一种基坑支护遇防空洞的施工工法

摘要

本发明涉及一种基坑支护遇防空洞的施工工法。包括防空洞位置初探、旋挖机试钻、扩孔器扩孔、制作及安装钢护筒、旋挖钻机成孔、土方开挖、桩后防空洞砌筑回填和防空洞处锚索施工等主要施工过程。具有施工操作简单、工程量较小、绿色环保、施工速度快且降低了传统开挖对周围环境（建筑或管线等）的影响的优点。

权利要求

1.一种基坑支护遇防空洞的施工工法,其特征在于，包括以下步骤：第一步，钻支护桩孔时，首先在待钻孔位置钻出深度为对应的防空洞的底部以下至少2米的支护桩孔，然后提出钻杆；

第二步，在钻杆上安装直径比支护桩孔的孔径大0.2米的扩孔器，与原桩中心对中，沿支护桩孔扩孔至对应防空洞的底部以下1米，然后提出钻杆；

第三步，根据防空洞高度L制作长度为L+2米的钢护筒，钢护筒的直径与扩孔器的直径一致，在钢护筒的两端加工止水环，根据钢护筒上端距离地面的高度在钢护筒的上端外部焊接护筒吊杆，护筒吊杆上端焊接有用于架设在支护桩孔孔沿上的支架；

第四步，在扩孔后的支护桩孔内安装所述钢护筒，钢护筒的上下两端分别伸出对应的防空洞的顶部和底部之外1米；

第五步，采用与支护桩孔直径一致的钻头继续钻孔至设计孔深；

第六步，安装钢筋笼后在支护桩孔内浇筑混凝土；

第七步，待土方开挖至防空洞的洞底标高时，于防空洞内部靠基坑外一侧距离支护桩孔2米处砌筑砖墙并采用混凝土注浆进行桩后回填；

第八步，锚索施工，完成施工；

在第六步中，在钢筋笼位于防空洞以上的部分的四周沿上下方向间隔设定距离焊接定位筋以防钢筋笼在扩孔部分移位；

在第二步中，若钻进过程中遇到防空洞影响，在钻机钻进至防空洞洞底标高以下2米并拔出钻杆后，重新定位桩顶护筒，安装比原钢护筒直径大0.2米的新护筒，钻机更换比原支护桩径大0.2米的钻头，扩孔至防空洞底向下1米；

在第八步中，当锚索穿过防空洞且其自由段与防空洞相交，锚固端位于防空洞以外的土体内，锚索钻孔时，采用比索孔直径大50毫米的套管跟进，使锚索和注浆管穿过防空洞；

当锚索锚固段局部或全部位于防空洞内时，调整锚索的长度，使锚索锚固段全部进入土体内，或通过调整锚索数量或位置，将穿防空洞处的腰梁锚索调整至防空洞竖向截面上下各设置一排，以避免锚索穿防空洞施工。

2.根据权利要求1所述的基坑支护遇防空洞的施工工法，其特征在于，在第一步之前，首先对防空洞的位置进行初探，包括：了解场地情况及场内防空洞的分布情况，携带测绘仪器进入防空洞进行位置、高程及内部结构构造的测绘，绘制防空洞的分布、高程及断面图并判断基坑剖面与防空洞的位置关系。

3.根据权利要求1所述的基坑支护遇防空洞的施工工法，其特征在于，在第三步中，钢护筒采用5毫米厚钢板焊接而成，所述止水环的横截面宽度20毫米，厚度3毫米，所述护筒吊杆为四根直径为20毫米的钢筋制成；所述支架为井字形槽钢支架。

4.根据权利要求3所述的基坑支护遇防空洞的施工工法，其特征在于，在第六步后，将护筒吊杆从顶端切断以便重复使用井字形槽钢支架。

5.根据权利要求1所述的基坑支护遇防空洞的施工工法，其特征在于，在第七步中，采用M10灰砂实心砖砌筑370mm厚砖墙，采用C10发泡混凝土注浆进行桩后回填，支护桩之间空隙用沙袋填实。

说明书

一种基坑支护遇防空洞的施工工法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基坑支护遇防空洞的施工工法。

