一种用于空间受限深基坑的垂直支护帷幕施工方法与流程

本发明涉及土建施工，具体涉及一种用于空间受限深基坑的垂直支护帷幕施工方法。

背景技术：

1、

2、在老工业基地改造升级过程中，部分老旧工厂仅对其中的生产线进行技术改造而不改变厂房建筑，如此，在实际对该室内深基坑进行开挖时同时出现了3个客观因素：室内场地面积受限、室内净高受限、周围存在较多建筑体，因此针对该深基坑如何支护成了一大难题。

3、目前，常规的支护措施有：机械挖孔桩板墙、地下连续墙、钢板桩、锚杆墙或土钉墙等，但是在已建建筑物内或空间净高受限场所内，上述常规支护方式均无法实现基坑支护，原因如下：

4、1、室内场地面积有限：首先由于待挖基坑位于室内且室内场地较小，基坑周围无法进行放坡处理；机械挖孔桩板墙、地下连续墙和钢板桩等支护方式实现基坑支护时需要进行桩孔或地下连续墙成槽的挖掘，该类成孔成槽设备的尺寸庞大，室内场地面积有限无法进行槽孔挖掘，且进行槽孔挖掘的通常为大型机械设备，大型机械设备亦无法进入室内，导致上述支护方式无法实现；

5、2、室内净高有限：由于室内净高受限，大型施工机械无法进入，而机械挖孔桩板墙、地下连续墙、钢板桩支护方式均需要大型施工机具进行钻孔、吊装、捶打等才能正常施工，其中如钢板桩支护，为保证支护强度，钢板沿基坑高度为整体钢板，因此钢板高度较高，因此在吊装钢板时需要较高的空间才能实施，再加上为保证钢板深入地表深处起到支护作用，需要大型的锤打设备在高度本就较高的钢板顶部捶打，因此室内净高受限的场所无法使用钢板桩支护；

6、3、周围存在较多建筑物：锚杆墙和土钉墙实现基坑支护需要向基坑四周插入锚杆或土钉，且锚杆或土钉需要深入到岩石层，由于基坑周围存在许多建筑物，锚杆或土钉在锚固时易对周边建筑物的地下结构或管线造成破坏，影响建筑物的地基稳定性和结构安全，因此锚杆固定类支护不适用于受限空间环境。

7、由于上述常规支护方式均无法对在已建建筑物内或大型机械设备无法进入的受限空间场所内的深基坑进行支护，最后可采用的支护方式为工人挖孔桩板墙，但是人工挖孔作业安全风险大、施工工期长、工效低、成本高，同时地下水位较高或遇流沙等不良地质时，实施困难；导致常常出现深基坑内不进行基坑支护的冒险蛮干作业行为，造成重大安全风险，严重影响作业人员和企业的生命、财产安全。

8、为解决上述问题，本发明提出了一种用于空间受限深基坑的垂直支护帷幕施工方法。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种用于空间受限深基坑的垂直支护帷幕施工方法，以实现在已建建筑物内或大型机具无法进入的受限空间场所内可进行深基坑支护操作的目的，极大减少施工难度以及施工成本，保证作业人员的生命安全。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于空间受限深基坑的垂直支护帷幕施工方法，包括以下步骤：

3、s1、测量钻孔：测量确定钢花管的桩孔位置，桩孔沿基坑形状成两排交错排列，相邻桩孔间的中心间距为400～600mm，排距为600～800mm，并利用钻机按照的桩孔位置进行钻孔；

4、s2、钢花管制作：每根钢花管的管径为100～300mm，长度为3～6m，且每根钢花管的管身上均匀设有多个溢浆孔；

5、s3、钢花管安装：将钢花管分段吊装安装到桩孔中；

6、s4、注浆：往钢花管内注浆；

7、s5、挖冠梁基槽：所有钢花管注浆完成后，养护5～7天，开挖顶部的冠梁基槽；

8、s6、浇筑冠梁：将混凝土浇筑在冠梁基槽中，浇筑完成后，养护5～7天；

9、s7、支护验收：支护完成后，报监理组织建设、设计、地勘以及方案论证专家进行验收；

10、验收后，在基坑开挖过程中采用信息化法对支护进行持续监测，基坑变形量≤2cm。

11、本方案的原理是：在已建建筑物内或大型机具无法进入的受限空间场所内挖掘深基坑时，由于场地受限、大型设备无法进入以至于现有的常规支护方式无法实现时，本发明中在待挖掘的基坑周围利用小型挖机钻钻取多个小直径桩孔，然后利用小型吊装设备将钢花管安装到钻孔中，然后往钢花管内注浆使钢花管、泥土与混凝土之间形成复合水泥土加筋墙体结构，然后在钢花管顶部设置冠梁，将所有钢花管顶部连接成整体，实现对深基坑的垂直支护。

