本實用新型屬于地下工程技術領域，具體涉及一種多道地下連續(xù)墻結(jié)合地層加固及降水的基坑圍護結(jié)構(gòu)。

背景技術：

隨著修建技術、建設水平及建設要求的不斷提高，越來越多的新技術、新工藝、新工法應用到地下工程的建設中，與之相關的亮點、難點及特殊性工程也越來越多。基坑工程作為地下工程的一種，在市政及房建工程中廣泛應用，近年來在城市軌道交通、市政管廊、地下空間開發(fā)利用、鐵路工程中的應用也逐漸增多，各類復雜及特殊地質(zhì)條件下的深、大基坑工程越來越多，各類特殊結(jié)構(gòu)型式的超大、超深、異形基坑工程也越來越多。根據(jù)不同的地層地質(zhì)條件，結(jié)合地下水發(fā)育等情況，基坑的圍護型式大體上可分為板樁式（如：鋼板樁）、柱列式（如：鉆孔灌注樁）、地下連續(xù)墻、自立式改良土擋墻（如：高壓旋噴樁地層加固）、沉井法以及各種組合式工法等等。在強透水、富水地層中修建深、大基坑具有一定的風險，歷來都是工程界的難題，一旦實施不到位容易引發(fā)基坑變形、滲漏水、地面沉降等，嚴重時甚至導致基坑坍塌、基底管涌、地下水土流失、周圍地表沉陷及房屋倒塌等，近年來在市政和地鐵工程的建設中，均出現(xiàn)過上述類似事故，造成人民生命及財產(chǎn)的損失，社會影響十分惡劣。而在地鐵及鐵路工程中，基坑工程一般還要配合盾構(gòu)機的始發(fā)、接收等進出洞作業(yè)，在強透水、富水地層中盾構(gòu)進出深大基坑也具有較大風險，控制不好則容易誘發(fā)涌水涌砂、地表沉陷、盾構(gòu)機被掩埋甚至隧道坍塌等事故，需要基坑圍護結(jié)構(gòu)及相關輔助措施統(tǒng)籌考慮到位，確?；幼陨硇藿岸軜?gòu)進出基坑作業(yè)的安全，從而確保工程的順利建成。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種多道地下連續(xù)墻結(jié)合地層加固及降水的基坑圍護結(jié)構(gòu)，特別適用于在強透水、富水、臨近水域等地層中修建的深、大基坑工程，確?；幼陨硇藿岸軜?gòu)進出基坑作業(yè)的安全，為工程的順利建成提供可靠的技術保障。

本實用新型所采用的技術方案為：

一種多道地下連續(xù)墻結(jié)合地層加固及降水的基坑圍護結(jié)構(gòu)，其特征在于：

包括基坑內(nèi)部開挖范圍外封閉成環(huán)的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，緊貼鋼筋混凝土地下連續(xù)墻內(nèi)周為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻，鋼筋混凝土地下連續(xù)墻外圈為封閉成環(huán)的外圍素混凝土地下連續(xù)墻。

鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻底部為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)底板，頂部為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)頂板。

鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻頂部與鋼筋混凝土地下連續(xù)墻頂部環(huán)周設置成環(huán)的一圈冠梁；

冠梁與鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)頂板上方為主體結(jié)構(gòu)回填土體。

鋼筋混凝土地下連續(xù)墻以外的線路方向上設置有區(qū)間隧道，區(qū)間隧道之間為墻間土體。

鋼筋混凝土地下連續(xù)墻內(nèi)設置有基坑內(nèi)降水井，區(qū)間隧道之間的墻間土體內(nèi)設置有墻間降水井，外圍素混凝土地下連續(xù)墻外的墻外土體內(nèi)設置有外周降水井。

區(qū)間隧道四周為盾構(gòu)進出基坑端頭加固區(qū)，鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)底板下方為基坑底部加固區(qū)。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型屬于一種多道地下連續(xù)墻結(jié)合地層加固及降水的基坑圍護型式，是對傳統(tǒng)基坑圍護型式的一種提升和改進，在投資增加不大的前提下可大大增強工程的安全性和可靠度。在強透水、富水及臨近水域地層中修建深、大基坑工程時，特別是當基坑下部無相對隔水層或相對隔水層距離基坑底部較遠時，采用多道地下連續(xù)墻圍護，最內(nèi)側(cè)一道地下連續(xù)墻采用鋼筋混凝土，作為基坑自身開挖的圍護結(jié)構(gòu)，外側(cè)地下連續(xù)墻位于地層中并采用素混凝土結(jié)構(gòu)，各道地下連續(xù)墻均封閉成環(huán)，既可以將地層中的土體有效隔斷，形成空間劃分，又承受一定的地層荷載，兼顧防滲擋水，對各道地下連續(xù)墻之間的土體進行加固，進一步起到地層改良及地層止水作用，由此共同承受基坑開挖卸荷所產(chǎn)生的水壓力和土壓力；地下連續(xù)墻的縱向深度根據(jù)基坑開挖深度、墻體插入比、基坑下部隔水層位置、地層封閉加固及降水情況、盾構(gòu)始發(fā)接收要求等因素綜合考慮；地層降水通過布置在基坑內(nèi)部、各道地下連續(xù)墻之間、最外側(cè)地下連續(xù)墻外周的降水井實現(xiàn)。

