mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。多个水平排水管间距为2.5m。
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
经检测：在土体中安装的土钉钢管和管体圆周方向上间隔120度的定位支架，其排列成空间骨架，保证钢管处于钻孔的中心部位，并形成能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体，系由密集的土钉群、加强筋、锁定筋、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水***组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形湿陷性黄土的作用。造价低，节约经济效益1％左右。
实施例3
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔6；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管1。所述的土钉钢管1是在已有结构上的改进，所述的土钉钢管1包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔3，所述的出浆孔的直径采用9mm。在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管1轴线方向焊接有一根钢筋2，防止打管时土粒堵塞出浆孔。在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋7，并且在靠近矩形加强筋7前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋8，多个所述的锁定筋8沿管体的外壁圆周方向间隔均布。在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构5。间隔120度设置的两个相邻的定位支架在管体的长度方向上的交错间距为3m。
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网9，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.45m。
(5)向土钉钢管1的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在2MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为6m并且直径为50mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。多个水平排水管间距为2.3m。
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
经检测：在土体中安装的土钉钢管和管体圆周方向上间隔120度的定位支架，其排列成空间骨架，保证钢管处于钻孔的中心部位，并形成能提高原位土强度、刚度与稳定性的复合土体，系由密集的土钉群、加强筋、锁定筋、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水***组成支护体系，与土体共同承担荷载，起约束变形湿陷性黄土的作用。造价低，节约经济效益1％左右。
Claims (3)
1.一种湿陷性黄土深基坑支护施工方法,其特征在于包括以下步骤：
(1)对湿陷性黄土、粉质黄土地质条件下的工作井深基坑采用分层开挖，先开挖至第一层深度；
(2)采用锚杆工程钻机在第一层基坑的坡壁上按照预定的孔位钻出多个钻孔；
(3)利用空气压缩机带动冲击器在每一个钻孔内打入一根土钉钢管，所述的土钉钢管包括管体，在每一个管体的前端固定有一个锥体端，在所述的管体的管壁上开有多个呈梅花形布置的出浆孔，所述的出浆孔的直径采用8～10mm，在靠近每一个出浆孔位置的管体的外壁上均沿土钉钢管轴线方向焊接有一根钢筋，在所述的管体尾部的外壁上箍套焊接有矩形加强筋，并且在靠近矩形加强筋前侧的管体的外壁上焊接有多个轴线与管体轴线平行的锁定筋，多个所述的锁定筋沿管体的外壁圆周方向间隔均布，在所述的管体的长度方向上安装有多个定位支架，相邻的两个定位支架之间在管体圆周方向上间隔120度并沿管体的长度方向交错设置，所述的多个定位支架采用几形结构；
(4)在第一层基坑的坡壁上初喷混凝土后安装钢筋网，所述的钢筋网延伸至基坑顶部的地面，并伸出基坑顶部的边坡线0.4～0.5m；
(5)向土钉钢管的管孔内压力注浆，注浆分为两次，两次注浆间隔24h，压力控制在0.5～2.0MPa，向孔内注入浆体的充盈系数大于1；
(6)在所述的钢筋网上复喷混凝土面层至设计厚度，然后洒水、覆盖保温养护；
(7)在所述的第一层基坑的坡壁内间隔***长度为3～6m并且直径不小于50mm的多个水平排水管，所述的水平排水管的外端伸出混凝土面层；
(8)重复上述步骤(1)-(7)，直至分层完成工作井深基坑开挖。
2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土深基坑支护施工方法,其特征在于：间隔120度设置的两个相邻的定位支架在管体的长度方向上的交错间距为2～3m。
3.根据权利要求1或者2所述的湿陷性黄土深基坑支护施工方法,其特征在于：所述的多个水平排水管间距为2～2.5m。
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