一種深基坑大尺寸預制圍護結構及施工方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建筑工程技術領域，特別是涉及一種推動預制產業化理念在深基坑支 護領域發展的圍護結構及施工方法。
【背景技術】
[0002] 建筑深基坑工程圍護結構一般采用鉆孔灌注粧，外側施打旋噴粧或攪拌粧止水。 隨著深基坑工程逐漸向深、大方向發展，圍護結構必然向大尺寸發展，由于尺寸和深度加 大，造成圍護結構施工質量差、施工速度慢。
[0003] 預制粧一般用在建筑粧基工程中，現有的沉粧工藝主要是靜壓和強行錘擊兩種， 這兩種工藝屬于擠土粧，不宜用于鬧市密集建筑群、臨近馬路及地下管線交叉繁多的地區， 因打粧時對土體的排擠量大，從而產生土體水平位移和垂直位移(隆起），特別是打粧時如 遇硬夾土層或圓礫石層，粧尖難以進入設計標高，造成粧的嚴重破損，拖延施工時間造成經 濟上的損失，且嚴重影響周圍建筑物、馬路、構筑物的安全。
[0004] 為了解決這一難題，傳統的方法之一是截粧，即在粧打不下去時將粧的上部截掉， 這種方法存在的缺陷是既浪費原材料，又破壞了粧的原有結果和預應力，嚴重影響粧基的 強度，難以使建筑物的質量得到保障;二是在沉粧前先進行引孔，這種方法存在的缺陷是在 地下水位較高地區，尤其是砂卵石地層，容易塌孔，很難保證成孔質量。

【發明內容】

[0005] 針對【背景技術】中存在的問題和不足之處，本發明旨在提供一種深基坑大尺寸預制 圍護結構及施工方法。
[0006] 本發明采用的技術方案如下：
[0007] -種深基坑大尺寸預制圍護結構，包括復合粧和位于相鄰復合粧之間且與復合粧 進行咬合的旋噴粧或者攪拌粧，所述的復合粧包括一個預制粧，以及填充在預制粧外圈的 水泥土，所述的水泥土與預制粧整體構成一個圓柱形的復合粧結構。
[0008] 進一步的，所述的旋噴粧是通過高壓噴射水、土、漿液，切割土體，形成水泥土粧； 所述的攪拌粧是通過鉆具切割土體的同時，注入漿液，鉆具攪拌土體與漿液，形成的水泥土 粧。
[0009] 進一步的，所述的水泥土與復合粧間旋噴粧或攪拌粧咬合保證止水。
[0010] 進一步的，所述全液壓鉆機是一種全液壓多功能粧機，配備中空式長螺旋鉆桿;適 用各種土、砂層、卵礫石地層;成孔直徑φ 400 mm~φ 1200 mm，深度可達30米以上。
[0011]進一步的，預制粧間旋噴粧或攪拌粧與復合粧咬合尺寸由設計確定，旋噴粧或攪 拌粧軸線與復合粧軸線相比，偏向基坑外側，保證在外側土壓力作用下，咬合面受壓，止水 效果好。
[0012] 進一步的，所述的預制粧的橫截面為矩形、工字形、圓形或梯形。
[0013] 進一步的，所述的預制粧的軸線與水泥土形成的外圈的軸線重合。
[0014] -種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，包括下述步驟：
[0015] a.全液壓鉆機就位:測粧定位，全液壓鉆機對中就位；
[0016] b.鉆進成孔:啟動全液壓鉆機，螺旋鉆桿沿導向架向下鉆進至預定深度，提升螺旋 鉆桿，將預定深度內土全部取出；
[0017] c.繼續鉆進、噴漿:再次下螺旋鉆桿至預定深度，邊鉆進邊高壓噴射水、漿液、氣， 高壓噴射切割土體，使得預定深度以下孔徑增大;通過螺旋鉆桿旋轉，混合水、漿液及切割 的土體，形成水泥土，鉆進至設計深度，提升螺旋鉆桿，成水泥土粧；
[0018] d.全液壓鉆機移位:進行下一根復合粧成孔作業；
[0019] e.接粧平臺就位:接粧平臺與履帶吊車相連，移動履帶吊車使接粧平臺對中就位；
[0020] f.送粧：履帶吊車吊放第一節預制粧，預制粧頂部高出接粧平臺，預留接粧工作 面，固定預制粧；
