[發明專利]垂向組合式防滲止水帷幕結構及其施工方法

無效

• 申請號: 201210545683.X
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102966110A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 陽吉寶;倪琦;任海平;瞿濤;荊勇;陳建蘭;謝芝蕾;李深圳;張萌萌
• 申請（專利權）人: 上海市建工設計研究院有限公司;中國人民解放軍海軍工程設計研究院
• 主分類號: E02D19/16
• 分類號: E02D19/16;E02D19/18
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術領域

本發明涉及巖土工程設計與施工領域，是一種適合臨海復雜地質條件下對面積大、開挖深、進入基巖的大型基坑防滲止水帷幕結構設計與施工的新型高效、經濟可靠的組合圍護結構型式。

背景技術

臨海復雜地質條件，其典型地層剖面可概括為三層：上部以粉砂、中粗砂為主的砂層，局部含大量珊瑚礁碎屑及珊瑚礁灰巖，滲透系數大，為10E-3－10E-4（cm／s）；中部為強風化層（為強風化花崗巖），層厚隨基巖面起伏而變化較大，滲透系數較大，為10E-5（cm／s）左右，局部含有大塊狀的花崗巖孤石；下部為中風化層（中風化花崗巖），滲透系數小，可視為弱透水層或隔水層，基巖面（即中風化層的頂面）起伏較大。

因地處曠野，四周環境寬松，基坑圍護的關鍵目的是防滲止水；基坑開挖要進入基巖即下部中風化層，采用爆破開挖，不可能采用內支撐，只能采用止水加放坡、護坡。

對于這種地層，設計基坑圍護時，現有常采用三排高壓旋噴樁（入巖0.5米以上），或素鉆孔灌注咬合樁（入巖0.5米以上），或素地下連續墻（入巖0.5米以上）。

（1）采用三排高壓旋噴樁

先利用常規鉆機預成孔，并進入基巖0.5米以上，然后下放高壓旋噴管進行高壓旋噴樁施工，設計三排是因為高壓旋噴樁成樁質量不穩定，在防滲止水時，如采用單排或二排易產生滲漏，尤其是對于上部地層為粉砂、中粗砂，其滲透系數達10E3－10E4（cm／s），高壓旋噴樁成樁質量不穩定，施工參數難以控制，只能靠設計成三排樁來保證防滲止水效果。這樣，施工成本高，施工質量控制難。

（2）采用素鉆孔灌注咬合樁

素鉆孔灌注咬合樁，可進入基巖，防滲止水效果好，對基巖面起伏較大的地層適應性強。缺點是成樁進度慢、工期長、成本高，而且在地層為粉砂、中粗砂時，鉆孔護壁難，可能須采用攪拌樁內套打的方式，這樣，成本加倍增加。

（3）采用素地下連續墻

素地下連續墻，可進入基巖，防滲止水效果好，但對基巖面起伏較大的地層適應性差，施工進度慢、工期長、成本高，而且在地層為粉砂、中粗砂時，須采用攪拌樁等形式在墻體二側護壁，這樣，成本往往要成倍增加，采用這種圍護型式是造價最高的。

因此，如何提供一種可以實現現場干作業施工且有效提高施工質量和施工效率的垂向組合式防滲止水帷幕結構及其施工方法是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種垂向組合式防滲止水帷幕結構及施工方法，依據基坑圍護設計的基本原則，針對不同地層，采用相適應的施工工藝，形成完整的防滲止水圍護體，有效地解決了臨海復雜地質條件下施工的可行性問題，可操作性強，做到安全、經濟，滿足環境保護、可持續發展的要求，得到防滲止水之根本目的。

為了達到上述的目的，本發明采用如下技術方案：

一種垂向組合式防滲止水帷幕結構，應用于自上而下由上部砂層、中部強風化層以及下部中風化層組成的臨海復雜地質層，包括三軸攪拌樁和高壓旋噴樁，所述高壓旋噴樁的樁心分別與所述三軸攪拌樁的樁心軸線重合，所述三軸攪拌樁的深度范圍自上部砂層的頂面至下部中風化層的最高的基巖面以上至少1.0米，所述高壓旋噴樁的深度范圍自相應基巖面以下至少0.5米至三軸攪拌樁的樁底以上至少1.0米。

進一步，所述三軸攪拌樁的深度范圍是上部砂層的頂面至下部中風化層的最高的基巖面以上1.0~1.5米。

進一步，所述高壓旋噴樁的深度范圍自相應基巖面以下0.5米~1.0米至三軸攪拌樁的樁底以上至少1.0米。

本發明還公開了一種垂向組合式防滲止水帷幕結構的施工方法，包括：

放線定位、挖槽；

預探孔施工，包括沿基坑軸線布設預探孔，預探孔的孔距與后續施工中的三軸攪拌樁樁距相同，預探孔進入下部中風化層的基巖面以下至少0.5米終孔，以探明上部砂層、中部強風化層的厚度、埋深、及交接面位置，探明下部中風化層的基巖面埋深位置以及探明上部砂層是否含有珊瑚礁灰巖及預探孔的孔深范圍內有無孤石；

樁機就位、安裝調試；

噴漿、攪拌進行三軸攪拌樁施工，所述三軸攪拌樁的施打深度至下部中風化底層的最高的基巖面以上至少1.0米，并記錄三軸攪拌樁樁底的埋深位置；

鉆機預成孔入基巖，采用鉆機沿三軸攪拌樁軸線布設預成孔，預成孔的孔距是預探孔的孔距的一半，預成孔進入對應的下部中風化層的深度不小于0.5米；

高壓旋噴樁施工，噴漿施工深度范圍自基巖面以下至少0.5米至三軸攪拌樁樁底以上至少1.0米。