12、有益效果：

13、1、本发明的垂直支护体系是通过在小直径桩孔内分段安放钢花管，然后注浆形成，相对于人工挖孔抗滑桩、地下连续墙施工简便，小直径桩孔不需要使用大型机械设备，采用小型的挖钻机即可，在5m以内的操作空间即可施工；同时每个桩孔内安装的钢花管由单根长度较短的钢花管分段吊装而成，不再受室内空间净高的限制，极大解决了空间受限场所深基坑无法利用常规支护方式实现基坑支护的目的，有效避免了因深基坑无支护或支护不当导致的坍塌风险、水文地质灾害等，保证了施工环境周边建筑的安全以及作业人员的生命财产安全。

14、2、实际应用时，本发明中桩孔沿深基坑成排布置并交错排列，相邻桩孔间的中心间距为400～600mm，排距为600～800mm，根据施工经验注浆后注浆影响区半径为500mm，上述设置使得前后两排桩孔注浆后的注浆渗透影响区相互连通，使整个支护结构连成一个整体，使支护结构的整体稳定性更强、抵抗能力更强；同时，本发明中采用管身布满溢浆孔的小直径钢花管，并在钢花管顶部设置混凝土冠梁，吸取了钢板桩与板桩墙的优点，使成排的钢花管形成整体，在保证钢花管的受力性能的同时，又能使钢花管作为土体深层的注浆管道，使得注浆后的钢花管与砂浆、土层一起形成形成复合水泥土加筋墙体结构，加固土体协同受力，使整体支护结构承受能力更强、支挡更加稳定。

15、进一步，所述s3步骤中，利用吊车将钢花管竖直吊起并放入桩孔中，并使钢花管的自由端露出孔口一定距离并固定，然后吊起下一段钢花管与已固定的钢花管管口对齐，两根钢花管之间采用直接头螺纹连接和焊接固定，然后将固定在一起的两段钢花管继续放入桩孔中，直至钢花管自由端露出管口一定距离，同理继续安装后续钢花管。

16、上述设置使得每个桩孔内的钢花管可由单根短钢花管分段组合而成，且在安装时无需使用大型吊装设备，有效降低了安装需求的空间净高，在施工方式上实现了小型机械化，且两根钢花管之间采用直接头螺纹连接和焊接固定使得钢化管之间连接稳定可靠，使支护体系整体抗弯能力更强。

17、进一步，所述s2步骤中，每根钢花管的多个溢浆孔沿管身螺旋布置，溢浆孔的直径10～15mm，相邻两个溢浆孔沿钢花管长度方向的距离为100～200mm。

18、上述设置既保证了钢花管的受力及抗弯性能，又能起到土体深层注浆管道的作用，有效增强了注浆后钢花管与砂浆、土体之间的协同受力。

19、进一步，所述s1步骤中，桩孔孔径为150～350mm。

20、上述设置中桩孔孔径为150～350mm可利用小型设备进行钻取，在施工方式上实现了小型机械化，施工更加省时、高效；同时两排钻孔交错排列使得前后两排桩孔注浆后的注浆渗透影响区相互连通，使整个支护结构连成一个整体，使支护结构的整体稳定性更强、抗击能力更强。

21、进一步，所述s4步骤中，注浆时，注浆管插至距孔底250～500mm处开始注浆。

22、上述设置中，注浆管距离孔底250～500mm，有效避免孔底的沉积物堵塞注浆管导致注浆不畅，同时，注浆时，浆液从注浆管流出后会在地层中形成一定的扩散范围，离孔底一段距离有助于浆液更好地与周围土体混合，提高注浆加固的效果。

23、进一步，所述s4步骤中，注浆时的注浆压力为0.5～0.8mpa。

24、上述将注浆压力设置在0.5～0.8mpa范围内，一是为保证注浆时注浆渗透影响区的半径不小于500mm，保证桩孔周围的土体固结形成复合水泥土加筋墙体结构；二是在压力范围内进行注浆可以减少对周围土地的扰动，避免因压力过高导致土层结构破坏或膨胀挤出，危害周围建筑物的地基稳定性。

25、进一步，所述s1步骤中，桩孔深度穿过基坑底部向下继续延伸至中风化岩层。

26、通过上述设置将钢花管注浆支护的下端固定在中风化岩层，使基坑整个深度方向受到支护，增加支护结构的稳定性。

27、进一步，所述s1步骤中，钻孔时钻机与地平面之间的最大倾角≤4°

28、通过上述设置以保证桩孔的垂直度，便于后续安装钢花管。