本發(fā)明涉及一種承壓水情況下基坑支護施工方法，適用于建筑施工領域。

背景技術：

如果基坑寬度較大，支撐梁軸力會很大，一些支撐梁會由于承力不夠而破壞。另外，支撐梁邊緣附近的剪力很大，工程實踐中部分支撐梁邊緣附近的混凝土因抗剪強度不夠而受到破壞。在基坑寬度較大情況下支撐梁跨度會很大，中部彎矩會很大，一些工程支撐梁中部會彎壓破壞。當深基坑下部有承壓含水層存在，開挖基坑會減小含水層上覆隔水層的厚度，在隔水層厚度減小到一定程度時，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑地基土，給施工帶來很大困難。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種承壓水情況下基坑支護施工方法，該方法在解決了基坑支護施工中支撐梁易受力破壞、承壓水破壞基坑底部地基土的問題。

為此本發(fā)明提供的技術方案中支護樁外側(cè)設置止水帷幕，如果場地存在承壓水層，止水帷幕深度為25～30m，采用三軸水泥攪拌樁止水帷幕，水泥攪拌樁采用三排。如果沒有承壓水層，止水帷幕深度為15～20m，采用二軸水泥攪拌樁止水帷幕，水泥攪拌樁采用二排。

為了防止支護樁內(nèi)側(cè)被動土隆起，支護樁內(nèi)側(cè)被動土采用高壓水泥漿進行加固，加固部位為基坑底標高以下基坑開挖深度1～1.2倍，加固寬度為1～1.5m。

本發(fā)明根據(jù)大寬度基坑的特點，將工程樁作為支撐梁的支撐點，使支撐梁變成連續(xù)梁，從而減少支撐梁的跨度。對預應力筋進行電熱張拉，使預應力鋼筋和混凝土的共同承力效果更好，可以承受更大的彎矩和軸力。預應力鋼筋在支承點附近折起，可以有力抑制剪切破壞的發(fā)生。

支護樁頂部設置冠梁，冠梁混凝土強度大于或等于C30，冠梁高度為700～1000mm，支撐梁和工程樁聯(lián)結(jié)，工程樁鋼筋伸入支撐梁后彎折成直角進行錨固，錨固長度為40倍工程樁鋼筋直徑，支護樁成為支撐梁的兩個固定支座，而工程樁成為支撐梁的支承支座，支撐梁成為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，這就大大緩解了支撐梁所承受的彎矩。支撐梁采用預應力鋼筋，預應力鋼筋采用折線張拉，折線點設置在連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中單跨的1/3和單跨的2/3部位，由于在連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中，支承點和單跨1/3點之間部位是以負彎矩承力為主的，本發(fā)明契合這個特點在支承點和單跨1/3點之間鋼筋采用斜向布置，使鋼筋受力效率充分發(fā)揮。錨固件將預應力鋼筋固定在鋼墊板。

預應力鋼筋斜向段中部設置支頂裝置，通過支頂裝置高度控制斜向段角度。為減小摩阻，支頂裝置頂面做成圓弧形，在支頂裝置的弧面上粘貼1條5mm厚的聚三氟乙烯板，以減小支頂裝置與預應力鋼筋之間的摩擦阻力。

