阅读说明：本技术 一种基坑支护的施工方法 (Construction method of foundation pit support ) 是由 修岩 冯旭 左军锋 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种基坑支护的施工方法,包括钢管桩施工和利用灌浆管进行灌浆施工两个步骤,灌浆管内安装双环栓塞管,双环栓塞管上下的封隔器可实现分段分层灌浆,可根据施工需要选择连续或者间隔灌浆,能够重复灌浆,还可以根据各个区域不同的地质水文条件特性而选择不同的灌浆参数和灌浆材料,从而使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的灌浆加固效果。采用本申请的施工方法,其支护强度高、防渗能力强,能够适用于各种复杂的地质条件。(The utility model relates to a construction method of foundation ditch support, including steel-pipe pile construction and utilize the grout pipe to carry out two steps of grout construction, install dicyclo embolism pipe in the grout pipe, packer about the dicyclo embolism pipe can realize the segmentation layering grout, can select continuous or interval grout according to the construction needs, can repeat the grout, can also select different grouting parameters and grouting material according to the different geology hydrology condition characteristics in each region, thereby make loose stratum and more closely knit stratum all obtain fine grout reinforcement effect. By adopting the construction method, the support strength is high, the seepage-proofing capability is strong, and the method can be suitable for various complicated geological conditions.)

一种基坑支护的施工方法

技术领域

本申请涉及一种基坑支护的施工方法，适用于基坑支护的技术领域。

背景技术

目前在沿海地区的深基坑支护中，经常采用钢管桩尤其是508钢管桩作为支护挡土结构，而钢管支护桩在基坑开挖过程中容易出现渗漏，对基坑安全造成较大影响。对于基坑渗漏重新处理时，施工难度比较大，对原有支护结构也容易造成破坏。

因此，如何开发出一种支护强度高、防渗能力强的止水帷幕的施工方法是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是设计一种基坑支护的施工方法，其支护强度高、防渗能力强，能够适用于各种复杂的地质条件。

根据本申请的基坑支护的施工方法，包括钢管桩施工和利用灌浆管进行灌浆施工两个步骤，所述钢管桩和所述灌浆管均分别间隔设置，相邻排的钢管桩和灌浆管之间交错设置，其中所述钢管桩施工包括以下步骤：

(1.1)确立桩柱位置，清除障碍物并将其移走，在地上画出桩柱的位置并检查核实；

(1.2)在正式打桩之前进行试打孔，以测试桩机工作时的噪音与振动数值；在确立的桩柱位置上钻孔直至岩层；

(1.3)钻孔过程中由钢套管内吹出地底土石渣，通过检查该土石渣判断是否钻进至持力层岩石面；当钻孔至预定持力层岩面深度时，取出石渣样本，判断相应钻进深度处是否达到设计标准；

(1.4)钻机继续钻进至设计要求的入岩深度后，再次收集吹出的石渣样本，验收判断是否达到设计标准；

(1.5)岩层达到验收要求后，向桩孔内注入清水，用高压风机将孔内沙石清除，清孔时间不少于15分钟；取出水样验收，如水样中无沙石沉淀物，即可判定已清孔干净；再次核实钻孔质量达到设计要求后，即完成钻孔过程；

(1.6)测量钢套管顶面标高，根据已测得钻孔深度计算桩底标高并度量钻孔偏心及垂直度；

(1.7)下入围护结构的钢管桩，钢管桩达到设计深度后，即进行分层填砂工作，确保填入的砂体密实；

利用灌浆管进行灌浆施工包括以下步骤：

(2.1)钻孔过程中临时钢套管跟管钻进以防止塌孔；

(2.2)从地面钻至岩面下，安装灌浆管；灌浆管上间隔设有漏孔，灌浆管之间采用胶套连接；

(2.3)在灌浆管及钢套管的间隙内灌注稀水泥浆以形成外皮浆保护灌浆管，稀水泥浆的成分为膨润土、水泥和水以重量计的比例是1:8-12:18-22；

(2.4)安装并灌浆完毕后，抽走临时钢套管，确保孔壁与灌浆管之间被稀水泥浆保护；

(2.5)待稀水泥浆保护层凝固后，于灌浆管内安装双环栓塞管，进行第一期灌浆；第一期灌浆压力达到2～3bar以上或者灌注量达到每米500升，以较高者为准停止灌浆；第一期灌浆的浆料为膨润土、水泥和水按照质量比为1:(8-12)：(23-26)的比例混合而成；

(2.6)在第一期灌浆后间隔至少18小时，进行第二期灌浆；第二期灌浆的浆料包括第一试剂和第二试剂，第一试剂为硅酸钠和水按照质量比为1:(1.4-1.8)的比例混合而成，第二试剂为水泥和水按照质量比为1:(4-6)的比例混合而成；

(2.7)灌浆过程由底部开始进行，每完成一段后再往上移直至现有地面；灌浆完成后进行钻孔取芯，提取样本进行抗压测试，测试结果满足设计要求后进行下一步工序。

其中，采用勘探钻机钻孔的直径为80mm；灌浆管的直径为48mm，长度为每支4米，灌浆管的最底部和最顶部设有密封盖；灌浆管为PVC灌浆管，在PVC灌浆管和胶套之间用速干胶水粘结。