背景技术

[0002] 在新项目建设过程中，基坑开挖支护经常会遇到早期城市建设遗留的废弃防空洞或者地下废旧管廊及软弱夹层的情况，支护桩穿过防空洞等的空间时，灌注泥浆会导致泥
浆泄露至空洞内。而且由于大部分年代久远，相关资料缺失，无法事先查出防空洞等的位
置，给施工处理带来了很大困难。尤其是当防空洞重叠或穿过支护面时，在支护桩施工阶段
防空洞高程、走向很难确定。在采用正循环钻机在支护桩钻孔时，护壁用泥浆无法回流至泥
浆池，不能进行正常钻孔，钻孔深度无法达到设计孔深；如采用旋挖机钻孔，桩孔形成后，在
混凝土灌注时,混凝土会进入防空洞内,无法浇筑到设计桩顶标高；如采用开挖回填方式进
行处理，因防空洞一般埋深较大，挖掘机不能一次开挖至防空洞位置，且土方量较多，耗时
较长，易对周边建筑造成不利影响，处理费用较高而且工期较长，不确定性比较大。

发明内容

[0003] 为解决以上问题，本发明提供一种施工操作简单、工程量较小、绿色环保、施工速度快且降低了传统开挖对周围环境（建筑或管线等）的影响的基坑支护遇防空洞的施工工
法。

[0004] 为实现上述目的，本发明的一种基坑支护遇防空洞的施工工法采用如下技术方案：基坑支护遇防空洞的施工工法包括以下步骤：

[0005] 第一步，钻支护桩孔时，首先在待钻孔位置钻出深度为对应的防空洞的底部以下至少2米的支护桩孔，然后提出钻杆；

[0006] 第二步，在钻杆上安装直径比支护桩孔的孔径大0.2米的扩孔器，沿支护桩孔扩孔至对应防空洞的底部以下1米，然后提出钻杆；

[0007] 第三步，根据防空洞高度L制作长度为L+2米的钢护筒，钢护筒的直径与扩孔器的直径一致，在钢护筒的两端加工止水环，根据钢护筒上端距离地面的高度在钢护筒的上端
外部焊接护筒吊杆，护筒吊杆上端焊接有用于架设在支护桩孔孔沿上的支架；

[0008] 第四步，在扩孔后的支护桩孔内安装所述钢护筒，钢护筒的上下两端分别伸出对应的防空洞的顶部和底部之外1米；

[0009] 第五步，采用与支护桩孔直径一致的钻头继续钻孔至设计孔深；

[0010] 第六步，安装钢筋笼后在支护桩孔内浇筑混凝土；

[0011] 第七步，待土方开挖至防空洞的洞底标高时，于防空洞内部靠基坑外一侧距离支护桩孔2米处砌筑砖墙并采用混凝土注浆进行桩后回填；

[0012] 第八步，锚索施工，完成施工。

[0013] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第一步之前，首先对防空洞的位置进行初探，包括：了解场地情况及场内防空洞的分布情况，携带测绘仪器进入防空洞进行位置、
高程及内部结构构造的测绘，绘制防空洞的分布、高程及断面图并判断基坑剖面与防空洞
的位置关系。

[0014] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第二步中，若钻进过程中遇到防空洞影响，在钻机钻进至防空洞洞底标高以下2米并拔出钻杆后，重新定位桩顶护筒，安装比原钢
护筒直径大0.2米的新护筒，钻机更换比原支护桩径大0.2米的钻头，扩孔至防空洞底向下1
米。

[0015] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第三步中，钢护筒采用5毫米厚钢板焊接而成，所述止水环的横截面宽度20毫米，厚度3毫米，所述护筒吊杆为四根直径为20毫米
的钢筋制成；所述支架为井字形槽钢支架。

[0016] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第六步后，将护筒吊杆从顶端切断以便重复使用井字形槽钢支架。

[0017] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第六步中，在钢筋笼位于防空洞以上的部分的四周沿上下方向间隔设定距离焊接定位筋以防钢筋笼在扩孔部分移位。

[0018] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第七步中，采用M10灰砂实心砖砌筑370mm厚砖墙，采用C10发泡混凝土注浆进行桩后回填，支护桩之间空隙用沙袋填实。

[0019] 在上述方案的基础上，进一步改进如下，在第八步中，当锚索穿过防空洞且其自由段与防空洞相交，锚固端位于防空洞以外的土体内，锚索钻孔时，采用比索孔直径大50毫米
的套管跟进，使锚索和注浆管穿过防空洞；当锚索锚固段局部或全部位于防空洞内时，调整
锚索的长度，使锚索锚固段全部进入土体内，或通过调整锚索数量或位置，将穿防空洞处的
腰梁锚索调整至防空洞竖向截面上下各设置一排，以避免锚索穿防空洞施工。

[0020] 本发明的有益效果：优点一，工程量较小、绿色环保，在支护桩施工至防空洞位置时，用扩孔器扩孔后直接安装钢护筒，施工方便快捷。相对于传统的土方开挖换填，有效的
减少了工程量。同时减少了大量二次土方作业，施工方法绿色环保。

