[实用新型]一种控制基坑外隧道变形的深埋阻断屏障

说明书

本实用新型公开了一种控制基坑外隧道变形的深埋阻断屏障，所述阻断屏障主体为钻孔灌注桩，桩顶位于深层土体之中，钻孔中设置有效长度桩长钢筋笼，并浇筑有混凝土至桩顶设计标高，桩身以上部分钻孔中回填细砂；所述深埋阻断屏障距离坑外既有隧道净距d＝0.2～0.4D，D为隧道与基坑围护结构净距；深埋阻断屏障底部位置埋深L＝2.0～2.4H，H为基坑开挖深度；深埋阻断屏障顶部埋入深度h＝0.6～1.6H且h＜1.2S，S为隧道中心埋深。本实用新型通过改变传统阻隔排桩有效桩长，将屏障顶部位置设置于深层土体之中，可有效增大阻断屏障对主动区土体的“阻断作用”的同时降低“牵引作用”，有效控制主动区土体变形，进而增大阻断屏障对坑外既有隧道的变形控制效果。

技术领域

本实用新型属于地基及基础工程施工技术领域，具体涉及一种设置在基坑和邻近既有隧道间的用于控制隧道因基坑开挖引起变形的控制装置。

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。基坑开挖的卸荷效应会对周边环境产生强烈影响，坑外既有隧道会在坑内土体的卸荷作用下随坑外主动区土体一起产生向坑内的变形移动，若基坑工程的设计和施工不当，将引起邻近隧道产生严重变形，威胁结构安全。

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。传统方法依靠加大地连墙厚度、深度、支撑数量等被动方法，这类方法往往耗资巨大而变形控制效果有限。以排桩为主体的阻断屏障常常被设置在基坑与邻近建筑物之间，成为一种有效控制坑外邻近结构物变形的措施。近年来，此类阻断屏障也常被用来设置在基坑围护结构和既有隧道之间，以试图减小基坑对既有隧道引起的变形和内力。然而，申请人研究表明，阻断屏障虽可显著减小开挖引起的坑外地面沉降及基础浅埋建筑物的沉降，但却有可能引起坑外深层土体及埋深较大的既有隧道的附加沉降和水平位移，反而起到不利作用。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种控制基坑外隧道变形的深埋阻断屏障，解决现有技术中传统阻隔排桩不能有效控制坑外既有隧道变形的的问题。

本实用新型采取以下技术方案实现的：

一种控制基坑外隧道变形的深埋阻断屏障，所述阻断屏障主体为钻孔灌注桩，桩顶位于深层土体之中，钻孔中设置有效长度桩长钢筋笼，并浇筑有混凝土至桩顶设计标高，桩身以上部分钻孔中回填有细砂；所述深埋阻断屏障距离坑外既有隧道净距d＝0.2～0.4D，D为隧道与基坑围护结构净距；深埋阻断屏障底部位置深度L＝2.0～2.4H，H为基坑开挖深度；深埋阻断屏障顶部埋入深度h＝0.6～1.6H且h＜1.2S，S为隧道中心埋深。

所述细砂部分分层回填，分度厚度为1.5～2m，各层回填压实系数不小于0.90。

所述阻断屏障为水平布置的不小于五组排桩，其总长度依保护隧道区间长度和基坑尺寸确定。

所述排桩水平间距取值2～3m。

同现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

1、通过改变传统阻隔排桩有效桩长，将屏障顶部位置设置于深层土体之中，可有效增大阻断屏障对主动区土体的“阻断作用”的同时降低“牵引作用”，有效控制主动区土体变形，进而增大阻断屏障对坑外既有隧道的变形控制效果。

2、传统阻隔体系设计往往基于工程经验，不能根据控制效果最优化原则进行精细化设计。本发明基于申请人研究成果，可根据基坑开挖深度H、隧道与围护结构净距D和隧道中心埋深S等工程特征提出隔离排桩的优化设计参数，最大化隔离排桩变形控制效果。

3、深埋阻断屏障将排桩顶部设置于深层土体之中，以钻孔灌注桩为主体。施工过程中，将桩身在钻孔中浇筑至设置标高后，形成有效桩长。后采用细砂将桩顶以上至地表部分钻孔回填密实。该种设计大幅减小阻断屏障有效长度，相较于传统阻隔排桩，可有效降低工程造价。