深基坑凍結封底施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種深基坑凍結封底施工方法，涉及一種深基坑圍護結構的施工方法。其技術要點包括如下步驟：（1）施工地下連續墻；（2）打鉆、下放凍結管；（3）分層開挖，同時在設計時間內開機凍結基坑底板；（4）開挖至基坑底部后澆筑混凝土底板；（5）割除坑內暴露的凍結管。本發明可以在保證施工安全的前提下，大大縮短地下連續墻的入土深度，減小了地下連續墻的施工難度，降低了施工風險。
【專利說明】
深基坑凍結封底施工方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種深基坑、井筒開挖的新型施工方法，此方法可適用于各種復雜地質條件。
【背景技術】
[0002]當前深大基坑開挖大多采用地下連續墻作為圍護結構，地下連續墻的入土比根據實際情況取0.7-1.0，當基坑開挖深度小于50m時，地下連續墻入土深度在10m之內，目前現有技術水平可以實現；當基坑開挖深度達到10m時，地連墻入土深度可達200m，此時會發生槽壁坍塌、鋼筋籠下放困難等一系列問題。世界目前施工最深的地下連續墻為158m深的西藏旁多水利樞紐壩基混凝土防滲墻工程，在施工過程中遇到了各種各樣的問題，施工風險、難度非常大。
[0003]基坑開挖面以下部分的地下連續墻主要起擋水作用，據此可以考慮采用凍結法封底，用人工凍結法在基坑底部形成的凍土底板阻止開挖過程中坑外水土涌入基坑中，這樣就可以大大減少地下連續墻的入土深度，降低地下連續墻施工難度，降低施工風險。
[0004]人工凍結技術已經成熟，地下連續墻結合人工凍結封底，作為基坑開挖的圍護結構可以保證施工的安全。該施工方法可以大大減少地下連續墻的入土深度。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了解決深基坑開挖過程中地下連續墻等圍護結構入土深度過大而提出的一種施工方法。該方法可以在保證深基坑安全施工的前提下大幅減少地下連續墻等圍護結構的入土深度，減小了施工難度，降低了施工風險，縮短了施工工期。
[0006]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
本發明主要有兩大結構組成，普通的地下連續墻，人凍結法形成的凍土體底板。
[0007]正式開挖前要施工地下連續墻和下放凍結管。
[0008]地下連續墻中下部承受的彎矩較大，要根據實際受力情況合理配筋。
[0009]為增加地下連續墻的穩定性，墻體要伸入凍土體一定的深度，但不能穿透凍土體。
[0010]從地面垂直往下打凍結孔至指定深度，采用分段凍結技術對設計基坑底部土體進行凍結。
[0011]凍結孔的布置要均勻合理，保證底部凍土體形成良好。
[0012]在基坑底部設計標高以上的凍結管要做好保溫措施，確保冷量能夠有效的利用到該凍結的下部土體。
[0013]主要步驟包括:
第一步:施工地下連續墻。地下連續墻具有擋土防水的功能，施工時要保證墻體的垂直度滿足要求，相鄰兩幅墻體間的接縫要具有良好的封水效果。
[0014]第二步:在開始施工地下連續墻后，進行打鉆、下放凍結管。打鉆過程中要實時測斜，保證偏斜滿足設計要求，對于不滿足偏斜要求的要增加補孔，確保正常開凍后能形成均勻的凍結帷幕。
[0015]第三步:地下連續墻和凍結管施工完成后，對兩者的施工質量進行檢測，質量合格后準備坑內土體的開挖。
[0016]第四步:分層開挖。進行基坑降水，降至指定深度后挖土，開挖過程中要及時施加支撐，確保圍護結構的穩定。
[0017]第五步:基坑開挖至1/2左右時，開始對坑底土體進行凍結。(具體開機凍結施加要根據實際開挖速度而定，確保開挖至基坑底部之前形成具有一定強度的凍土底板)。
[0018]第六步:開挖至基坑底部后開始澆筑混凝土底板。混凝土底板與地下連續墻的接縫處要做好防水措施。
[0019]第七步:基坑混凝土底板達到設計強度后割除坑內暴露的凍結管，埋在混凝土底板中的要用水泥漿填充。
[0020]在上述前兩步中，要確保地下連續墻和凍結管施工到指定深度。其中凍結管深度要大于地下連續墻深度，后期形成的凍結底板要將地下連續墻的底部包裹住，增強其防水效果。
[0021]在上述第二步中，要對凍結管上部分進行保溫，使凍結冷量應用到基坑底板上，提高凍結效率。
[0022]在上述第三步中，要對凍結管進行打壓試漏，滿足要求方可進行下一步的施工。
[0023]在上述第四步中提到的施加橫向支撐，因基坑跨度大，支撐要有足夠的剛度，可以考慮采用環向混凝土支撐。
[0024]在上述第五步中，具體開凍時間以及鹽水循環溫度要根據實際施工狀況和地層條件而定，開凍后如果發現凍結效果欠佳，要適當放緩開挖速度，保證開挖土體下部具有一定厚度的土體來抵抗基坑外側的水土壓力，防止基地隆起、涌水。
[0025]在上述整個施工過程中，要注意保護已有的凍結管不被破壞。