如果場地存在承壓水層，在承壓水范圍內(nèi)布置減壓孔，沿基坑每10～15m布置一個減壓孔，減壓孔直徑為400～600mm，減壓孔包括隔水管、濾水管、沉淀管，隔水管、濾水管、沉淀管直徑相同，直徑為200～400mm，直徑根據(jù)承壓水頭進行調(diào)整，對于承壓水頭小于或等于3m時，直徑為200mm，對于承壓水頭大于3m且少于或等于8m時，直徑為250mm，對于承壓水頭大于8m且少于或等于12m時，直徑為300mm，對于承壓水頭大于12m且少于或等于15m時，直徑為350mm，對于承壓水頭大于15m時，直徑為400mm。隔水管、濾水管、沉淀管均采用混凝土管或鋼管，混凝土管壁厚為30mm，鋼管壁厚為6mm，隔水管外面設置粘土，隔水管底部0.5～0.8m范圍內(nèi)隔水管外面設置密封球用于隔水，隔水管下面為濾水管，濾水管設置在承壓水部位，濾水管管壁上開鑿小孔以進水，小孔直徑為3～5mm，開孔率為15～20％，濾水管外壁包裹濾網(wǎng)，濾網(wǎng)外面設置石屑用于濾水，石屑直徑為2～4mm，濾水管下面為沉淀管，沉淀管長度為1～1.2m。密封球采用橡膠制作，放置前將密封球充氣，放入減壓孔內(nèi)，它是浮在減壓孔內(nèi)的水面上。然后開始放粘土，粘土會把密封球壓至隔水管底部，可以保證濾水層水不向上滲透。

施工步驟包括：

(1)施工工程樁

擱置支撐梁的工程樁施工至支撐梁底標高，其他工程樁施工至地下室底板底標高。

(2)施工支護樁

支護樁采用大直徑鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁沉渣控制在15cm以內(nèi)。

(3)施工止水帷幕

(4)施工水泥土加固區(qū)

(5)澆筑冠梁

(6)施工支撐梁

支設支撐梁預應力鋼筋，設置支頂裝置，在支撐梁混凝土澆筑前進行第一次通電加熱，通電加熱5min，建立初始應力，然后通過錨固件將預應力鋼筋固定在鋼墊板，錨固件固定完畢后澆筑混凝土，在混凝土初凝時進行第二次通電加熱，通電加熱10min，在混凝土澆筑12個小時后進行第三次通電加熱，建立預應力，用錨固件將預應力鋼筋固定在鋼墊板。

(7)挖土

土方開挖采用盆式分層開挖，土方分層厚度為40～50mm，基坑附近2.5～3.5m范圍內(nèi)土方先予以保留，以充分利用周邊反壓土的抗力減緩支護樁向坑內(nèi)變形。首先開挖中部區(qū)域，然后用在支撐下分區(qū)、對稱挖土，最后轉(zhuǎn)移到基坑附近2.5～3.5m范圍內(nèi)土方，由挖機裝載到自卸汽車運出基坑。

附圖說明

圖1為基坑支護結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為減壓孔立面示意圖，圖3為減壓孔剖面1示意圖，圖4為減壓孔剖面2示意圖。

各附圖中：1、支護樁，2、止水帷幕，3、水泥土加固區(qū)，4、冠梁，5、工程樁，6、支撐梁，7、預應力鋼筋，8、支頂裝置，9、鋼墊板，10、錨固件，11、隔水管，12、濾水管，13、沉淀管，14、粘土，15、密封球，16、濾網(wǎng)，17、石屑。

具體實施方式

某工程地上11層，地下1層，總建筑面積75400m²，其中地下室建筑面積6100m，基坑寬度較大，達到64m，基坑深度為5.8m，采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，場地地下水類型包括上層滯水和孔隙承壓水。上層滯水主要賦存于人工雜填土層中，主要接受大氣降水和地表散水的滲透補給，無統(tǒng)一自由水面，水量與季節(jié)、周邊排泄條件關系密切。承壓水與地表水及區(qū)域承壓水體系聯(lián)系密切，水量豐富，承壓水頭為5～7m。

如圖所示，本發(fā)明提供的承壓水情況下大寬度基坑支護施工方法包括支護樁1外側(cè)設置止水帷幕2，止水帷幕2深度為28m，采用三軸水泥攪拌樁止水帷幕2，水泥攪拌樁采用三排。支護樁1內(nèi)側(cè)被動土采用高壓水泥漿進行加固，加固深度為基坑開挖深度1倍至2倍，加固寬度為1～1.5m。將工程樁5作為支撐梁6的支撐點，使支撐梁6變成連續(xù)梁。對預應力筋進行電熱張拉。