[0021] g.接粧、放粧:履帶吊車起吊第二節預制粧至第一節預制粧上方，機械接粧后打開 接粧平臺鎖緊油缸，預制粧靠重力下沉；
[0022] h.連接送粧器和振動錘;待預制粧靠重力無法下沉時，接粧平臺油缸鎖緊，依次連 接送粧器和振動錘；
[0023] i.振動壓粧:啟動振動液壓裝置，將預制粧壓至設計深度；
[0024] j.進行下一根預制粧下粧作業；
[0025] k.施打復合粧粧間的旋噴粧或攪拌粧。
[0026] 進一步的，步驟b中所述預定深度根據試驗和地質勘查報告確定，既防止鉆孔預定 深度塌孔，又保證壓入預制粧后水泥土上升高度小于預定深度。
[0027] 進一步的，步驟c中螺旋鉆桿的鉆進速率和高壓噴射的高噴壓力根據試驗和地質 勘查報告確定，保證漿液和土充分混合，形成均質水泥土;保證水泥土成孔直徑略大于上部 預定深度內成孔直徑，與旋噴粧咬合尺寸加大。
[0028]進一步的，所述的旋噴粧是通過高壓噴射水、土、漿液，切割土體，形成水泥土粧； 所述的攪拌粧是通過鉆具切割土體的同時，注入漿液，鉆具攪拌土體與漿液，形成的水泥土 粧。
[0029] 本發明的有益效果如下：
[0030] 1、成粧速度快，成粧質量可靠，效率高，噪音低，無泥漿循環，不受地下水限制。
[0031] 2、克服了傳統沉粧方式存在的不適用于砂卵石、流沙等地層的特點，顯示了極大 的優越性。
[0032] 3、漿液提前配置，所形成水泥土均勻性高各項參數指標可控性強。
[0033] 4、可廣泛應用于土木建筑工程的粧基，還可應用于深基坑工程的圍護粧、止水帷 蒂等。
[0034] 5、有利于推動城市地下空間開發的預制產業化發展。
【附圖說明】
[0035] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1為深基坑大尺寸預制圍護結構平面布置示意圖；
[0037] 圖2為深基坑大尺寸預制復合粧施工工法縱剖面示意圖。
[0038]圖中：1水泥土，2預制粧，3旋噴粧或者攪拌粧。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖對本發明繼續詳細說明：
[0040] 本發明針對【背景技術】中存在的問題和不足之處，本發明旨在提供一種深基坑大尺 寸預制圍護結構及施工方法。圍護結構有擋土和止水雙重作用；擋土作用通過一種復合粧 實現，復合粧成孔為圓形，孔內植入預制粧;止水作用通過復合粧水泥土與復合粧間旋噴粧 或攪拌粧咬合實現。該發明將粧基工程中的預制粧引入到深基坑工程中的圍護結構中，變 擠土粧為低擠土粧，擴大了預制粧地層適用性;保證了制粧和成粧質量，預制粧能順利到達 設計深度，避免截粧;圍護粧和止水相結合。下面結合附圖對本發明進行詳細說明：
[0041] 如圖1所示，一種深基坑大尺寸預制圍護結構，包括復合粧和位于相鄰復合粧之間 且與復合粧進行咬合的旋噴粧或者攪拌粧3,所述的復合粧包括一個預制粧2,以及填充在 預制粧2外圈的水泥土 1，所述的水泥土 1與預制粧2整體構成一個圓柱形的復合粧結構。 [0042]進一步的，所述的水泥土 1與復合粧間旋噴粧或攪拌粧咬合保證止水。
[0043]進一步的，所述全液壓鉆機是一種全液壓多功能粧機，配備中空式長螺旋鉆桿;適 用各種土、砂層、卵爍石地層;成孔直徑φ 400 rain~φ 1200 mm，深度可達30米以上。
[0044]進一步的，旋噴粧或攪拌粧與復合粧咬合尺寸由設計確定，旋噴粧或攪拌粧軸線 與復合粧軸線相比，偏向基坑外側，保證在外側土壓力作用下，咬合面受壓，止水效果好。
[0045] 進一步的，所述的預制粧2的橫截面為矩形、工字形、圓形或梯形。
