CN210509175U - 一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供所述一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构。所述加固结构包括设置在建筑物底部的MJS工法桩加固体和设置在建筑物与盾构隧道之间的隔离加固体，所述MJS工法桩加固体包括多排从建筑物靠近盾构隧道一侧的地面向建筑物底部呈15～30°倾斜打设而成的MJS工法桩，多排MJS工法桩之间相互咬合；所述隔离加固体包括一排素混凝土桩和置于相邻素混凝土桩之间的注浆隔离层，所述素混凝土桩的桩底延伸至盾构隧道底部至少2m的位置，注浆隔离层是通过在素混凝土桩临近盾构隧道的一侧预埋注浆管注入水泥浆形成的隔离保护层。本实用新型避免了盾构过程中其建筑物出现沉降，保证了建筑物的结构稳定，保证隧道的成型质量和地面建筑物的安全稳定。

Description

一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构

技术领域

本实用新型属于城市轨道交通工程领域，具体是针对盾构近间距过建筑物时针对建筑物及建筑物与隧道之间的位置进行加固处理的盾构近间距侧穿建筑物的加固结构。

背景技术

近年来，全国以轨道交通建设为主的城市地下空间开发建设方兴未艾，城市综合管廊、电力水利隧道、公路铁路隧道等采用盾构法施工的项目逐渐增多，市场拓展的同时，对我们的盾构施工技术也有着越来越高的要求。由于大部分盾构施工都在人群密集区域，因此，盾构穿越既有建筑物施工不可避免。为了保证建筑物的安全，传统的做法是在建筑物周围进行袖阀管注浆，对既有建筑物下方的地质进行约束，以增加整个地质的承载力。但这种处理措施对于地质较差的建筑物不能达到预期效果，容易造成建筑物发生不均匀沉降，加上有些建筑物业主不配合不同意拆房，因此，研究一种盾构近距离侧穿建筑物的施工方法是十分必要的。大部分建筑物发生沉降，是由于盾构在掘进过程中对地层进行扰动，使建筑物附近的地层发生水土流失，从而造成建筑物沉降。针对此种现象，在盾构侧穿建筑物时，防止水土流失，是控制建筑物沉降的关键。

发明内容

本实用新型根据现有技术的不足提供一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，该加固结构可以是在盾构近距离侧穿建筑物前，对建筑物以及建筑物与盾构隧道之间的土体进行加固，保证在隧道施工过程中地面建筑物的安全稳定，避免盾构在掘进过程中出现建筑物沉降。

为了实践上述施工方法，本实用新型提供的技术方案为：所述一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述加固结构包括设置在建筑物底部的MJS工法桩加固体和设置在建筑物与盾构隧道之间的隔离加固体，所述MJS工法桩加固体包括多排从建筑物靠近盾构隧道一侧的地面向建筑物底部呈15～30°倾斜打设而成的MJS工法桩，多排MJS工法桩之间相互咬合；所述隔离加固体包括一排素混凝土桩和置于相邻素混凝土桩之间的注浆隔离层，所述素混凝土桩的桩底延伸至盾构隧道底部至少2m 的位置，注浆隔离层是通过在素混凝土桩临近盾构隧道的一侧预埋注浆管注入水泥浆形成的隔离保护层。

本实用新型较优的技术方案：所述加固结构还包括分布在建筑物周围的多个回灌井，临近盾构隧道一侧的回灌井分布在MJS工法桩加固体与素混凝土桩之间，每个回灌井的直径为200～300mm，相邻回灌井的间距为8～ 10m。

本实用新型较优的技术方案：所述加固结构还包括置于盾构隧道靠近建筑物侧的注浆加固层，所述注浆加固层是在盾构隧道掘进完成后，在盾构隧道靠近建筑物侧的隧道内部120度范围内布置3.5～5.0米长的小导管在注浆压力0.5-1.0Mpa的条件下注浆形成的加固层。

