1.本實用新型涉及一種基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其適用于深厚軟土層上的基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

2.隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人們對城市地下空間開發(fā)的要求也越來越高，目前，各類用途的地下空間已在世界各大城市中得到開發(fā)利用。如高層建筑多層地下室、地下鐵道及地下車站、地下停車庫、地下街道、地下商場、地下醫(yī)院、地下民防工事以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等等。深基坑工程的規(guī)模和深度不斷加大，這些基坑都要求嚴(yán)格控制在建基坑工程的位移場，基坑工程的建設(shè)面臨著嚴(yán)峻的考驗。

3.在基坑工程中，不論支護(hù)結(jié)構(gòu)為何種形式，為了確保其穩(wěn)定性、減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移、防止坑底土的隆起量過大，坑底土的穩(wěn)定是一個極為重要的因素，這就需要有足夠的被動區(qū)土抗力。對被動區(qū)土體進(jìn)行改良加固，可以達(dá)到顯著的效果。特別是在軟土地區(qū)，在一定的經(jīng)濟(jì)能力范圍內(nèi)，常規(guī)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)對深基坑開挖引起的位移控制非常有限，常常發(fā)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大，導(dǎo)致各種各樣的災(zāi)害事故。

4.在軟土地區(qū)，基坑設(shè)計已由強度控制轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃慰刂疲刂苹娱_挖中支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、減小基坑開挖對周圍環(huán)境的影響是基坑設(shè)計及施工的一個首要內(nèi)容，在軟土地區(qū)的基坑工程中，為了使支護(hù)結(jié)構(gòu)安全經(jīng)濟(jì)，較為有效的措施是在開挖側(cè)對被動區(qū)土體進(jìn)行加固。在深厚軟土地區(qū)，被動區(qū)加固對于減小基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移及地面沉降效果十分顯著，但為了避免因盲目地加大被動區(qū)加固寬度、深度而增加工程造價、延長施工工期等情況的出現(xiàn)，應(yīng)根據(jù)實際工程的施工環(huán)境及地質(zhì)條件，選擇合理的被動區(qū)加固寬度和深度，確保在合理的工程造價范圍內(nèi)最大限度地提高基坑的安全系數(shù)，控制基坑支護(hù)的水平位移以及減少對周邊環(huán)境的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題提供了一種深厚軟土地區(qū)變截面水泥土基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，該加固結(jié)構(gòu)采用變截面水泥土樁，上部軟土層用大直徑水泥土樁，下部軟土層改用小直徑水泥土樁，對下部軟土層較厚的情況下，既可以解決基坑會有隆起和深層滑移的可能性，又可以降低工程造價。

6.為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本實用新型提供了一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，包括基坑圍護(hù)樁和臨近基坑圍護(hù)樁的基坑底被動區(qū)，其特征在于：所述加固結(jié)構(gòu)包括施工在深厚軟土地區(qū)基坑底被動區(qū)的多根上大下小的變截面水泥土樁；所述變截面水泥土樁包括直徑為0.8～1.2m的上部水泥土樁和直徑為0.4～0.6m的下部水泥土樁，且多根變截面水泥土樁的上部水泥土樁相互搭接咬合，下部水泥土樁相互不搭接，每根變截面水泥土樁的下部水泥土樁樁底穿透深厚軟土層置于堅硬土層內(nèi)。

7.本實用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述變截面水泥土樁的上部水泥土樁和下部水泥土

樁采用高壓旋噴的方式一次性施工完成；上部水泥土樁的高壓噴漿壓力為34～36mpa，提升速度0.1～0.15m/min，旋噴速度5～10r/min；下部水泥土樁的高壓噴漿壓力為24～26mpa，提升速度0.2～0.25m/min，旋噴速度15～20r/min。

8.本實用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述上部水泥土樁的樁長為4～5m，上部水泥土樁的中心間距為0.625～1.025m，相鄰兩根變截面水泥土樁的上部水泥土樁搭接150～3mm。

9.本實用新型較優(yōu)的技術(shù)方案：所述變截面水泥土樁的下部水泥土樁穿透深厚軟土層以下至少0.5m。

10.本實用新型針對深厚軟土地區(qū)采用上大、下小的變截面水泥土樁，變截面水泥土樁穿透深厚軟土層，上、下為一根完整的樁體，采用高壓旋噴的方式實現(xiàn)，將基坑底軟土一定深度范圍內(nèi)從上到下分段按照不同的置換率加固軟土層。當(dāng)基坑坑內(nèi)被動區(qū)土壓力不足時，樁、墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須有很大嵌固深度，才能夠確保其穩(wěn)定，本實用新型的支護(hù)形式，可以很好的提高被動區(qū)土體的抗力，為支護(hù)結(jié)構(gòu)提供很好的嵌固層。同時又可以減少圍護(hù)樁的嵌固深度，滿足基坑開挖的安全，同時能明顯減少基坑的支護(hù)造價。