其中，所述双环栓塞管包括位于上下两端的加压封隔器，每个加压封隔器的两端均设有连接段，两个加压封隔器相对的连接段之间设有灌浆段，上部加压封隔器的入口端连接有注入管和软管，注入管与外部注浆系统连接，软管连接外部加压设备；通过加压设备向软管中加压可以使两端的加压封隔器膨胀，从而将双环栓塞管的两端密封，通过注入管注入灌浆段的料浆通过注浆口注入灌浆管中，注浆口设置在上加压封隔器的底端。

其中，在第一期灌浆时，注入管依次连接有灌浆泵、流量计和压力表；在第二期灌浆时，注入管的上游分为第一支路和第二支路，第一支路和第二支路分别用于注入第一试剂和第二试剂，第一支路和第二支路上分别依次连接有灌浆泵、流量计、压力表和开关阀。第一期灌浆的浆料是每立方米配料为膨润土35千克、水泥350千克和水870千克，第二期灌浆的浆料是每立方米配料为硅酸钠208千克、第一试剂中的水339千克、水泥94千克和第二试剂中的水472千克。

本申请的基坑支护的施工方法可实现分段分层灌浆，可根据施工需要选择连续或者间隔灌浆，还可以在灌浆区域内任一段反复灌浆以及同一根灌浆管内可采用不同的灌浆材料、选择不同的灌浆压力等显著优点，施工技术安全可靠，能顾使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的灌浆加固效果；

附图说明

图1显示了灌浆施工步骤中下入临时钢套管后的示意图。

图2显示了灌浆施工步骤中安装完灌浆管的示意图。

图3显示了灌浆施工步骤中抽走临时钢套管后的示意图。

图4显示了灌浆施工步骤中在灌浆管内安装双环栓塞管进行第一期灌浆的示意图。

图5显示了灌浆施工步骤中在灌浆管内安装双环栓塞管进行第二期灌浆的示意图。

图6显示了本申请的灌浆管中采用的双环栓塞管的结构示意图。

图7显示了灌浆帷幕施工作业完成后形成的钢管桩区域的围护结构体平面示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

根据本申请的一种基坑支护的施工方法，包括钢管桩施工和利用灌浆管进行灌浆施工两个步骤，其中所述钢管桩施工包括以下步骤：

(1.1)确立桩柱位置，清除障碍物并将其移走，在地上画出桩柱的位置并检查核实，误差不超过75mm。

(1.2)在正式打桩之前进行试打孔，以测试桩机工作时的噪音与振动数值；在确立的桩柱位置上钻孔直至岩层。例如，可以采用ODEX系统(即偏心钻头跟管钻进系统)钻机、508钢套管钻孔法，由气动锤清洗钢套管内顶层松软土质及带钢套筒同步钻入地底直至岩层，钻孔工程时产生的污水经过三级沉淀后，排放到指定地方，当钻孔深度超过508钢管的标准长度时，采用焊接方式接驳。

(1.3)钻孔过程中由钢套管内吹出地底土石渣，通过检查该土石渣判断是否钻进至持力层岩石面；当钻孔至预定持力层岩面深度时，取出土石渣样本，判断相应钻进深度处是否达到设计标准；

(1.4)钻机继续钻进至设计要求的入岩深度后，再次收集吹出的石渣样本，验收判断是否达到设计标准；

(1.5)岩层达到验收要求后，向桩孔内注入清水，用高压风机将孔内沙石清除，清孔时间不少于15分钟。取出水样验收，如水样中无沙石沉淀物，即可判定已清孔干净；再次核实钻孔质量达到设计要求后，即完成钻孔过程；

(1.6)测量钢套管顶面标高，根据已测得钻孔深度计算桩底标高并度量钻孔偏心及垂直度；

(1.7)下入围护结构的钢管桩，钢管桩达到设计深度后，即进行分层填砂工作，确保填入的砂体密实。

参见附图1-5所示，其中显示了利用灌浆管进行灌浆施工的步骤。本申请的利用灌浆管进行灌浆施工，包括以下步骤：

(2.1)如图1所示，采用勘探钻机钻孔直径为80mm，钻孔过程中临时钢套管1跟管钻进以防止塌孔，钢管桩和灌浆管均分别间隔设置，相邻排的钢管桩和灌浆管之间交错设置。

(2.2)从地面钻至岩面下1m深，安装直径为48mm的灌浆管2。如图2所示，灌浆管2上每间隔一定距离设有漏孔30，灌浆管2采用PVC管，灌浆管之间采用胶套3连接，还可以在PVC灌浆管和胶套之间用速干胶水粘结。胶套3的作用是当加压灌浆时胀开，料浆可以从漏孔进入地层，停止灌浆时胶套在外部料浆的作用下封闭漏孔，阻止泥水和地下水逆向进入灌浆管内。