本实用新型较优的技术方案：在素混凝土桩的两端分别布置有两排相互咬合的高压旋喷桩，每根高压旋喷桩的桩底延伸至盾构隧道以下至少2m的位置。

本实用新型较优的技术方案：所述MJS工法桩加固体的桩头与建筑物的水平距离为1～1.5m，每根MJS工法桩的直径为800mm，相邻两个桩体的中心距为450mm。

本实用新型较优的技术方案：所述素混凝土桩采用旋挖钻成孔后浇筑 C30混凝土形成的直径为800mm的混凝土桩，其相邻桩体的中心距为 800mm。

本实用新型较优的技术方案：所述注浆管采用袖阀管，每个注浆管埋设在相邻两个素混凝土桩交接位置，其注浆半径为1.5～2.5m。

本实用新型较优的技术方案：所述回灌井采用底部至少3m的位置开设有透水孔的硬质PVC管，并在透水孔外包裹至少两层尼龙纱布。

本实用新型较优的技术方案：所述高压旋喷桩的直径为800mm，相邻两个高压旋喷桩的咬合距离为400mm，每个高压旋喷桩施工时钻孔平面位置偏差≤50mm、钻孔垂直度应≤1.5％、钻孔深度偏差应≤150mm。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的加固结构包括设置在建筑物底部的MJS工法桩， MJS工法桩的成桩质量好，桩体桩径大，施工设备灵活，可以全方位任意角度施工，MJS在传统工法基础上采用高压力注浆泵，并且采用特有的地内压控制***，最终实现直径大、饱满、均匀的优质桩体，而且，mjs在施工过程中，可以调整地内压力，控制地面沉降；集中排泥***，施工环境绿色环保。

(2)本实用新型中，改变了传统的咬合素砼桩隔离墙形式，采用未咬合的素砼桩加袖阀管注浆形成的隔离墙，这种形式的隔离墙减少了素砼桩的数量，降低了施工的成本，缩短了工期。

(3)本实用新型中，加入袖阀管注浆弥补了传统的素砼桩隔离墙咬合部位出现水土流失的问题，使形成的隔离墙隔离效果更加明显；同时，通过袖阀管注浆，让浆液充分填充地层中的孔隙，对建筑物和隔离墙之间的地层进行加固。

(4)本实用新型中，在建筑物与隧道之间还存在的影响区域(素砼桩隔离墙两端)布置高压旋喷桩隔离墙，有效地降低了盾构通过过程中，非中心区域的影响区域内水土流失的风险。同时，用咬合的高压旋喷桩隔离墙取代素砼桩隔离墙即降低了施工的成本，又保证了施工的安全。

(5)本实用新型中布置的回灌井，可以通过回灌减缓建筑物区域内潜水水位下降的趋势，有效地解决了在盾构通过过程中，由于地下水位变化，引起地面及建筑物发生沉降的问题，降低了由于隧道的施工，对建筑物附近地下水位的影响。

(6)本发明在盾构隧道施工完成之后，通过导管注浆对隧道靠近建筑物的一侧进行加固，使盾构隧道周围成为一个壳体，增强周围地层的自稳能力，防止在隧道通过后引起建筑物发生不规则沉降。

本实用新型整体结构简单，采用MJS工法桩的方式对建筑物下部进行加固，然后通过素砼桩隔离墙、袖阀管注浆、高压旋喷桩隔离墙、回灌井等一系列措施防止水土流失的结构对盾构隧道与建筑物之间的土体进行加固，避免了盾构过程中其建筑物出现沉降，保证了建筑物的结构稳定，保证隧道的成型质量和地面建筑物的安全稳定。

附图说明

图1是本实用新型中的平面分布图；

图2是本实用新型中横向剖面图。

图中：1—建筑物，2—MJS工法桩加固体，3—盾构隧道，4—素混凝土桩，5—注浆隔离层，6—回灌井，7—注浆加固层，7-1—注浆导管，8—高压旋喷桩，9—注浆管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明。附图1至图2均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例提供的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，如图1和图2 所示，所述加固结构包括设置在建筑物1底部的MJS工法桩加固体2和设置在建筑物1与盾构隧道3之间的隔离加固体、分布在建筑物1周围的多个回灌井6和置于盾构隧道3靠近建筑物侧的注浆加固层7，所述MJS工法桩加固体2、隔离加固体和回灌井6均在盾构隧道施工之前施工，注浆加固层7在盾构隧道3施工完成之后进行施工，临近盾构隧道3一侧的回灌井6分布在MJS工法桩加固体2与素混凝土桩4之间，