如此便形成了基坑周邊為各道地下連續(xù)墻、基坑底部為加固體的全封閉性空間結(jié)構(gòu)，在墻體外側(cè)地層降水及墻體之間與基坑內(nèi)部疏干降水的輔助下，將地下水對基坑開挖的影響程度降至最低，大大降低了在強透水、富水地層中修建深、大基坑的安全風險，同時也可實現(xiàn)類似地層條件下盾構(gòu)始發(fā)、接收等進出基坑的安全作業(yè)，滿足基坑在施工期間及運營使用階段的功能需求，其在城市軌道交通、鐵路、市政、房建、綜合管廊等領域均有較高的應用價值。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)平面圖；

圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)1-1剖面圖；

圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)2-2剖面圖；

圖4為本實用新型結(jié)構(gòu)降水布置圖；

圖5為本實用新型結(jié)構(gòu)地層加固圖；

圖中，1-基坑內(nèi)部開挖范圍，2-鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，3-鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻，4-鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)底板，5-鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)頂板，6-區(qū)間隧道，7-外圍素混凝土地下連續(xù)墻，8-墻間土體，9-墻外土體，10-外周降水井，11-墻間降水井，12-基坑內(nèi)降水井，13-主體結(jié)構(gòu)回填土體，14-冠梁，15-盾構(gòu)進出基坑端頭加固區(qū)，16-基坑底部加固區(qū)。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型進行詳細的說明。

為確保在強透水、富水地層中深大基坑工程的安全實施，根據(jù)地層情況、基坑結(jié)構(gòu)及使用功能，本實用新型采用“多道地下連續(xù)墻+墻間地層加固+外周降水”的組合方式，形成有效的圍護措施，為強透水、富水地層中深大基坑的成功開挖及修建提供可靠的支護前提。此種圍護型式適用于在地下水豐富、毗鄰江河湖海等水域且介質(zhì)透水性較強的地層中修建深、大基坑工程；特別適用于為滿足盾構(gòu)設備始發(fā)、接收及運營通風排煙條件的深、大豎井工程。

本實用新型涉及一種多道地下連續(xù)墻結(jié)合地層加固及降水的基坑圍護結(jié)構(gòu)，包括基坑內(nèi)部開挖范圍1外封閉成環(huán)的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2，緊貼鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2內(nèi)周為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻3，鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2外圈為封閉成環(huán)的外圍素混凝土地下連續(xù)墻7，形成多道地下連續(xù)墻圍護體系。地下連續(xù)墻的縱向深度根據(jù)基坑開挖深度、墻體插入比、基坑下部隔水層位置、地層加固降水、盾構(gòu)始發(fā)接收等因素綜合考慮設置。

鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻3底部為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)底板4，頂部為鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)頂板5。鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)墻3頂部與鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2頂部環(huán)周設置成環(huán)的一圈冠梁14；冠梁14與鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)頂板5上方為主體結(jié)構(gòu)回填土體13。鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2以外的線路方向上設置有區(qū)間隧道6，區(qū)間隧道6之間為墻間土體8。區(qū)間隧道6四周為盾構(gòu)進出基坑端頭加固區(qū)15，鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)底板4下方為基坑底部加固區(qū)16。

鋼筋混凝土地下連續(xù)墻2內(nèi)設置有基坑內(nèi)降水井12，區(qū)間隧道6之間的墻間土體8內(nèi)設置有墻間降水井11，外圍素混凝土地下連續(xù)墻7外的墻外土體9內(nèi)設置有外周降水井10。

施工時：

結(jié)合地層狀況及地下水發(fā)育情況、基坑平面尺寸、基坑深度等，首先從地面施做基坑圍護地下連續(xù)墻，采用鋼筋混凝土墻體，如果涉及盾構(gòu)始發(fā)接收等進出基坑作業(yè)，則地下連續(xù)墻對應盾構(gòu)隧道部分采用玻璃纖維筋代替鋼筋，以方便盾構(gòu)進出基坑自行掘進破除；然后于地面施做外圍素混凝土地下連續(xù)墻，垂直區(qū)間隧道一側(cè)的墻體與基坑鋼筋混凝土地下連續(xù)墻體之間拉開一定距離，作為基坑端部的地層加固空間；平行區(qū)間隧道一側(cè)的墻體與基坑鋼筋混凝土地下連續(xù)墻體可以緊靠，地下連續(xù)墻體均形成平面封閉結(jié)構(gòu)；然后對各道地下連續(xù)墻體之間的地層選擇在一定的縱向深度范圍進行加固；然后沿最外側(cè)素混凝土地下連續(xù)墻的外周、各道地下連續(xù)墻體之間、基坑內(nèi)部分別布設降水井，對基坑進行整體性降水作業(yè)；然后可對基坑范圍內(nèi)的土體進行開挖作業(yè)；待基坑開挖到底，主體結(jié)構(gòu)實施完畢達到設計強度后，可滿足盾構(gòu)進出基坑進行始發(fā)、接收等作業(yè)條件。