[0046] 進一步的，所述的預制粧2的軸線與水泥土形成的外圈的軸線重合。
[0047] 如圖2所示，一種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工工法，包括下述步驟：
[0048] a.全液壓鉆機就位:測粧定位，全液壓鉆機對中就位；
[0049] b.鉆進成孔:啟動全液壓鉆機，螺旋鉆桿沿導向架向下鉆進至預定深度，提升螺旋 鉆鉆，預定深度內土全部取出；
[0050] c.繼續鉆進、壓漿:再次下螺旋鉆桿至預定深度，邊鉆進邊高壓噴射水、漿液和氣； 高壓噴射切割土體，使預定深度下孔徑增大;通過螺旋鉆桿旋轉攪拌水、漿液和土體成水泥 土，鉆進至設計深度，提升螺旋鉆桿，成水泥土粧；
[0051 ] d.全液壓鉆機移位:進行下一根復合粧成孔作業；
[0052] e.接粧平臺就位:接粧平臺與履帶吊車相連，移動履帶吊車使接粧平臺對中就位； [0053] f.送粧：履帶吊車吊放第一節預制粧，預制粧頂部高出接粧平臺，預留接粧工作 面，通過接粧平臺夾具鎖緊預制粧；
[0054] g.接粧、放粧:履帶吊車起吊第二節預制粧至第一節預制粧上方，機械接粧后打開 接粧平臺夾具，預制粧靠重力下沉；
[0055] h.連接送粧器和振動錘;待預制粧靠重力無法下沉時，接粧平臺夾具鎖緊預制粧， 預制粧頂部依次連接送粧器和振動錘；
[0056] i.振動壓粧:啟動振動液壓裝置，將預制粧壓至設計深度；
[0057] j.進行下一根預制粧下粧作業；
[0058] k.施打復合粧粧間的旋噴粧或攪拌粧。
[0059] 進一步的，步驟b中所述預定深度根據試驗和地質勘查報告確定，既防止鉆孔預定 深度塌孔，又保證壓入預制粧后水泥土上升高度小于預定深度。
[0060] 進一步的，所述鉆進速率和高噴壓力根據試驗和地質勘查報告確定，保證漿液和 土充分混合，形成均質水泥土;保證水泥土成孔直徑略大于上部預定深度內成孔直徑，與旋 噴粧咬合尺寸加大。
[0061 ] 進一步的，所述預制粧截面形狀首選矩形，截面尺寸為500 X 500mm~1200 X 1200mm，還可以為工字形、圓形、梯形等。
[0062] 進一步的，所述預制粧長度為10m~40m，最多分為3節，每節長度不宜大于15m。
[0063] 本發明克服了傳統沉粧方式存在的不適用于砂卵石、流沙等地層的特點，顯示了 極大的優越性。成粧速度快，成粧質量可靠，效率高，噪音低，無泥漿循環，不受地下水限制。 漿液提前配置，所形成水泥土均勻性高各項參數指標可控性強。可廣泛應用于土木建筑工 程的粧基，還可應用于深基坑工程的圍護粧、止水帷幕等。有利于推動城市地下空間開發的 預制產業化發展。
[0064] 上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范 圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不 需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1. 一種深基坑大尺寸預制圍護結構，其特征在于，包括復合粧和位于相鄰復合粧之間 且與復合粧進行咬合的旋噴粧或者攪拌粧，所述的復合粧包括一個預制粧，以及填充在預 制粧外圈的水泥土，所述的水泥土與預制粧整體構成一個圓柱形的復合粧結構。2. 如權利要求1所述的深基坑大尺寸預制圍護結構，其特征在于，所述的水泥土與復合 粧間旋噴粧或攪拌粧咬合保證止水。3. 如權利要求1所述的深基坑大尺寸預制圍護結構，其特征在于，所述的旋噴粧或攪拌 粧軸線與復合粧軸線相比，旋噴粧或攪拌粧軸線偏向基坑外側。