支護樁1頂部設置冠梁4，冠梁4混凝土強度為C35，冠梁4高度為900mm，支撐梁6和工程樁5聯(lián)結(jié)，工程樁5鋼筋伸入支撐梁6后彎折成直角進行錨固，錨固長度為40倍工程樁5鋼筋直徑，支護樁1成為支撐梁6的兩個固定支座，而工程樁5成為支撐梁6的支承支座，支撐梁6成為連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。支撐梁6采用預應力鋼筋7，預應力鋼筋7采用折線張拉，折線點設置在連續(xù)梁結(jié)構(gòu)中單跨的1/3和單跨的2/3部位。錨固件10將預應力鋼筋7固定在鋼墊板9。

預應力鋼筋7斜向段中部設置支頂裝置8，通過支頂裝置8高度控制斜向段角度。支頂裝置8頂面做成圓弧形，在支頂裝置8的弧面上粘貼1條5mm厚的聚三氟乙烯板，以減小支頂裝置8與預應力鋼筋7之間的摩擦阻力。

場地存在承壓水層，在承壓水范圍內(nèi)布置減壓孔，沿基坑每12m布置一個減壓孔，減壓孔直徑為450mm，減壓孔包括隔水管11、濾水管12、沉淀管13，隔水管11、濾水管12、沉淀管13直徑相同，直徑為250mm。隔水管11、濾水管12、沉淀管13均采用混凝土管，混凝土管壁厚為30mm，隔水管11外面設置粘土14，隔水管11底部0.6m范圍內(nèi)隔水管11外面設置密封球15用于隔水，隔水管11下面為濾水管12，濾水管12設置在承壓水部位，濾水管12管壁上開鑿小孔以進水，小孔直徑為4mm，開孔率為18％，濾水管12外壁包裹濾網(wǎng)16，濾網(wǎng)16外面設置石屑17用于濾水，石屑17直徑為2～4mm，濾水管12下面為沉淀管13，沉淀管13長度為1.1m。密封球15采用橡膠制作，放置前將密封球15充氣，放入減壓孔內(nèi)，它是浮在減壓孔內(nèi)的水面上。然后開始放粘土14，粘土14會把密封球15壓至隔水管11底部，可以保證濾水層水不向上滲透。

施工步驟包括：

(1)施工工程樁5

擱置支撐梁6的工程樁5施工至支撐梁6底標高，其他工程樁5施工至地下室底板底標高。

(2)施工支護樁1

支護樁1采用大直徑鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁沉渣控制在15cm以內(nèi)。

(3)施工止水帷幕2

(4)施工水泥土加固區(qū)3

(5)澆筑冠梁4

(6)施工支撐梁6

支設支撐梁6預應力鋼筋7，設置支頂裝置8，在支撐梁6混凝土澆筑前進行第一次通電加熱，通電加熱5min，建立初始應力，然后通過錨固件10將預應力鋼筋7固定在鋼墊板9，錨固件10固定完畢后澆筑混凝土，在混凝土初凝時進行第二次通電加熱，通電加熱10min，在混凝土澆筑12個小時后進行第三次通電加熱，建立預應力，用錨固件10將預應力鋼筋7固定在鋼墊板9。

(7)挖土

土方開挖采用盆式分層開挖，土方分層厚度為40～50mm，基坑附近2.5～3.5m范圍內(nèi)土方先予以保留，以充分利用周邊反壓土的抗力減緩支護樁1向坑內(nèi)變形。首先開挖中部區(qū)域，然后用在支撐下分區(qū)、對稱挖土，最后轉(zhuǎn)移到基坑附近2.5～3.5m范圍內(nèi)土方，由挖機裝載到自卸汽車運出基坑。

在整個基坑的開挖支護過程中，對事先設置的18個觀測點進行了不間斷觀測，其中測點的最大側(cè)移量為6mm，基坑在施工過程中始終沒有出現(xiàn)涌土現(xiàn)象，滿足基坑安全穩(wěn)定的需要，同時也保證了周邊建筑物及市政設施的安全。