[发明专利]一种高水位软土基坑冻土钉墙支护结构体系及施工方法

说明书

本发明公开了一种高水位软土基坑冻土钉墙支护结构体系，包括若干个沿基坑周边地面竖直钻入的冻结管，若干个由基坑边坡坡面钻入、且呈规则排列的钢管式土钉，以及设于基坑边坡坡面外侧壁上的混凝土防冲刷面板；在所述冻结管下端、位于地下水位线以下设有垂直于基坑周边地面的冻土帷幕防水墙，其中位于地下水位线以上的钢管式土钉内部设有冻结管、末端设有冻土锚固头，其余钢管式土钉末端钻入冻土帷幕防水墙内锚固；本发明的优点在于，不仅支护成本低、施工工期短、不会污染环境，而且解决了上层土钉易被拔出、下层土钉抗拔承载力不足的问题，同时还具有强大的挡水能力。

技术领域

本发明涉及一种冻土钉墙支护施工工程，尤其是涉及一种高水位软土基坑冻土钉墙支护结构体系及施工方法。

背景技术

由于土地资源的紧缺，城镇建设中高层及超高层建筑大量涌现，深基坑工程越来越多，深基坑支护一般施工方法复杂、安全风险大、工程造价高，选择合适的支护方法对保证基坑安全、节约施工成本尤为重要。目前，在高水位的软土地区常采用的支护方式有钻孔咬合桩和地下连续墙。钻孔咬合桩是钻孔灌注桩与水泥土搅拌桩相互咬合的一种基坑支护结构，由钢筋混凝土灌注桩承担水平向的土压力，水泥土搅拌桩结合钻孔灌注桩共同挡水；地下连续墙施工需先修筑导墙，然后在导墙内分段挖竖直槽，挖槽过程中采用泥浆护壁，然后吊放钢筋笼，水下浇筑混凝土，一段一段连接成一堵地下钢筋混凝土连续墙，成为永久性的支护结构。上述两种方法支护高水位软土基坑技术较为成熟，但具有如下缺点：①支护成本特别高；②支护施工工期长且施工难度大；③施工中需要泥浆护壁，易污染环境。

土钉墙支护是一种原位土体加固技术，其受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固，增加边坡的抗滑力和抗滑力矩，达到稳定基坑边坡的作用，该支护方法施工方法简单、支护成本很低，经济效益明显。土钉支护一般适用于可塑、硬塑或坚硬状态的粘性土土层，在软土地区，由于软土强度低，土钉与土之间的摩擦力较小，土钉的抗拔承载力不足，土钉易被拔出，故无法应用土钉墙；另外，土钉墙没有挡水能力，也不适用于高水位基坑。

目前，高水位软土基坑支护存在的主要问题有如下几点：

1、钻孔咬合桩和地下连续墙能够支护高水位软土基坑，但支护成本高、支护施工工期长、施工方法复杂、易污染环境。

、土钉墙支护成本低、工期短、无污染，但在软土基坑中土钉的抗拔承载力不足，故无法应用到软土基坑。

、土钉墙支护无防水能力，不适用于地下水位高于坑底的基坑支护。

在高水位软土地区进行基坑支护，如想达到支护成本低、支护工艺简单、支护工期短、无环境污染的目的，可以考虑采取类似土钉墙支护的方式，但必须解决两个问题：一是土钉抗拔承载力不足的问题，二是土钉墙不能挡水的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种高水位软土基坑冻土钉墙支护结构体系及施工方法，其支护成本低、施工工期短、不会污染环境，而且解决了上层土钉易被拔出、下层土钉抗拔承载力不足的问题，同时还具有强大的挡水能力。

本发明的技术方案是：一种高水位软土基坑冻土钉墙支护结构体系，包括若干个沿基坑周边地面竖直钻入的冻结管，若干个由基坑边坡坡面钻入、且呈规则排列的钢管式土钉，以及设于基坑边坡坡面外侧壁上的混凝土防冲刷面板；在所述冻结管下端、位于地下水位线以下设有垂直于基坑周边地面的冻土帷幕防水墙，其中位于地下水位线以上的钢管式土钉内部设有冻结管、末端设有冻土锚固头，其余钢管式土钉末端钻入冻土帷幕防水墙内锚固。

作为优选的技术方案，所述钢管式土钉包括钻头以及多节中空钢管，所述多节中空钢管的节与节之间采用螺纹连接。

作为优选的技术方案，所述钢管式土钉钻入深度位于基坑滑裂面以下。

作为优选的技术方案，所述冻土帷幕防水墙顶端与所述基坑滑裂面交叉。