[發明專利]一種主動控制基坑變形的系統及其施工方法

在審

• 申請號: 202310057556.3
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116122300A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 翟杰群;謝小林;賈堅;楊科;張羽;方銀鋼;毛明強;郭曉航;王沛
• 申請（專利權）人: 同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司
• 主分類號: E02D17/04
• 分類號: E02D17/04;E02D15/02;E02D33/00
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種主動控制基坑變形的系統及其施工方法，該系統包括基坑圍護墻(1)、注漿裝置(2)、抗側移樁(3)和屏障加固體(4)，所述的基坑圍護墻(1)上設置注漿裝置(2)，所述的基坑圍護墻(1)設置于基坑外側，所述的屏障加固體(4)設置于基坑內側，所述的抗側移樁(3)穿過屏障加固體(4)，并插入屏障加固體(4)下部的土層中；所述的屏障加固體(4)包括后靠加固(41)和封頂加固(42)，其中后靠加固(41)與基坑圍護墻(1)之間留有空隙，封頂加固(42)連接基坑圍護墻(1)和后靠加固(41)。與現有技術相比，本發明在基坑施工期間利用注漿技術，對基坑圍護墻提供水平擠壓力，進而主動控制墻體水平變形。

技術領域

本發明屬于土木工程和基坑支護工程技術領域，涉及一種主動控制基坑變形的系統及其施工方法。

背景技術

隨著城市地下空間的建設發展，深基坑開挖對周邊環境設施的擾動影響日益嚴重。如基坑圍護結構變形過大，可能導致周邊建筑物沉降開裂、管線爆裂、道路塌陷，危機周邊環境設施的安全。在飽和軟土地區，由于地基土具有含水量大、壓縮性高、承載力低、流變性強等不良地質特征，基坑的變形控制難度更大。軟土深基坑圍護墻的變形形態往往呈拋物線形狀，最大水平變形大多發生在坑底附近，而圍護墻頂部和底部的變形一般小于中部。為控制基坑圍護墻的變形，常規技術大多采用加大圍護墻截面、增大支撐剛度、增加水泥土地基加固等措施。加大圍護墻截面可以提高墻體的抗彎剛度，減小墻體彎曲變形；增大支撐剛度可以減小坑底以上區域的墻體水平變形；而增加水泥土地基加固可以在一定程度上改善坑底以下土體的力學性質，使其為坑底以下的圍護墻提供更大的反力，約束圍護墻下部的水平變形。但工程實踐表明，水泥土地基加固對控制坑底以下墻體變形的效果有限，一是水泥土加固體的質量離散性很大，加固體無法形成可靠的整體；二是隨著基坑開挖規模增大，水泥土地基加固的體積也必須相應增大，當加固置換率較低時不能提供有效的水平反力，如一味增加加固體積又會增大工程造價；三是水泥土地基加固屬于被動受力措施，即圍護墻先發生水平變形，對加固體產生擠壓作用后，加固體才能提供水平反力，這對變形控制也較為不利。

專利CN110093927A公開了一種控制基坑外隧道變形的方法，采用剛-柔性結合分段式阻隔屏障體系設計方法，根據基坑開挖深度H、隧道與基坑圍護結構凈距D和隧道中心埋深S確定該屏障體系設計參數；將阻隔屏障體系上下分割為柔性段和剛性段，以鋼筋混凝土鉆孔灌注樁結合砂樁作為所述阻隔屏障體系主體結構，采用上下剛柔性分段施工，剛性段采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，柔性段采用砂樁。但該專利在基坑圍護墻外側設置隔離屏障，并在基坑外側進行注漿，該專利最大缺點是占用了基坑以外的場地，城市密集區寸土寸金，新建項目大多充分利用場地，盡量貼近紅線設置地下室開挖基坑，因此大部分項目基本沒有坑外場地實施該專利提出的坑外隔離屏障和坑外注漿；該專利僅針對基坑旁邊的隧道進行保護，適用范圍狹窄。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種主動控制基坑變形的系統及其施工方法，本發明在基坑施工期間利用注漿技術，對基坑圍護墻提供水平擠壓力，進而主動控制墻體水平變形，改善軟土基坑變形控制技術的效果，進一步提高地下空間的建造水平。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的技術方案之一在于，提供一種主動控制基坑變形的系統，該系統包括基坑圍護墻、注漿裝置、抗側移樁和屏障加固體，所述的基坑圍護墻上設置注漿裝置，所述的基坑圍護墻設置于基坑外側，所述的屏障加固體設置于基坑內側，所述的抗側移樁穿過屏障加固體，并插入屏障加固體下部的土層中。

進一步地，所述的屏障加固體采用水泥土，包括后靠加固和封頂加固，其中后靠加固與基坑圍護墻之間留有空隙，封頂加固連接基坑圍護墻和后靠加固。

作為優選的技術方案，封頂加固的深度小于后靠加固的深度至少1m。

進一步地，所述的注漿裝置包括注漿機、注漿管和反壓板。