一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法转让专利
申请号 : CN201910553513.8
文献号 : CN110284497B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 童立元 , 王占生 , 叶海霞 , 庄群虎 , 刘建国 , 胡诗韬 , 陈秀鸣 , 潘皇宋 , 杨涛
申请人 : 东南大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)根据既有隧道结构的变形控制标准,采用有限元数值仿真分析的方法,对不同的地基加固方案进行比较,明确地基加固范围及加固设计参数;所述地基加固设计参数具体包括平面加固范围、不同部位加固深度、水泥土搅拌桩桩间距、水泥土桩变径参数、加固体直径扩大位置及扩大直径、扩大高度;
(2)首先完成既有隧道两侧部位水泥土搅拌桩加固施工,其次,完成中间部位水泥土搅拌桩加固施工;最后,完成既有隧道上方部位水泥土搅拌桩加固施工;在新建地下结构物底板以下深度按设计要求完成水泥土搅拌桩变径施工,并通过扩大段的搭接形成完整板状加固层;
(3)完成抗拔桩施工,并开展桩侧后注浆;
(4)完成基坑围护结构施工,开挖至设计深度,浇筑混凝土底板,并与抗拔桩联接;
(5)完成新建地下结构物侧墙、顶板施工;回填土,并恢复路面,完成施工;
所述地基的加固结构包括:
新建地下结构物(1);下伏既有隧道结构(2);原始地层(3);新建地下结构物的抗拔桩(4);水泥土搅拌桩(5);搅拌桩低掺灰量节段(6);搅拌桩中等掺灰量节段(7);搅拌桩高掺灰量及变径节段(8);变径段多种变径模式(9);既有地下隧道结构两侧加固区(10);既有地下隧道结构中间加固区(11);既有地下隧道结构上方加固区(12);变径段搭接形成的板状加固层(13);
新建地下结构物(1)与下伏既有隧道结构(2)平面上呈正交或斜交,新建地下结构物(1)包括城市市政道路隧道、地铁隧道、综合管廊、人形过街通道或其它地下结构物,下伏既有隧道结构(2)包括市政道路隧道、地铁隧道、综合管廊或其它地下结构物;
下伏既有隧道结构(2)两侧、中间及上方部位分别采用水泥土搅拌桩(5)进行加固处理;下伏既有隧道结构(2)两侧加固区(10)及中间加固区(11)加固深度至下伏既有隧道结构(2)底部以下不少于5m;下伏既有隧道结构上方加固区(12)距离下伏既有隧道结构(2)顶部不少于1m深度。
2.如权利要求1所述的一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法,其特征在于,水泥土搅拌桩(5)的掺灰量自地表往下分段调整:自地表至新建地下结构物(1)顶板位置为低掺灰量节段(6),掺灰量为5%;新建地下结构物(1)顶底板之间为中等掺灰量节段(7),掺灰量为10%‑15%;新建地下结构物(1)底板以下为高掺灰量及变径节段(8),掺灰量为25‑40%。
3.如权利要求1所述的一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法,其特征在于,新建地下结构物(1)底板以下为水泥土搅拌桩变径段(9),根据下伏既有隧道结构(2)变形控制要求,在不同深度位置扩大桩径,通过相邻桩直径扩大段的相互搭接形成单层或多层板状加固层(13)。
4.如权利要求1所述的一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法,其特征在于,水泥土搅拌桩高掺灰量及变径节段(8)采用不同的变径模式在不同位置形成加固体直径扩大段,包括上部变径、中部变径、下部变径或上中下部变径组合;水泥土搅拌桩高掺灰量及变径节段(8)采用不同的施工机械施作柱式直径扩大段或锯齿型直径扩大段或螺纹式、螺杆式、球状的桩径扩大方式。