[0021] 优点二，施工速度快，节约工期，钢护筒可以根据探明防空洞高度及设计桩径进行预制，在进行初探探明防空洞位置后，采用旋挖钻机扩孔，安装钢护筒，支护桩施工便可继
续正常进行。根据现场测定，从探明防空洞到扩孔、安装钢护筒、打桩进行进行，每处约花费
时间2‑3小时，采用土方开挖换填，预估每处花费时间在12小时以上，采用钢护筒施工方法
有效节约了工期。

[0022] 优点三，降低施工成本，支护桩遇老旧防空洞钢套筒的运用，减少了土方开挖、倒运和换填，减少了人工、机械投入，速度快、工程量小，即节约了成本，又缩短了工期。

[0023] 优点四，降低了对周围环境的影响，老旧防空洞多分布于老城区或城市中心区域，基坑一般距周边建筑较近，如防空洞从原有建筑下方穿过或距原有建筑较近，在很多情况
下处理防空洞不具备开挖换填的条件，采用扩孔加设钢套筒的方法，有效避免了开挖对周
边建筑的影响。且本方法大量减少了二次土方作业，有效避免了扬尘和环境污染。

附图说明

[0024] 图1是本发明的施工工艺流程图；

[0025] 图2是钢护筒的安装位置示意图；

[0026] 图中：1‑钢护筒，2‑防空洞，3‑支护桩，4‑止水环。

具体实施方式

[0027] 本发明的一种基坑支护遇防空洞的施工工法的一种具体实施例：施工工艺流程如图1所示，包括防空洞位置初探、旋挖机试钻、扩孔器扩孔、制作及安装钢护筒、旋挖钻机成
孔、土方开挖、桩后防空洞砌筑回填和防空洞处锚索施工等主要施工过程。

[0028] 1.防空洞位置初探

[0029] （1）了解场地情况：根据施工前期了解的场地情况，结合地勘报告以及城建档案馆、项目所在地人防办公室档案资料，初步了解场内防空洞的分布情况。

[0030] （2）在条件允许的情况下，进入防空洞利用仪器对防空洞分布的具体情况进行测绘，测定防空洞的位置、高程，弄清防空洞的结构构造。必要时可根据防空洞的大概位置，结
合场内土方开挖情况，对场内防空洞进行试挖，找到防空洞入口，方便进行测量定位。

[0031] （3）绘制出防空洞分布、高程以及断面图，判断基坑剖面与防空洞的位置关系，为施工提供参考依据。

[0032] 2.旋挖机试钻

[0033] （1）对防空洞的测量定位图与桩位图进行对照，对预判受防空洞影响的支护桩，现场测量定位出支护桩桩位。

[0034] （2）在防空洞分布区大概域，钢护筒埋设就位后，采用旋挖钻机正常钻进。如施工过程中未遇到防空洞影响，则按照支护桩施工正常施工工艺流程施工；如施工过程中钻机
钻进遇到防空洞影响，则旋挖钻机钻进至防空洞洞底标高以下2m，停止钻进，拔出钻杆。

[0035] 3.安装扩孔器

[0036] 如旋挖钻机在钻进过程中遇到防空洞影响，钻机钻进至防空洞洞底标高以下2m，拔出钻杆后，重新定位桩顶护筒，安装比原护筒直径大0.2m的新护筒。旋挖钻机更换比原桩
径大0.2m的钻头，与原桩中心对中，扩孔至防空洞底向下1.0m，拔出钻杆。

[0037] 4.制作、安装钢护筒

[0038] 如图2所示，钢护筒1采用5mm厚钢板焊接而成，钢护筒1直径与扩孔器直径相同，即比原支护桩3的桩径增加0.2m；钢护筒1高度为防空洞2洞高上下各增加1m；钢护筒1外侧上
下端焊3mm厚20mm宽止水环4。钢护筒1安装前人工测量施工面至防空洞2洞顶的高度，在钢
护筒1外侧焊4根直径20的钢筋作为护筒吊杆，桩孔上部设水平井字形槽钢支架，护筒吊杆
通过焊接固定于井字架上，待支护桩混凝土浇筑完成后割断吊杆，井字架重复利用。

[0039] 5.旋挖钻机成孔

[0040] （1）钢护筒安装完毕后，采用旋挖钻机，用与桩径相符的钻头按照旋挖钻机支护桩施工工艺正常施工到设计孔深。

[0041] （2）安放钢筋笼，在防空洞以上扩孔部分钢筋笼四周间距500焊定位筋，防止钢筋笼在扩孔部分移位。

[0042] （3）支护桩混凝土浇筑。

[0043] 6.土方开挖

[0044] （1）支护桩施工完成后，按照正常工艺流程进行进行土方开挖，同时随着土方开挖深度进行冠梁及预应力锚索施工。施工过程中应采取保证基坑周边建筑物安全的开挖措
施，控制支护一次施工高度，每层开挖控制在3m，待该层锚索及支护全部施工完成后方可进
行下一层土的开挖。