11.本實用新型的有益效果：

12.(1)本實用新型的加固結(jié)構(gòu)改善了土體的強度條件和變形模量，起到減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移量的作用。針對基坑周邊有對沉降敏感的建筑設(shè)施，需嚴(yán)格的控制地表的沉降與基坑的側(cè)向位移，可通過在坑內(nèi)加固，提高被動區(qū)土體的側(cè)向抗力，減小基坑卸載的變形。

13.(2)本實用新型中的變截面水泥土樁在不同深度范圍內(nèi)改善土體的物理力學(xué)指標(biāo)，不同深度范圍內(nèi)同一軟土層經(jīng)加固處理后土體的物理力學(xué)指標(biāo)不同。上部土體為滿堂加固，相當(dāng)于用一層剛度很大的硬殼層置換了坑底一定深度范圍的軟弱土層。下部土體為間隔加固，采用樁、土復(fù)合土體的物理力學(xué)指標(biāo)。全深度范圍內(nèi)軟土層均進(jìn)行加固處理，使得基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形得到有效遏制，確?；拥恼w穩(wěn)定性。下部軟土層較厚的情況下，使得其在相同的水泥用量之下達(dá)到加固效果，既能解決基坑會有隆起和深層滑移的可能性，又不至于相對保守，方案比采取其他措施更為經(jīng)濟(jì)有效。

附圖說明

14.圖1是本實用新型縱向截面示意圖；

15.圖2是本實用新型的平面圖。

16.圖中：1—基坑圍護(hù)樁，2—冠梁，3—上部水泥土樁，4—下部水泥土樁，5—深厚軟土層，6—堅硬土層。

具體實施方式

17.下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。附圖1和圖2均為實施例的附圖，采用簡化的方式繪制，僅用于清晰、簡潔地說明本實用新型實施例的目的。以下對在附圖中的展現(xiàn)的技術(shù)方案為本實用新型的實施例的具體方案，并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

18.在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”等

指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

19.本實用新型提供的一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，如圖1和圖2所示，包括基坑圍護(hù)樁4和臨近基坑圍護(hù)樁4的基坑底被動區(qū)1，所述加固結(jié)構(gòu)包括施工在深厚軟土地區(qū)基坑底被動區(qū)1的多根上大下小的變截面水泥土樁2；所述變截面水泥土樁2包括直徑為0.8～1.2m的上部水泥土樁3和直徑為0.4～0.6m的下部水泥土樁4，上部水泥土樁3的樁長為4～5m，上部水泥土樁3的中心間距s為0.625～1.025m，多根變截面水泥土樁2的上部水泥土樁3相互搭接咬合，搭接長度為150～3mm，下部水泥土樁4相互不搭接，每根變截面水泥土樁2的下部水泥土樁4樁底穿透深厚軟土層5置于堅硬土層5內(nèi)至少0.5m。所述變截面水泥土樁2的上部水泥土樁3和下部水泥土樁4采用高壓旋噴的方式一次性施工完成；上部水泥土樁3的高壓噴漿壓力為34～36mpa，提升速度0.1～0.15m/min，旋噴速度5～10r/min；下部水泥土樁4的高壓噴漿壓力為24～26mpa，提升速度0.2～0.25m/min，旋噴速度15～20r/min。

20.下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，所述變截面水泥土攪拌樁，是由上部分為大直徑d的上部水泥土樁3和下部分為小直徑d的下部水泥土樁4組成的上下一體的加固體?；又鲃又ёo(hù)結(jié)構(gòu)包括基坑圍護(hù)樁4和將圍護(hù)樁連成整體的冠梁。所述被動區(qū)加固及基坑主動支護(hù)結(jié)構(gòu)共同形成基坑支護(hù)體系，其具體施工過程如下：

21.(1)根據(jù)地勘資料，查明軟土層的厚度。

22.(2)鉆機(jī)定位：移動旋噴樁機(jī)到指定樁位，將鉆頭對準(zhǔn)孔位中心，同時整平鉆機(jī)，放置平穩(wěn)、水平，鉆桿的垂直度偏差不大于1％，就位后，首先進(jìn)行低壓(0.5mpa)射水試驗，用以檢查噴嘴是否暢通，壓力是否正常。

23.(3)制備水泥漿：樁機(jī)移位時，即開始按設(shè)計確定的配合比拌制水泥漿。

24.(4)鉆孔：啟動鉆機(jī)，同時開啟高壓泥漿泵低壓輸送水泥漿液，使鉆桿沿導(dǎo)向架振動、射流成孔下沉；直到樁底設(shè)計標(biāo)高(如圖1中h1+h2底)，觀察工作電流不應(yīng)大于額定值。樁底設(shè)計標(biāo)高(h1+h2底)位于深厚軟土底下0.5m。

25.(5)提升噴漿管、攪拌。在達(dá)到設(shè)計深度后，接通空壓管，開動高壓泥漿泵、空壓機(jī)和鉆機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并用儀表控制壓力、流量和風(fēng)量，分別達(dá)到預(yù)定數(shù)值時開始提升；此時控制高壓泥漿泵壓力為25mpa左右，提升速度0.2～0.25m/min，旋噴速度15～20r/min；繼續(xù)旋噴和提升，直至達(dá)到上部大直徑樁底(h1底)后停止。