4. 如權利要求1所述的深基坑大尺寸預制圍護結構，其特征在于，所述的預制粧的橫截 面為矩形、工字形、圓形或梯形。5. 如權利要求1所述的深基坑大尺寸預制圍護結構，其特征在于，所述的預制粧的軸線 與水泥土形成的外圈的軸線重合。6. -種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，其特征在于，包括下述步驟： a.全液壓鉆機就位:測粧定位，全液壓鉆機對中就位； b .鉆進成孔：啟動全液壓鉆機，螺旋鉆桿沿導向架向下鉆進至預定深度，提升螺旋鉆 桿，將預定深度內土全部取出； c. 繼續鉆進、噴漿:再次下螺旋鉆桿至預定深度，邊鉆進邊高壓噴射水、漿液、氣，高壓 噴射切割土體，使得預定深度以下孔徑增大;通過螺旋鉆桿旋轉，混合水、漿液及切割的土 體，形成水泥土，鉆進至設計深度，提升螺旋鉆桿，成水泥土粧； d. 全液壓鉆機移位:進行下一根復合粧成孔作業； e. 接粧平臺就位:接粧平臺與履帶吊車相連，移動履帶吊車使接粧平臺對中就位； f. 送粧:履帶吊車吊放第一節預制粧，預制粧頂部高出接粧平臺，預留接粧工作面，固 定預制粧； g. 接粧、放粧:履帶吊車起吊第二節預制粧至第一節預制粧上方，機械接粧后打開接粧 平臺鎖緊油缸，預制粧靠重力下沉； h. 連接送粧器和振動錘;待預制粧靠重力無法下沉時，接粧平臺油缸鎖緊，依次連接送 粧器和振動錘； i .振動壓粧:啟動振動液壓裝置，將預制粧壓至設計深度； j. 進行下一根預制粧下粧作業； k. 施打復合粧粧間的旋噴粧或攪拌粧。7. 如權利要求6所述的一種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，其特征在于，步驟 b中所述預定深度根據試驗和地質勘查報告確定，既防止鉆孔預定深度塌孔，又保證壓入預 制粧后水泥土上升高度小于預定深度。8. 如權利要求6所述的一種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，其特征在于，步驟 c中螺旋鉆桿的鉆進速率和高壓噴射的高噴壓力根據試驗和地質勘查報告確定，保證漿液 和土充分混合，形成均質水泥土;保證水泥土成孔直徑略大于上部預定深度內成孔直徑，與 旋噴粧咬合尺寸加大。9. 如權利要求6所述的一種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，其特征在于，步驟 k中所述的旋噴粧是通過高壓噴射水、土、漿液，切割土體，形成水泥土粧。10. 如權利要求6所述的一種深基坑大尺寸預制圍護結構的施工方法，其特征在于，步 驟k中所述的攪拌粧是通過鉆具切割土體的同時，注入漿液，鉆具攪拌土體與漿液，形成的 水泥土粧。
【專利摘要】本發明公開了一種深基坑大尺寸預制圍護結構及施工方法，包括復合樁和位于相鄰復合樁之間且與復合樁進行咬合的旋噴樁或者攪拌樁，所述的復合樁包括一個預制樁，以及填充在預制樁外圈的水泥土，所述的水泥土與預制樁整體構成一個圓柱形的復合樁結構。圍護結構有擋土和止水雙重作用；擋土作用通過一種復合樁實現，復合樁成孔為圓形，孔內植入預制樁；止水作用通過復合樁水泥土與復合樁間旋噴樁或攪拌樁咬合實現。該發明將樁基工程中的預制樁引入到深基坑工程中的圍護結構中，變擠土樁為低擠土樁，擴大了預制樁地層適用性；保證了制樁和成樁質量，預制樁能順利到達設計深度，避免截樁；圍護樁和止水相結合。
【IPC分類】E02D17/04
【公開號】CN105714832
【申請號】CN201610111348
【發明人】王國富, 路林海, 王永吉, 曹正龍, 王丹, 徐前衛
【申請人】濟南軌道交通集團有限公司