实施例提供的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构中，所述MJS工法桩加固体2包括多排从建筑物1靠近盾构隧道3一侧的地面向建筑物1部呈15～30°倾斜打设而成的MJS工法桩，多排MJS工法桩之间相互咬合，所述MJS工法桩加固体2的桩头与建筑物1的水平距离为1～1.5m，每根 MJS工法桩的直径为800mm，相邻两个桩体的中心距为450mm。

实施例提供的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构中，所述隔离加固体包括一排素混凝土桩4和置于相邻素混凝土桩之间的注浆隔离层5，所述素混凝土桩4采用旋挖钻成孔后浇筑C30混凝土形成的直径为800mm的混凝土桩，其相邻桩体的中心距为800mm。在素混凝土桩4的两端分别布置有两排相互咬合的注高压旋喷桩8，所述注高压旋喷桩8的直径为 800mm，相邻两个高压旋喷桩的咬合距离为400mm，每个高压旋喷桩施工时钻孔平面位置偏差≤50mm、钻孔垂直度应≤1.5％、钻孔深度偏差应≤ 150mm。每根素混凝土桩和高压旋喷桩8的桩底均延伸至盾构隧道3以下至少2m的位置。注浆隔离层5是通过在素混凝土桩4临近盾构隧道3的一侧预埋注浆袖阀管注入水泥浆形成的隔离保护层，每个注浆管9埋设在相邻两个素混凝土桩4交接位置，其注浆半径为1.5～2.5m。

实施例提供的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构中，所述回灌井6 的直径为200～300mm，相邻回灌井6的间距为8～10m。所述回灌井6采用底部至少3m的位置开设有透水孔的硬质PVC管，并在透水孔外包裹至少两层尼龙纱布。所述注浆加固层7是在盾构隧道3掘进完成后，在盾构隧道3靠近建筑物1侧的隧道内部120度范围内布置3.5～5.0米长的小导管6-1在注浆压力0.5-1.0Mpa的条件下注浆形成的加固层。

实施例是针对某地铁施工段，该区域的盾构区间全长1099.986m，区间线路距离1栋建筑物距离较近，且小于1倍隧道埋深。其中隧道距离新建的A7商业大厦最小距离为4.15m，该处隧道埋深为9.2m，为地铁施工期间新建建筑物，建筑物为框架结构，采用预应力管桩基础，直径为400mm，管桩长13～17m。该区域砂层、淤泥层较厚，地基稳定性及沉降控制均有不利影响。软土属高压缩性土，极易因其体积的压缩而导致地面和建筑物沉降，且地下水丰富，静止水位埋深1m-2.0m。

针对该施工项目，采用本实用新型中的盾构近距离侧穿建筑物的加固结构对建筑物以及建筑物与盾构隧道之间区域进行加固，其具体施工过程如下：

(1)在距离A7商业大厦1m处施工3排直径为800mm的MJS工法桩，桩体间距为450mm，工法桩角度为15至30度，对建筑物下部地层进行加固；施工过程中，严格把控成桩质量，要求喷射流初始压力控制在40MPa，浆液流量控制在90-130L/min，控制孔位误差在50mm以内，钻杆倾斜角度误差控制在1％以内，施工完成后，并在相应位置进行钻孔取芯，经检测发现成桩质量良好；

(2)为防止在盾构掘进过程中，建筑物下部出现大规模水土流失，引起建筑物沉降，在A7商业大厦与隧道之间的正面区域施工一排Φ800mm的素砼桩，素砼桩之间的间距为800mm，采用跳桩法施工，浇筑C30混凝土，保证桩底在隧道底部2m；为保证施工进度，采用旋挖钻施工，并并制备泥浆进行护壁，泥浆粘度控制在16～22s，比重1.2～1.3g/cm3，含砂率小于5％。在施工过程前要先埋设护筒，采用导管法浇筑混凝土，浇筑混凝土前保证孔底沉渣不大于10cm，桩体直径误差控制在10mm以内；

(3)为进一步防止水土流失，在素砼桩中间，靠近隧道侧钻孔，埋入直径为48mm的袖阀管，间距为800mm，袖阀管底部在隧道以下2m；通过袖阀管注入水灰比1:1的水泥浆，注浆半径2m，注浆压力为0.5-1MPa，对素桩未咬合区域的薄弱处进行加固，形成一道致密的隔离墙，防止造成水土流失；