5.如权利要求3所述的一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法,其特征在于,抗拔桩(4)与单层或多层板状加固层(13)联接部位在桩侧后注浆,确保抗拔桩(4)与新建地下结构物(1)底板、板状加固层(13)相互之间有效联接形成整体门框式防护结构。
说明书 :
一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法
技术领域
背景技术
合管廊等)明挖深基坑对下伏既有隧道结构的影响即是一种典型的工况。现有处理方法包
括利用灌注桩或板桩在既有隧道结构两侧及上部形成保护墙(框架)以保护既有地下结构,
同时在既有隧道上方开展满堂地基加固处理,前者造价巨大,后者的施工卸荷扰动对下伏
地下隧道等工程结构影响较大,已有案例表明,既有隧道上方开展的地基加固阶段施工扰
动导致的地铁隧道变形量达到总隆起变形量的50%以上,甚至超过后期开挖阶段造成的隆
起变形量,因此急需提出一种控制软土基坑下伏既有地下工程结构隆起变形的地基加固方
法代替现有满堂加固的地基处理方式,以减少地基加固阶段的施工扰动,并达到控制后续
开挖地基卸荷隆起造成下伏地下结构变形的效果。
发明内容
下伏既有隧道的运营安全。
加固施工;
固深度、水泥土搅拌桩桩间距、水泥土桩变径参数(变径位置、加固体扩大直径及高度)。
固深度控制在距离隧道结构顶部不少1m深度。
中等掺灰量加固段,掺灰量控制在10%‑15%为宜;新建地下结构底板以下为高掺灰量加固
段,掺灰量控制在25‑40%为宜。
构,进而对位于其中的下伏既有隧道结构起到保护作用。
搅拌桩低掺灰量节段;搅拌桩中等掺灰量节段;搅拌桩高掺灰量及变径节段;变径段多种变
径模式;既有地下隧道结构两侧加固区;既有地下隧道结构中间加固区;既有地下隧道结构
上方加固区;变径段搭接形成的板状加固层。
它地下结构物,既有隧道结构可以为市政道路隧道、地铁隧道或综合管廊等结构物。
组合。
单层或多层板状水泥土加固层,同时通过抗拔桩、新建地下结构混凝土底板与板状书泥土
加固层三者的有效联接形成整体门框式防护结构,保护其中的既有隧道结构,可以大大减
小上方地下结构施工对下伏既有隧道结构的影响,确保其安全运营。
附图说明
节段三;9、变径段多种变径模式;10、既有地下隧道结构两侧加固区;11、既有地下隧道结构
中间加固区;12、既有地下隧道结构上方加固区;13、板状加固层。
具体实施方式
“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远
离特定部件几何中心的方向。
土搅拌桩5;搅拌桩低掺灰量节段6;搅拌桩中等掺灰量节段7;搅拌桩高掺灰量及变径节段
8;变径段多种变径模式9;既有地下隧道结构两侧加固区10;既有地下隧道结构中间加固区
11;既有地下隧道结构上方加固区12;变径段搭接形成的板状加固层13。
比较,据此选择地基加固设计方案,明确地基加固范围及加固设计参数;
土搅拌桩加固施工;最后,开展下伏既有隧道结构2上方部位12水泥土搅拌桩加固施工。新
建地下结构物1底板以下水泥土搅拌桩施工时,在不同深度扩径使搅拌桩搭接形成单层或
多层板状加固层13;
加固方案及其加固设计参数,包括地基加固平面范围、不同部位加固深度、水泥土搅拌桩桩
间距、水泥土桩变径参数(加固体直径扩大位置及扩大直径、扩大高度)。
道结构2顶板上方不小于1m。
控制在10%‑15%为宜;新建地下结构底板以下为高掺灰量节段三8,根据软土特性,掺灰量应
控制在25‑40%为宜。
直径形成单层或多层板状水泥土加固层,同时通过抗拔桩、新建地下结构混凝土底板与板
状水泥土加固层三者的有效联接形成整体门框式防护结构,保护其中的下伏既有隧道结
构,可以大大减小上方地下结构施工对下伏既有隧道结构的影响,确保其安全运营。