(2.3)在灌浆管2及钢套管1的间隙内灌注稀水泥浆以形成外皮浆保护灌浆管，稀水泥浆的成分为膨润土、水泥和水，膨润土、水泥和水的重量计的比例可以是1:8-12:18-22，优选的比例可以是1:10:20。灌浆管标准长度可以为每支4米，如图3所示，最底部和最顶部设有密封盖。

(2.4)安装并灌浆完毕后，抽走临时钢套管1，确保孔壁与灌浆管之间被稀水泥浆4保护，如图3所示。

(2.5)待稀水泥浆4保护层凝固后，参见图4中A框所示，于灌浆管内安装1000mm长的双环栓塞管，进行第一期灌浆。第一期灌浆压力达到2～3bar以上或者灌注量达到每米500升，以较高者为准停止灌浆。第一期灌浆的浆料为膨润土、水泥和水按照质量比为1:(8-12)：(23-26)的比例混合而成。例如，第一期灌浆的浆料可以是每立方米配料为膨润土35千克、水泥350千克和水870千克。

如图4所示，在第一期灌浆时，注入管13依次连接有灌浆泵10、流量计11和压力表12。图6显示了本申请的灌浆管中采用的双环栓塞管的结构示意图，其位于图4中的A部位。双环栓塞管包括位于上下两端的加压封隔器7，每个加压封隔器7的两端均设有连接段9，两个加压封隔器7相对的连接段9之间设有灌浆段8，上部加压封隔器的入口端连接有注入管13和软管6，注入管13与外部注浆系统连接，软管6连接外部加压设备30。通过加压设备30向软管6中加压可以使两端的加压封隔器7膨胀，从而将双环栓塞管的两端密封，这样通过注入管13注入灌浆段8的料浆可以通过注浆口5注入灌浆管中，注浆口5设置在上加压封隔器的底端。双环栓塞管通过上下两端的加压封隔器形成的止浆系统，能将浆料限定在灌浆区域的任一段范围内进行灌浆；双环栓塞管在光滑的灌浆管内可自由移动，采用从下至上的施工顺序，实现分段灌浆的目的，还可根据地层情况调整灌浆长度。灌浆时，浆料从注浆口5流出，进入灌浆管和双环栓塞管封闭的漏孔区域，在压力作用下，灌浆管之间的胶套3被胀开，外皮浆被挤碎，从而料浆被挤压到地层中。

(2.6)在第一期灌浆后间隔至少18小时，进行第二期灌浆。第二期灌浆的浆料包括第一试剂和第二试剂，第一试剂为硅酸钠和水按照质量比为1:(1.4-1.8)的比例混合而成，第二试剂为水泥和水按照质量比为1:(4-6)的比例混合而成。例如，第二期灌浆的浆料可以是每立方米配料为硅酸钠208千克、第一试剂中的水339千克、水泥94千克和第二试剂中的水472千克。如图5所示，在第二期灌浆时，注入管13的上游分为第一支路和第二支路，第一支路和第二支路分别用于注入第一试剂和第二试剂，第一支路和第二支路上分别依次连接有灌浆泵10、流量计11、压力表12和开关阀14。

本申请中通过二次灌浆可以弥补一次灌浆的缺陷，使得地层得到有效的加固止水效果。浆液经灌浆泵加压后进入灌浆管中的双环栓塞管，然后通过灌浆管上设置的漏孔，将包裹在外面的胶套胀开、将外皮浆挤碎。当压力增大到一定程度，加压的料浆会沿着地层结构进行充填、渗透、压密，后续的料浆在压力作用下，使得裂缝不断向外延伸，料浆在土体中形成固结体，从而达到增加地层强度、降低地层渗透性的目的。

(2.7)灌浆过程由底部开始进行，可以330mm为一段，每完成一段后再往上移330mm直至现有地面。灌浆完成后进行钻孔取芯，提取样本进行抗压测试，测试结果满足设计要求后进行下一步工序。灌浆帷幕施工作业完成后，形成的钢管桩区域的围护结构体平面示意图如图7所示。在图7中，钢管桩21和灌浆孔22均分别间隔设置，相邻排的钢管桩21和灌浆孔22交错设置，从而达到防止渗漏的目的。

采用本申请的上述灌浆方法，通过较大的压力将浆液注入岩土层中，双环栓塞管上下的封隔器可实现分段分层灌浆，可根据施工需要选择连续或者间隔灌浆，从而使得松散的地层和较密实的地层均得到很好的灌浆加固效果；该方法具有在灌浆区域内任一段反复灌浆以及同一根灌浆管内可采用不同的灌浆材料、选择不同的灌浆压力等显著优点，施工技术安全可靠，可通过二次灌浆使得地层中空隙被充分填充，使地层获得更加有效的加固止水效果；尤其是可以根据各个区域不同的地质水文条件特性而选择不同的灌浆参数和灌浆材料，因为灌浆施工一般会穿越多种不同的地质构造，而各种地层的吸浆能力以及浆料在不同地层中的扩散作用机理也不尽相同，采用不同的灌浆材料和灌浆参数对于施工效果具有决定性作用。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。