(4)在建筑物与隧道之间还存在影响的区域(素砼桩隔离墙两端)外延布置2排Φ800mm的高压旋喷桩，旋喷桩隔离墙的长度为5m，咬合距离为 400mm，保证桩底深度在隧道以下2m，每个旋喷桩施工时钻孔平面位置偏差应≤50mm、钻孔垂直度应≤1.5％、钻孔深度偏差应≤150mm；

(5)根据现场情况，在沿A7商厦四周布置6口直径为250mm的回灌井，回灌井间距为10m，回灌井深度为10-12m，保证回灌井底部到达稳定隔水层，井管采用D160硬质PVC管、底部3m开5mm孔眼并包裹2层尼龙纱布；

(6)在盾构通过后，在靠近建筑物侧的隧道内部120度范围内埋设小导管，对管片周边的地层进行加固，在后期运营过程中隧道发生偏移。小导管选用有缝钢管，管长采用3.5-5.0米，注浆压力应根据地层致密程度决定，一般为0.5-1.0Mpa。

实施例的施工项目中采用了本实用新型中的盾构近距离侧穿建筑物的加固结构对建筑物以及建筑物与盾构隧道之间区域进行加固，在盾构近距离侧穿建筑物的过程中，其施工区域并未出现沉降现象，使盾构安全通过了建筑物，保证了成型隧道的质量，为隧道贯通提供了有力保障。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述加固结构包括设置在建筑物(1)底部的MJS工法桩加固体(2)和设置在建筑物(1)与盾构隧道(3)之间的隔离加固体，所述MJS工法桩加固体(2)包括多排从建筑物(1)靠近盾构隧道(3)一侧的地面向建筑物(1)底部呈15～30°倾斜打设而成的MJS工法桩，多排MJS工法桩之间相互咬合；所述隔离加固体包括一排素混凝土桩(4)和置于相邻素混凝土桩之间的注浆隔离层(5)，所述素混凝土桩的桩底延伸至盾构隧道(3)底部至少2m的位置，注浆隔离层(5)是通过在素混凝土桩(4)临近盾构隧道(3)的一侧预埋注浆管(9)注入水泥浆形成的隔离保护层。

2.根据权利要求1所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述加固结构还包括分布在建筑物(1)周围的多个回灌井(6)，临近盾构隧道(3)一侧的回灌井(6)分布在MJS工法桩加固体(2)与素混凝土桩(4)之间，每个回灌井(6)的直径为200～300mm，相邻回灌井(6)的间距为8～10m。

3.根据权利要求1所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述加固结构还包括置于盾构隧道(3)靠近建筑物侧的注浆加固层(7)，所述注浆加固层(7)是在盾构隧道(3)掘进完成后，在盾构隧道(3)靠近建筑物(1)侧的隧道内部120度范围内布置3.5～5.0米长的注浆导管(7-1)在注浆压力0.5-1.0Mpa的条件下注浆形成的加固层。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：在素混凝土桩(4)的两端分别布置有两排相互咬合的注高压旋喷桩(8)，每根注高压旋喷桩(8)的桩底延伸至盾构隧道(3)以下至少2m的位置。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述MJS工法桩加固体(2)的桩头与建筑物(1)的水平距离为1～1.5m，每根MJS工法桩的直径为800mm，相邻两个桩体的中心距为450mm。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述素混凝土桩(4)采用旋挖钻成孔后浇筑C30混凝土形成的直径为800mm的混凝土桩，其相邻桩体的中心距为800mm。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述注浆管(9)采用袖阀管，每个注浆管(9)埋设在相邻两个素混凝土桩(4)交接位置，其注浆半径为1.5～2.5m。

8.根据权利要求2所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述回灌井(6)采用底部至少3m的位置开设有透水孔的硬质PVC管，并在透水孔外包裹至少两层尼龙纱布。

9.根据权利要求4所述的一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构，其特征在于：所述注高压旋喷桩(8)的直径为800mm，相邻两个高压旋喷桩的咬合距离为400mm，每个高压旋喷桩施工时钻孔平面位置偏差≤50mm、钻孔垂直度应≤1.5％、钻孔深度偏差应≤150mm。

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