[0026]本發明由于下部凍土底板的存在，使地下連續墻入土深度大幅減小(以10m深基坑為例，本發明可將地下連續墻總深度由200m減小至120m)，減小了地下連續墻的施工難度和風險，縮短了整個工程的施工工期。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明在正式開挖前的示意圖。在該示意圖中，2表示設計中要形成的凍土體，開挖前尚未形成凍土。
[0028]圖2為本發明在開挖過程中的示意圖。在該示意圖中，2表示設計中要形成的凍土體，開挖過程中凍土體正在發展中。
[0029]圖3為本發明開挖完成后的示意圖。在該示意圖中，2表示已經形成的凍土底板。
[0030]圖中:1-地下連續墻，2-凍土體底板，3-上部包有保溫材料的凍結管，4-土體，5-支撐，6-基坑底板，7-開挖面，8-設計坑底標高。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但他們并不構成對本發明的限定，僅作舉例而已。
[0032]參閱附圖，深基坑凍結封底開挖施工方法實施方式包括如下步驟:
步驟一:施工地下連續墻I。地下連續墻具有擋土防水的功能，施工時要保證墻體的垂直度滿足要求，相鄰兩幅墻體間的接縫要具有良好的封水效果;地下連續墻要施工到指定深度，要嵌入到設計凍土體底板2中一定深度，但深度不能超出2的底部.步驟二:凍結管3施工。在打鉆過程中凍結管3同時作為鉆桿，上下兩段凍結管焊接時要做好焊縫質量控制。打鉆過程中要實時測斜，保證偏斜滿足設計要求，對于不滿足偏斜要求的要增加補孔，確保正常開凍后凍土體底板2形成良好。
[0033]步驟三:上述兩步施工完成后準備基坑開挖工作，待地下連續墻達到設計強度后開始開挖。
[0034]步驟四:分層開挖。進行基坑降水，降至指定深度后挖土，開挖過程中要及時施加支撐5，確保圍護結構I的穩定。
[0035]步驟五:基坑開挖至1/2左右時，開始對坑底土體進行凍結。(具體開機凍結施加要根據實際開挖速度而定，確保開挖至基坑底部之前形成具有一定強度的凍土底板2)。
[0036]步驟六:開挖至基坑底部后開始澆筑混凝土底板。基坑開挖至接近坑底8時要時刻關注凍土體底板2的發展情況，保證施工安全。混凝土底板與地下連續墻的接縫處要做好防水措施。
[0037]步驟七:基坑混凝土底板6達到設計強度后割除坑內暴露的凍結管，埋在混凝土底板中的要用水泥漿填充。
[0038]打鉆過程中如果實際鉆孔困難，進度緩慢，地下連續墻達到設計強度時，凍結管3仍未完全施工完，而施工工期緊時，可以考慮分區域開挖，基坑開挖與鉆孔作業同時進行。
[0039]凍結管3在割除前要徹底清除管中鹽水，防止鹽水泄露對已有結構造成侵蝕。
[0040]人工凍結部分，可以采用冷凍機-鹽水凍結，特殊情況下也可采用液氮凍結。
[0041]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此。
【主權項】
1.深基坑凍結封底施工方法，其特征在于:包括如下步驟， 步驟一:施工地下連續墻I。地下連續墻具有擋土防水的功能，相鄰兩幅墻體間的接縫要具有良好的封水效果;地下連續墻要施工到指定深度，要嵌入到設計凍土體底板2中一定深度，但深度不能超出2的底部。 步驟二:凍結管3施工。在打鉆過程中凍結管3，上下兩段凍結管焊接時要做好焊縫質量控制。打鉆過程中要實時測斜，保證偏斜滿足設計要求，對于不滿足偏斜要求的要增加補孔，確保正常開凍后凍土體底板2形成良好。 步驟三:上述兩步施工完成后準備基坑開挖工作，待地下連續墻達到設計強度后開始開挖。 步驟四:分層開挖。開挖過程中要及時施加支撐5，確保圍護結構I的穩定。 步驟五:基坑開挖至1/2左右時，開始對坑底土體進行凍結。 步驟六:開挖至基坑底部后開始澆筑混凝土底板。基坑開挖至接近坑底8時要時刻關注凍土體底板2的發展情況，保證施工安全。混凝土底板與地下連續墻的接縫處要做好防水措施。 步驟七:基坑混凝土底板6達到設計強度后割除坑內暴露的凍結管，埋在混凝土底板中的要用水泥漿填充。2.根據權利要求1所述的深基坑凍結封底施工方法，其特征在于:步驟一、二中，要確保地下連續墻I和凍結管3施工到指定深度。其中凍結管3深度要大于地下連續墻I深度，后期形成的凍結底板2要將地下連續墻I的底部包裹住，增強其防水效果。3.根據權利要求1所述的深基坑凍結封底施工方法，其特征在于:步驟二中，要對凍結管3上部分進行保溫，使凍結冷量應用到基坑底板2上，提高凍結效率。4.根據權利要求1所述的深基坑凍結封底施工方法，其特征在于:步驟三中，要對凍結管3進行打壓試漏，滿足要求方可進行下一步的施工。5.根據權利要求1所述的深基坑凍結封底施工方法，其特征在于:步驟五中，具體開機凍結施加要根據實際開挖速度和土層性質而定，確保開挖至基坑底部之前形成具有一定強度的凍土底板2。
【文檔編號】E02D17/04GK105926636SQ201610314705
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】岳豐田, 紀玉田, 張勇, 石榮劍, 陸路, 吳昊
【申請人】中國礦業大學