26.(6)調(diào)整施工工藝參數(shù)，增大噴射壓力，減緩提升速度和旋噴速度，此時控制高壓泥漿泵壓力為35mpa左右，提升速度0.1～0.15m/min，旋噴速度5～10r/min；繼續(xù)旋噴和提升，直至達(dá)到上部大直徑樁頂(h1頂)后停止。

27.(7)清洗：向漿液罐中注入適量清水，開啟高壓泵，清洗全部管路中殘存的水泥漿，直至基本干凈。并將粘附在噴漿管頭上的土清洗干凈。

28.(8)移位：移動樁機(jī)進(jìn)行下一根樁的施工，完成整個被動區(qū)加固的施工。

29.(9)計算下部水泥土樁的置換率m和下部復(fù)合土體的抗剪強度指標(biāo)

[0030][0031]

被動區(qū)下部復(fù)合土體的抗剪強度參數(shù)，按如下計算：

[0032][0033]

c＝mc1+(1-m)c2[0034]

式中：—下部復(fù)合土體的內(nèi)摩擦角；

[0035]

c—下部復(fù)合土體的黏聚力(kpa)；

[0036]

—水泥土樁體內(nèi)摩擦角(

°

)；

[0037]

—軟土層土體的內(nèi)摩擦角(

°

)；

[0038]

c1—水泥土樁體黏聚力(kpa)；

[0039]

c2—軟土層土體的黏聚力(kpa)；

[0040]

m—下部水泥土樁的置換率。

[0041]

(10)上部h1范圍土體均已采用水泥土加固，基坑支護(hù)設(shè)計計算中上部h1范圍內(nèi)土體采用水泥土樁體的黏聚力、內(nèi)摩擦角下部h2范圍內(nèi)土體采用復(fù)合土體的黏聚力、內(nèi)摩擦角

[0042]

本實用新型在不同深度范圍內(nèi)改善土體的物理力學(xué)指標(biāo)，不僅能夠減小圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形和地面沉降，減少圍護(hù)樁插入坑底的深度，而且還可以增強坑底抗隆起變形的能力，防止被動區(qū)土體的破壞，以達(dá)到維護(hù)基坑穩(wěn)定的目的，能最大程度的降低被動區(qū)加固的處理費用，性價比突出，工程化應(yīng)用前景廣闊。

[0043]

綜上所述，本實用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的有識之士可以在本實用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)輕易提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本實用新型的范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，包括基坑圍護(hù)樁(1)和臨近基坑圍護(hù)樁(1)的基坑底被動區(qū)，其特征在于：所述加固結(jié)構(gòu)包括施工在深厚軟土地區(qū)基坑底被動區(qū)的多根上大下小的變截面水泥土樁；所述變截面水泥土樁包括直徑為0.8～1.2m的上部水泥土樁(3)和直徑為0.4～0.6m的下部水泥土樁(4)，且多根變截面水泥土樁的上部水泥土樁(3)相互搭接咬合，下部水泥土樁(4)相互不搭接，每根變截面水泥土樁的下部水泥土樁(4)樁底穿透深厚軟土層(5)置于堅硬土層(6)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述變截面水泥土樁的上部水泥土樁(3)和下部水泥土樁(4)采用高壓旋噴的方式一次性施工完成；上部水泥土樁(3)的高壓噴漿壓力為34～36mpa，提升速度0.1～0.15m/min，旋噴速度5～10r/min；下部水泥土樁(4)的高壓噴漿壓力為24～26mpa，提升速度0.2～0.25m/min，旋噴速度15～20r/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述上部水泥土樁(3)的樁長為4～5m，上部水泥土樁(3)的中心間距為0.625～1.025m，相鄰兩根變截面水泥土樁的上部水泥土樁(3)搭接150～3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述變截面水泥土樁的下部水泥土樁(4)穿透深厚軟土層(5)以下至少0.5m。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型提供了一種深厚軟土地區(qū)基坑被動區(qū)加固結(jié)構(gòu)。所述加固結(jié)構(gòu)包括基坑圍護(hù)樁、臨近基坑圍護(hù)樁的基坑底被動區(qū)和施工在深厚軟土地區(qū)基坑底被動區(qū)的多根上大下小的變截面水泥土樁；所述變截面水泥土樁包括直徑為0.8～1.2m的上部水泥土樁和直徑為0.4～0.6m的下部水泥土樁，且多根變截面水泥土樁的上部水泥土樁相互搭接咬合，下部水泥土樁相互不搭接，每根變截面水泥土樁的下部水泥土樁樁底穿透深厚軟土層置于堅硬土層內(nèi)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成樁工藝簡便，既能有效提高整個軟土層的被動抗力，保證基坑的安全性，又不至于相對保守導(dǎo)致工程造價偏高。保守導(dǎo)致工程造價偏高。保守導(dǎo)致工程造價偏高。

技術(shù)研發(fā)人員：胡瑾 姚小波 尚晶 曾岳 陽小良 江玉立

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.08.23

技術(shù)公布日：2022/1/18