一种密集地区紧邻建筑物零占位的基坑支护方法

摘要

本发明公开了一种密集地区紧邻建筑物零占位的基坑支护方法。其做法是：当新建基坑紧邻既有建筑物时，在基坑一侧地面处采用工程机械按特定顺序钻斜孔，斜孔钻至紧邻建筑物基础下方土层中的设计深度处，再将水泥浆液高压旋喷射出切割孔周土体，通过一系列有序的喷射、旋转、提升使水泥浆液和切割下土体搅拌形成圆柱状水泥土体，经固化后得到的排列有序的圆柱状水泥土组合体，在紧邻建筑物基础下方形成了基坑支护结构体。本发明方法的最大优点是支护结构本身不占据基坑的空间位置，同时集基坑支护、挡土、止水、承载和保护紧邻建筑物为一体，使城市密集地区紧邻建筑物的新建基坑侧土地面积达到100％的充分利用。本方法结构简单、施做方便、支护可靠、受力合理，在整个基坑施工期间紧邻建筑物完全可正常使用。

说明书

技术领域

本发明涉及土木建筑行业中基坑支护技术领域，尤其是一种城市密集地区紧邻建筑物基坑的新型支护方法。

背景技术

近年来我国城市化进程不断加快，城镇建设迅猛发展。在城市密集地区大量兴建各类建筑以及地下车库、地下商场、地铁、地下交通枢纽、人防设施等地下工程，基坑支护工程随处可见。在城市建筑密集地区，基坑工程常常紧邻周边既有建筑物。面对如此复杂的施工条件，采取适合的基坑支护措施，以保证基坑和周边紧邻建筑物的安全，非常重要。

对于紧邻建筑物的基坑，目前常见的基坑支护方法有：设置支护结构，如围护桩墙、地下连续墙、抗滑桩墙、框架梁墙、钢板桩墙等大刚度支护墙体，以及与之相应的横撑、斜撑、预应力锚索、锚杆等支撑体系组成的支护结构。这些支护结构的正确合理使用，能满足基坑工程和周边建筑物安全的要求。

但这些方法具有特定的不足，即这些支护结构需要占用基坑一侧的部分空间，这使得城市密集地区“寸土寸金”的土地面积不能达到100％的充分利用。

例如，对于紧邻建筑物的30m×30m方形基坑来说，一般情况下这些支护结构要占用8％～10％基坑侧空间，在不利条件下所占比例甚至更高。对于基坑侧地下空间的利用，这些支护结构无疑造成了空间使用上的损失和浪费。

发明内容

为了克服上述问题，使城市密集地区“寸土寸金”的土地面积达到100％的充分利用，本发明特提出一种支护结构占据基坑空间位置为“零”的基坑支护方法，并使之在紧邻基坑建筑物的基础荷载作用下，集承载、基础延伸、基坑支护、挡土、止水、提高基坑空间利用率、有效控制紧邻基坑建筑物位移和沉降为一体，确保基坑和紧邻建筑物安全稳定。

