[发明专利]一种控制基坑外隧道变形的方法

说明书

本发明公开了一种控制基坑外隧道变形的方法，采用刚‑柔性结合分段式阻隔屏障体系设计方法，根据基坑开挖深度H、隧道与基坑围护结构净距D和隧道中心埋深S确定该屏障体系设计参数；将阻隔屏障体系上下分割为柔性段和刚性段，以钢筋混凝土钻孔灌注桩结合砂桩作为所述阻隔屏障体系主体结构，采用上下刚柔性分段施工，刚性段采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，柔性段采用砂桩。本发明方法中将柔性段和刚性段分界点位置设置于坑外深层土体中，可使深层刚性段充分发挥对坑外隧道的“阻断效应”，同时柔性段减小对隧道变形的“牵拉效应”，有效控制主动区土体深层变形，同时配合袖阀管主动注浆技术，进而增大阻隔屏障体系对坑外既有隧道的变形控制效果。

技术领域

本发明属于地基及基础工程施工技术领域，具体涉及一种控制邻近基坑隧道变形的工程方法。

背景技术

随着大量城市地铁建成并投入运营，邻近已运营地铁隧道施工基坑时，基坑对既有隧道的变形影响控制已成为一个不可回避的难题。邻近基坑的隧道会在开挖卸荷作用下随主动区土体产生协调变形，如若设计施工不当，引发过大隧道变形，将会严重威胁其运营安全。

城市地铁隧道往往对变形高度敏感，这使mm级变形控制成为必然需求。传统方法多依靠增大支护刚度控制基坑变形，但往往工程代价高且效果不理想。一种隔离排桩体系常常用于控制坑外邻近建筑物变形，但申请人研究发现，传统隔离排桩对地表及浅层土体变形控制效果显著，但却有可能引起坑外深层土体及深埋隧道的附加沉降和水平位移，对深层土体及隧道变形控制反而起到负面效果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种控制基坑外隧道变形的方法，解决现有技术中针对坑外隔离排桩不能有效控制坑外既有隧道变形的问题。

本发明的技术方案为：

一种控制基坑外隧道变形的方法，采用刚-柔性结合分段式阻隔屏障体系设计方法，将阻隔屏障体系上下分割为柔性段和刚性段，提出最优设计参数，具体包括以下步骤：

(1)设计参数的优化：

根据基坑开挖深度H、隧道与基坑围护结构净距D和隧道中心埋深S确定该屏障体系设计参数；

(2)以钻孔灌注桩作为所述阻隔屏障体系主体结构，采用上下刚柔性分段施工，刚性段采用钢筋混凝土钻孔灌注桩，柔性段采用砂桩；

(3)随后采用跳孔方式在水平方向依次施工各刚性段和柔性段排桩阻隔屏障体系；

(4)在该屏障体系邻侧，配合布置袖阀管，利用主动注浆技术可进一步纠偏隧道水平位移。

所述步骤(1)参数设计为：根据隧道与基坑围护结构净距D确定该阻隔屏障位置参数d，当d＝0.2～0.4D时，阻隔屏障变形控制效果显著；其次，确定阻隔屏障底部位置深度L，当L＝2.0～2.4H时，其变形控制效果最优；最后，确定刚-柔性段分界点埋深h，当h＝0.6～1.6H且h＜1.2S时，可最大化本阻隔屏障体系变形控制效果。

所述步骤(2)首先施工下部刚性段，在钻孔中将下入有效长度桩长钢筋笼，后将混凝土浇筑至分界点设计标高，完成刚性段施工。

所述步骤(2)施工上部柔性段，采用细砂填充上部柔性段，施工中分层回填压实，分层回填厚度为1.5～2m，保证各层压实系数应不小0.90，形成上部柔性砂桩段。

所述步骤(3)排桩水平间距取值2～3m。

所述步骤(4)袖阀管水平间距与隧道单节管片同宽，所处位置为单节管片中线，袖阀管与隧道管片净距为1.0～1.5m。

所述步骤(4)注浆浆液为水泥、水玻璃和水配比而成双液浆，其体积配比为水泥：水玻璃：水＝1:2.5:3.43。

本发明有益效果：