邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法

摘要

本发明公开了一种邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法，施工方法包括以下步骤：在基坑与既有高铁之间施作隔离桩，并沿基坑四周施作地下连续墙；在各地下连续墙的墙缝位置处施作竖向的RJP工法桩进行止水加固，在基坑底部施作若干N‑jet工法桩形成封底层，封底层与地下连续墙的墙底连接以封底隔水加固；在基坑内的封底层上方施作若干高压旋喷桩以形成抽条和裙边；在基坑内间隔施作若干立柱桩，立柱桩的下端部位于封底层与抽边的深度范围之间；在基坑内外施作降水井，同时人工凿除隔离桩与地下连续墙的混凝土桩头，施工隔离桩与地下连续墙的冠梁、隔离桩与地下连续墙之间的系梁，以及基坑内的首道混凝土支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及基坑施工的技术领域，尤其是一种邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法。

背景技术

随着城市建设的发展，紧邻既有运营高铁的深基坑越来越多，由于高速无砟轨道对变形极度敏感，对于运营中的无砟轨道高铁几乎是“零沉降”要求，由于土质软，地下水丰富，常规的深基坑开挖、降水均会对紧邻的既有高速无砟轨道铁路产生不同程度的影响，在开挖过程中出现涌水涌砂现象，结果造成既有线沉降，甚至会危及高铁运营安全，因此需要在深基坑内外建立支护体系。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法，在基坑与既有高铁之间施作隔离桩，并对基坑四周的地下连续墙进行隔水加固，以及在基坑内外施作降水井，可以有效避免软土地基高承压水环境下深基坑的降水及开挖对紧邻既有运营高速铁路的产生扰动和影响。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

a、在基坑与既有高铁之间施作隔离桩，并沿所述基坑四周施作地下连续墙；

b、在各所述地下连续墙的墙缝位置处施作竖向的RJP工法桩进行止水加固，在所述基坑底部施作若干N-jet工法桩形成封底层，所述封底层与所述地下连续墙的墙底连接以封底隔水加固；

c、在所述基坑内的所述封底层上方施作若干高压旋喷桩以形成抽条和裙边；

d、在所述基坑内间隔施作若干立柱桩，所述立柱桩的下端部位于所述封底层与所述抽边的深度范围之间；

e、在所述基坑内外施作降水井，同时人工凿除所述隔离桩与所述地下连续墙的混凝土桩头，施工所述隔离桩与所述地下连续墙的冠梁、所述隔离桩与所述地下连续墙之间的系梁，以及所述基坑内的首道混凝土支撑。

步骤a中，所述隔离桩采用钻孔灌注桩，各所述隔离桩搭接排列组合形成“凵”字型，且所述“凵”字型的开口指向所述基坑；

在施作所述地下连续墙前，施作三轴搅拌桩对所述地下连续墙槽壁进行加固。

步骤b中，将所述RJP工法桩与步骤a中的所述三轴搅拌桩进行加固搭接；

所述封底层的底面标高为所述地下连续墙底部以上0.5-1.5m位置，所述封底层的厚度为4-6m。

步骤c中，所述抽条在所述基坑内间隔分布，所述抽条的宽度为2.5-3.5m，相邻所述抽条之间的间距也为2.5-3.5m；

所述裙边设置于所述基坑内邻近所述既有高铁的一侧，所述裙边的宽度为2.5-3.5m。

步骤d中，所述立柱桩包括位于下部的钻孔灌注桩以及位于上部的格构柱，所述钻孔灌注桩下部位于所述抽条和所述封底层之间，所述格构柱的下端部与所述钻孔灌注桩上部搭接。

步骤e中，所述降水井包括设于所述基坑外的回灌井、观测井、观测回灌井，以及设于所述基坑内疏干井、降压井、观测井，在开挖所述基坑前，通过所述基坑内的疏干井对所述基坑内土体进行疏干降水，并通过所述基坑外观测井实时观测所述基坑内降水对所述基坑外的水位影响；

将所述首道混凝土支撑与步骤d中的所述格构柱上部搭接。

本发明的优点是：降低了开挖时对运营高铁的影响，减少了高铁基底水位变化引起的地基沉降变形。

附图说明

图1为本发明邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护结构的基坑侧面图；

图2为图1中A-A的剖面图；

图3为图1中B-B的剖面图；

图4为图1中C-C的剖面图；

图5为本发明邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护结构的降水井的布置示意图；

图6为本发明邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护结构的施工流程图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6所示，图中标记1-11分别表示为：隔离桩1，地下连续墙2，RJP工法桩3，封底层4，高压旋喷桩5，抽条5-1，裙边5-2，立柱桩6，钻孔灌注桩6-1，格构柱6-2，降水井7，坑外回灌井7-1，坑外观测井7-2，坑外观测回灌井7-3，坑内疏干井7-4，坑内降压井7-5，坑内观测井7-6，冠梁8，系梁9，首道混凝土支撑10，既有高铁11。

