[发明专利]深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程设计与施工技术领域，特别涉及一种适合深厚淤泥质软土复杂地质条件下，对面积大且开挖深度不大的基坑围护结构的施工方法。

背景技术

在软土地区，常常遇到工程场地分布有深厚淤泥质土层的情况，有时土层厚度深达20～30米。如图1所示，典型深厚淤泥质软土地层剖面可概括为三层，上层Ⅰ以杂填土为主，含大量建筑垃圾、塘泥、植物根茎及砼地面等，土质松散，粘聚力约为8kPa，内摩擦角约为8°，渗透系数大，约为3.0×10^-4(cm/s)；中层Ⅱ为粉质粘土，土层性质较好，但土层厚度较薄，粘聚力约为20.2kPa，内摩擦角约为8.8°，渗透系数较小，约为(6.3～7.1)×10^-6(cm/s)；下层Ⅲ为深厚淤泥质软土层，土体呈流塑状态，粘聚力约为5.9kPa，内摩擦角约为3.8°，渗透系数小，约为(1.7～2.35)×10^-6(cm/s)，土层厚度较大，平均厚度约为17.65m。

针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地，在施工基坑围护结构时，常采用放坡、双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙(重力坝)、复合土钉墙、工法桩悬臂、钻孔灌注桩悬臂、工法桩+对撑、钻孔灌注桩+对撑，或者钻孔灌注桩+斜抛撑等围护结构及施工方法，缺陷分析如下文：

1、采用放坡的施工方法，放坡要求基坑周边环境极为宽松，周边没有需要保护的对象，放坡开挖基坑稳定性较差，特别是对周边环境影响较大。

2、采用双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙(重力坝)，它是软土地区浅基坑应用较为广泛的围护结构型式，利用搅拌桩机械施行“两喷三搅”的施工工艺，掺入一定比例的水泥，形成依靠自身重力挡土的自立式挡墙。缺点是位移难以控制，无法对周边环境和工程桩有效的保护。当软土层较厚时，搅拌桩宽度和插入深度较大，造价高。

3、采用复合土钉墙，它是在基坑坡面上打入土钉以对周边土体进行加固，并挂网喷锚，形成稳定的挡土结构。复合土钉墙对土层较好的基坑加固效果较好，但防水和止水效果较差，变形和位移较大，且土钉可能会超出红线，对后期城市的可持续发展不利。

4、工法桩悬臂，工法桩是在搅拌桩中内插H型钢，形成刚度相对较大的挡土结构，由于缺少上部支撑点，围护体的位移难以控制；工法桩桩端需进入土质较好的嵌固土层才能形成稳定的挡土结构，当软土层较厚时，工程造价较高。

5、钻孔灌注桩悬臂，利用钻机成孔，下放钢筋笼，浇筑混凝土形成的桩墙式挡土结构，钻孔灌注桩围护外侧须施工搅拌桩或高压旋喷桩形成止水帷幕，造价高，变形和位移控制优于工法桩悬臂，但依然难以控制在规范要求范围内，同样，当软土层较厚时，钻孔灌注桩桩端仍需进入土质较好的嵌固土层才能形成稳定的挡土结构，提高了工程造价。

6、工法桩+对撑，利用工法桩作为围护结构和止水帷幕，利用对撑的上部支点作用，形成整体支护结构体系，而对于大面积基坑，内支撑工程量大，造价高，工期长，而且不利于分区施工。

7、钻孔灌注桩+对撑，利用钻孔灌注桩作为围护结构，钻孔灌注桩外侧结合搅拌桩或高压旋喷桩止水，利用对撑的上部支点作用，形成整体支护结构体系，该类围护结构应用于大面积基坑，造价最高，工期长，而且不利于分区施工。

8、钻孔灌注桩+斜抛撑，利用钻孔灌注桩作为围护结构，钻孔灌注桩外侧结合搅拌桩或高压旋喷桩止水，利用斜抛撑的上部支点作用，形成整体支护结构体系，钻孔灌注桩可回收性差，还需单独做止水帷幕，造价高，施工工期长。

可见，针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地如何设计一种安全、经济、合理的基坑围护结构以及施工方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地，现有的基坑围护结构施工方法对基坑周边环境影响大，工程造价高及施工工期长的问题，本发明的目的是提供一种深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构及其施工方法，能够在满足基坑安全、保护周边环境的前提下，实现了经济效益的最大化。

本发明解决其技术问题所采用的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，步骤如下：

步骤一：在基坑的开挖边线内将所述基坑的水平面划分为至少四个分区；

步骤二：沿所述基坑的开挖边线施打双排双轴水泥土搅拌桩，向所述双轴水泥土搅拌桩内插入H型钢形成工法桩，并在所述双轴水泥土搅拌桩上固定混凝土圈梁；