本发明所采用的技术方案是：

一种密集地区紧邻建筑物零占位的基坑支护方法，在构筑新构筑物基坑的同时，对紧邻的既有建筑物和地基基础进行支护，采用如下的步骤：

1)在新建基坑紧邻建筑物时，在基坑一侧地面处采用带高压旋喷的特殊机械在紧邻建筑物基础下方土层中的设计深度处钻斜孔；

2)当完成1)步骤后，在所钻斜孔孔内实施水泥浆液高压旋喷，通过有序的喷射-旋转-提升操作，使水泥浆液和切割下土体搅拌形成圆柱状水泥土体；

3)按设计顺序在不同的深度、以不同的角度重复步骤1)和2)，直至整个支护结构体的喷浆搅拌成形完成；

4)经过一定时间固化后，2)和3)所施做的各圆柱状水泥土组合体，在紧邻建筑物基础下方形成能承受相邻建筑物上部荷载的、能支挡土体的基坑支护结构体；

5)开挖基坑，除去高压旋喷作业时不可避免的多余部分水泥土体，必要时在适当的深度处设置预应力锚索或横撑，直至开挖到设计深度。

所钻各斜孔间具有不同的斜度和深度，以形成排列有序相互咬合的、长短有序的圆柱状水泥土组合体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.水泥浆液和土体形成的支护结构体处于邻近建筑物基础的正下方。这使得该支护方法占据新建基坑的空间位置为0；2.可将城市密集地区的建筑土地面积使用率提高至100％；3.使紧邻建筑物基础+高压旋喷水泥土体+周边土体形成共同作用的基坑支护结构体；4.有效承载并保护紧邻基坑的建筑物，并确保周边建筑物正常使用；5.可以形成有效的止水帷幕；6.材料简单，仅用水泥浆液和本地原有土体，无须钢筋、模板、砖石等其他建筑材料，可节省支护工程造价。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1-图9是本发明实施例过程示意图。

图10为本发明与传统基坑支护方法的对比图。

实施例

采用本发明方法施工时，基本的过程为：1.当基坑紧邻建筑物时，在基坑一侧地面处借助带高压旋喷的特殊机械，按特定顺序钻斜孔，斜孔钻至紧邻建筑物基础下方土层中的设计深度处；2.然后在孔内实施水泥浆液高压旋喷，以切割孔周土体。通过有序的喷射、旋转、提升钻杆，使喷射水泥浆液和切割下土体搅拌形成圆柱状水泥土体；3.经过一定时间固化后，这种按照特定顺序施做的、排列有序、相互咬合的圆柱状水泥土组合体，在紧邻建筑物基础下方形成了能承受相邻建筑物上部荷载的、能支挡土体、能止水的基坑支护结构体；4.开挖基坑，除去高压旋喷作业时不可避免的多余部分水泥土体，必要时在适当的深度处设置预应力锚索或横撑，直至开挖到设计深度。5.整个过程需要有精细的设计和计算作为支撑。6.设计计算应包括：水泥土承载体的强度、轴力、弯矩、剪力、沉降、水平变形；承载体基底土体的强度、压力、沉降、水平变形；水平支撑或锚索受力、变形；局部稳定和整体稳定；渗透等方面的检算。

所述方法的具体步骤可结合附图予以理解：

1)进行施工作业前，应进行基坑作业前的地勘、平面图、剖面图，相邻建筑物结构和地基基础等前期岩土勘察试验等准备工作。在此基础上，进行高压水泥浆试喷，以确定喷射和设计计算参数，如喷射压力，喷射转速，提升速度，水灰比，水泥土体单轴抗压强度等。同时，根据地基土性质、基坑开挖深度、临近建筑物基础尺寸、埋深、上部荷载大小和特征等情况，进行基坑支护承载体的计算设计。

圆柱状水泥土主要参数为：

2)施工机械移动至开挖基坑紧邻建筑处，进行喷浆前准备工作，如图1所示：高压旋喷机械就绪(钻杆提升到地面以上)。

3)在新建基坑一侧地面，带高压旋喷头的自钻式机械钻斜孔至紧邻建筑物下方土层的设计深度处，喷射高压水泥浆液切割土体，形成圆柱形水泥土体，如图2、图3所示：高压旋喷机械钻孔至指定土层深度，高压旋喷水泥浆。

4)经过多次有序的钻孔、喷射、旋转、提升，在紧邻建筑物基础下方土体中形成相互咬合的圆柱状水泥土，如图4和图5所示：多次高压旋喷水泥浆形成基坑支护承载体，在已有建筑基础下方支护成形。

5)经过一定时间固化后，紧邻建筑物基础下形成了圆柱状水泥土组合体的基坑支护结构。随着基坑开挖后、对靠近基坑侧水泥土体进行必要的削切。如图6、图7所示：对开挖侧支护体进行削切。

6)必要时，可施加横撑或预应力锚索，如图8所示：进行预应力锚索支护施工。

7)重复上述步骤，直至基坑开完完毕，如图9所示基坑开挖完毕。

图10给出的本发明与传统基坑支护方法的对比。可见，本发明克服了现有基坑支护方法占有基坑侧空间的缺点，使基坑侧地下空间得到100％的充分利用。