实施例：如图1-6所示，本实施例涉及一种邻近高铁的软土地基高承压水环境的深基坑支护施工方法，其施工方法步骤为：

a、如图1、图2、图3和图4所示，整平场地后，在基坑与既有高铁11之间施工钻孔灌注桩作为隔离桩1进行防护，其中，各隔离桩1搭接排列组合形成“凵”字型，其开口朝向地下连续墙2和基坑，部分地下连续墙2和基坑位于隔离桩1的开口内，可以对地下连续墙2和基坑起到较好地保护作用；

在隔离桩1施工完成后，沿基坑四周施作地下连续墙2，并且在施作地下连续墙2前，施作三轴搅拌桩对地下连续墙2槽壁进行加固，以保证地下连续墙2的施工质量；

b、如图1、图2和图3所示，地下连续墙2施工完成后，在地下连续墙2墙缝处施作RJP工法桩3（Rodin Jet Pile，利用超高压喷流体所拥有的动能破坏地基的组织构成后,混合搅拌这些被破坏的土粒子和硬化材料，从而形成大直径桩体），以对地下连续墙2墙缝进行止水加固，其中， RJP工法桩3与步骤a中加固槽壁的三轴搅拌桩进行加固搭接，搭接长度为1m，确保地下连续墙外侧止水效果完整；

在施作RJP工法桩3的同时，在地下连续墙2围护的基坑内施作若干N-jet工法桩（将待特殊喷嘴的注浆管通过钻孔方式置入打预处理地层，然后将浆液以高压冲切土体，在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转、提升，从而形成水泥土圆柱体），以形成封底层4，封底层4的外缘部与地下连续墙2的底部连接，封底层4可对地下连续墙2进行封底隔水加固，本实施例中，封底层4的底面标高为地下连续墙2底部以上1m位置，封底层4的厚度为5m；

c、如图1和图4所示，封底层4施工完成后，在基坑内的封底层4上部施作高压旋喷桩5，形成抽条5-1和裙边5-2，对基坑底的地基进行加固；

本实施例中，抽条5-1在基坑内间隔分布，抽条5-1的宽度为3m，相邻抽条5-1之间的间距也为3m；裙边5-2设置于基坑内邻近既有高铁11的一侧，裙边5-2的宽度为3m，裙边5-2可以确保铁路一侧的土体稳定性；

d、如图1和图2所示，抽条5-1和裙边5-2施工完成后，在基坑内进行立柱桩6施工，其中，立柱桩6包括位于下部的钻孔灌注桩6-1以及位于上部的格构柱6-2，钻孔灌注桩6-1下部位于抽条5-1和封底层4之间，格构柱6-2的下端部与钻孔灌注桩6-1上部搭接，搭接长度为3m，并且格构柱6-2上部在后续步骤中与首道混凝土支撑10搭接，搭接长度为0.5m，确保基坑开挖过程中围护结构的稳定；

e、如图1和图5所示，立柱桩6施工完成后，在基坑内外施作降水井7，其中，降水井7包括设于基坑外的坑外回灌井7-1、坑外观测井7-2、坑外观测回灌井7-3，以及设于基坑内坑内疏干井7-4、坑内降压井7-5、坑内观测井7-6，在基坑开挖之前，通过坑内疏干井7-4对基坑内部土体进行疏干降水，通过坑外观测井7-2实时观测坑内降水对坑外的水位影响（一旦观测水位达到或超出预警值，立即采取停止土方开挖、坑内钢支撑轴力自动调整、坑外回灌井7-1回灌、查找渗漏点进行坑内外注浆堵漏等措施确保坑位水位的安全，从而间接控制运营中高铁的变形稳定），确保基坑开挖及降水期间，对既有高铁11的影响在可控范围之内，另外，坑外观测回灌井7-3即可当观测井和回灌井使用，可用于应急处理，并且坑内降压井7-5和坑内观测井7-6也可用于应急处理；

同时人工凿除隔离桩1与地下连续墙2的混凝土桩头，施工隔离桩1与地下连续墙2的冠梁8、隔离桩1与地下连续墙2之间的系梁9，以及基坑内的首道混凝土支撑10；其中，在隔离桩1施作冠梁8，可以将（隔离桩1）各个钻孔灌注桩连接成一个整体，保证隔离桩1的稳定性，在地下连续墙2上施作冠梁8，也可以加固地下连续墙2，首道混凝土支撑10与格构柱上部搭接，确保基坑开挖过程中围护结构的稳定；完成邻近既有高铁11的整个深基坑的支护体系施工。

综上所述，本实施例采取隔离桩1、地下连续墙2、系梁9、首道混凝土支撑10、N-jet工法桩封底隔水加固的围护方式，最大程度的降低开挖时对既有高铁11的影响；采用地下连续墙2、RJP工法桩3墙缝止水加固、N-jet工法桩封底隔水加固、坑内疏干降水、坑外应急回灌的方式，严格控制坑外地下水位的变化，降低基坑开挖过程的失稳、管涌等风险，同时还可大幅度减少高铁基底水位变化引起的地基沉降变形；施工过程通过水位观测井随时观察既有高铁11侧的水位变化情况，以及高铁变形情况，如发现异常，及时通过降水井7回灌、坑外注浆、钢支撑轴力自动调整的方式控制运营高铁的变形，形成信息化、动态化的施工方法，该围护结构及其施工方法可实施性强，可靠度高，具有广阔的应用前景。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。