[0045] （2）待土方开挖至防空洞底标高时，进行防空洞的封填处理。

[0046] 7.桩后防空洞砌筑回填

[0047] 在防空洞内部靠基坑外一侧距桩孔2m处用M10灰砂实心砖砌筑370mm厚砖墙，待支护桩施工完成，土方开挖至防空洞位置，采用C10发泡混凝土注浆进行桩后回填。支护桩之
间空隙用沙袋填实。

[0048] 8.防空洞处锚索施工

[0049] 锚索施工阶段，分为下列几种情况：（1）锚索与防空洞不相交，锚索采用正常施工工艺施工；（2）锚索穿过防空洞，自由段与防空洞相交，锚固端位于防空洞以外的土体内。锚
索钻孔时，采用比索孔直径大50mm的套管跟进，使锚索和注浆管穿过防空洞。（3）当锚索锚
固段局部或全部位于防空洞内时，调整锚索的长度，使锚索锚固段全部进入土体内，或通过
调整锚索数量或位置，将穿防空洞处的腰梁锚索调整至防空洞竖向截面上下各设置一排，
以避开锚索穿防空洞施工。

[0050] 本施工工法的工艺原理如下：本工法工艺原理是对防空洞影响支护桩施工的位置，在支护桩钻孔时，先采用旋挖机进行钻孔施工（干作业），在旋挖机成孔至防空洞底部向
下2.0m时，停止钻孔，提出钻杆，安装扩孔器（孔径+0.2m）进行扩孔至防空洞底下1.0m停止。
扩孔完成后安装直径与扩孔器直径相同的钢护筒，高度为防空洞洞高上下各增加1m。钢护
筒安装前人工测量施工面至防空洞洞顶的高度，在钢护筒外侧焊4根直径20的钢筋作为护
筒吊杆，桩孔上部设水平井字形槽钢支架，护筒吊杆通过焊接固定于井字架上，待支护桩混
凝土浇筑完成后割断吊杆，井字架重复利用。钢护筒安装完毕后，再用与桩径相符的钻头施
工到设计孔深。支护桩施工完成后，土方开挖至防空洞底部高程处，在防空洞内部靠基坑外
一侧距桩孔2m处用灰砂实心砖砌筑370mm厚砖墙，采用C10泡沫混凝土注浆进行桩后回填。
锚索施工阶段，将穿防空洞处的腰梁锚索调整至防空洞竖向截面上下各设置一排，以避开
锚索穿防空洞施工。

[0051] 在其他实施例中：钢护筒可以采用钢板现场卷制焊接而成，也可采用工厂集中加工的方式，钢护筒采用多节沿长度方向拼接并焊接而成，以方便加工和运输；本实施例中采
用旋挖钻进行钻孔，也可采用本领域常用的其他满足施工条件的钻孔机械。

[0052] 施工实例1：

[0053] 本工法在中部某商贸中心一期项目实施某商贸中心一期位于某省某市某区，是火车站区域的标志性建筑之一。项目总建筑面积约30万㎡。地下建筑面积7万㎡，地上建筑面
积23万㎡。地上部分共十六层，地下三层，建筑高度79.9m，基础为CFG桩+筏板复合地基的形
式。

[0054] 本工法应用在基坑支护时3‑3、6‑6剖面。支护形式采用直径1.0m、1.2m支护灌注桩和锚杆组合支护形式。

[0055] 本部位支护桩遇防空洞采用钢护筒的施工工艺，与传统工艺相比，节约了费用，缩短了工期，且绿色环保。

[0056] 施工实例2：

[0057] 本工法在中部某商贸中心二期项目实施，某商贸中心二期位于某省某市某区，是火车站区域的标志性建筑之一。项目总建筑面积约19万㎡。地下建筑面积5.6万㎡，地上建
筑面积13.4万㎡。地上部分共24层，地下三层，局部四层，建筑高度96.9m，基础为CFG桩+筏
板复合地基的形式。

[0058] 本工法应用在基坑支护时1‑1、4‑4、5‑5、6‑6剖面。支护形式采用直径1.0m、1.2m支护灌注桩和锚杆组合支护形式。

[0059] 本部位支护桩遇防空洞采用钢护筒的施工工艺，与传统工艺相比，节约了费用，缩短了工期，且绿色环保。

[0060] 在其他实施例中，本工法还可用于基坑支护遇废旧管廊或遇到软弱夹层等容易导致混凝土流失的情况下进行施工。