本實用新型所采用的地下連續(xù)墻體，對于基坑自身，鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的厚度一般在800~1500mm之間；對于基坑外周，素混凝土地下連續(xù)墻的厚度一般在600~1000mm之間，具體參數(shù)可根據(jù)基坑所處地層的地質(zhì)條件、基坑尺寸、基坑深度、地下連續(xù)墻成槽工藝、成槽方式以及相關機械設備條件等綜合確定。

所述的地下連續(xù)墻采用分幅開挖澆筑，結(jié)合基坑平面尺寸，每幅墻體寬度一般在4~8m之間，常規(guī)采用“一”字型墻體，基坑拐角處可采用“L”型墻體，每幅地下連續(xù)墻之間可采用工字鋼接頭或鎖口管接頭，確保每幅墻體接縫有效閉合形成整體，不發(fā)生滲漏水。

所述的地下連續(xù)墻縱向深度根據(jù)基坑所處地層狀況、基坑開挖深度、基坑下部隔水層位置、盾構(gòu)進出基坑端頭加固要求等綜合確定。對于基坑自身的鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，如果下部隔水層距離基坑底部不遠，則墻體插入到隔水層內(nèi)一定深度即可，同時滿足基坑最小插入比要求；如果下部隔水層距離基坑底部較遠或下部不存在隔水層，則墻體深度主要按基坑插入比控制；對于基坑外圍的各道素混凝土地下連續(xù)墻，主要起止水帷幕及地層有效分隔作用，同時根據(jù)盾構(gòu)進出基坑的端頭加固要求綜合確定墻體深度。

對基坑周邊的地層進行加固，當基坑底部無隔水層或隔水層相距較遠時，在基坑內(nèi)對基坑底部一定深度的地層進行加固，形成“水桶封底”效應；并對各道地下連續(xù)墻之間的地層在一定深度范圍進行加固，形成盾構(gòu)進出基坑的端頭加固區(qū)。根據(jù)基坑周邊地層及地下水狀況，可采用小導管、鋼花管、PVC管、袖閥管等不同的注漿工藝進行地層加固，也可采用旋噴、攪拌或綜合性改良等地層加固方式。

對基坑范圍進行降水，沿最外道地下連續(xù)墻的外周布設降水井，管井與墻體水平距離一般按2~5m控制，管井水平間距一般按6~10m控制，管井直徑一般按250~500mm控制，以有效形成外周的降水漏斗；在地下連續(xù)墻體之間及基坑內(nèi)部選擇性布設降水井，管井直徑一般按100~250mm控制，將各道墻體之間以及基坑開挖范圍對應基坑底部地層加固區(qū)以上的地下水疏干，有效減緩地下水對基坑的壓力、滲透及管涌等作用。

本實用新型可滿足在強透水、富水地層中修建深、大基坑的工程要求，特別適用于交通類工程中附帶盾構(gòu)始發(fā)、接收等進出基坑的安全作業(yè)要求。應用本實用新型后，隨著具體工程中所涉及的地質(zhì)條件、地下水情況、基坑結(jié)構(gòu)型式與參數(shù)、盾構(gòu)是否進出基坑作業(yè)等差異，其相關參數(shù)如：地下連續(xù)墻的數(shù)量及相關參數(shù)，地層加固體工藝、范圍及相關參數(shù)，降水井的尺寸、數(shù)量及布置方式等等，均可根據(jù)實際工程需要，或大或小、或多或少、或長或短、或強或弱。

本實用新型的結(jié)構(gòu)體系具有以下重要特征：

基坑本體圍護采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，基坑主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土內(nèi)襯墻，兩者形成復合墻或疊合墻受力體系，基坑本體地下連續(xù)墻的頂部與基坑主體結(jié)構(gòu)墻通過冠梁形成整體性聯(lián)結(jié)；基坑外圍可采用一道或多道素混凝土地下連續(xù)墻，均封閉成環(huán)設置；地下連續(xù)墻的縱向深度根據(jù)基坑開挖深度、墻體插入比、基坑下部隔水層位置、地層加固降水條件及盾構(gòu)始發(fā)接收要求等綜合確定。對各道地下連續(xù)墻之間的地層做加固處理，與地下連續(xù)墻一起形成空間封閉結(jié)構(gòu)；在最外道地下連續(xù)墻的外側(cè)四周、各道地下連續(xù)墻之間及基坑內(nèi)部分別設置降水井，采用坑外與坑內(nèi)相互結(jié)合的方式對基坑進行整體性降水，輔助基坑修建以及盾構(gòu)在基坑內(nèi)始發(fā)接收等作業(yè)。

本實用新型思路獨特，創(chuàng)新簡約，受力合理，效果明顯，實施性好，可有效的解決在強透水、富水、臨近水域等地層中修建深大基坑的工程難題，措施安全可靠，提高施工效率。

本實用新型的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領域普通技術人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權利要求所涵蓋。