本發(fā)明涉及地下管廊技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的結(jié)構(gòu)及控制沉陷方法。

背景技術(shù)：

城市建設(shè)的飛速發(fā)展，地下空間的建設(shè)也得到高速發(fā)展，高層建筑的地下室、地鐵車站、地下管廊等地下設(shè)施得到飛速發(fā)展，故深、大基坑也非常常見。在城市或土質(zhì)情況較差的新開發(fā)區(qū)，采用放坡開挖已不能適應(yīng)周邊環(huán)境。軟土地層的深基坑施工通常采用地下連續(xù)墻，鉆孔灌注咬合樁墻+防水帷幕、SMW工法樁、鎖口鋼板樁支護(hù)等支護(hù)方式的進(jìn)行深基坑施工。

地下綜合管廊也稱“共同溝”，把市政管線中的電力、通訊、燃?xì)?、供水、中水、排水、熱力等各種管線中兩種以上集于一體，在城市道路的地下空間建造一個集約化的隧道。同時設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測、控制系統(tǒng)，是一種城鎮(zhèn)綜合管線工程。地下管廊施工通常也使用深基坑支護(hù)方式。

目前鋼板樁基坑常用于施工橋梁的墩臺基礎(chǔ)支護(hù)開挖施工，結(jié)構(gòu)物施工完成后，回填后，拔除鋼板樁。由于橋墩通常是樁基礎(chǔ)，拔樁時其大功率的震動導(dǎo)致樁周地層液化而密實(shí)而產(chǎn)生沉陷，這一拔樁的副作用--沉陷，通常不會對樁基礎(chǔ)的橋墩結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不良后果，故不被工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)和重視。但管廊采用板樁支護(hù)的深基坑開挖施工，管廊結(jié)構(gòu)施工完成后，震動拔樁時，產(chǎn)生的沉陷，會使管廊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生差異沉降，撕壞了中埋式止水帶，出現(xiàn)漏水漏泥等不應(yīng)的有事故，甚至有的管廊出現(xiàn)裂縫。

如在江漫灘地質(zhì)中深基坑采用鋼板樁支護(hù)會出現(xiàn)如圖5所示的問題，基坑開挖至坑底時，坑內(nèi)坑底土體隆起9，甚至致使剛剛完成的砼墊層遭到破壞；管廊主體結(jié)構(gòu)完工回填后，鋼板樁拔樁時，管廊主體結(jié)構(gòu)伸縮縫出現(xiàn)差異性沉降，撕壞中埋式橡膠止水帶而出現(xiàn)涌水涌沙的嚴(yán)重事故等，甚至出現(xiàn)受力裂紋和鋼板樁基坑向一側(cè)傾斜嚴(yán)重事故。

還有管廊結(jié)構(gòu)完成后，存在上浮力，對地基深層未進(jìn)行加固，震動拔樁時，鋼板樁帶泥，管廊底部深層土體流動補(bǔ)充至空腔中而下沉；管廊下深土層由于震動拔樁過程中，大功率的震動錘夾持鋼板樁對樁周土體長時間、多次重復(fù)作用，而使之密實(shí)，管廊產(chǎn)生沉降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的結(jié)構(gòu)及控制沉陷方法，以達(dá)到控制地下結(jié)構(gòu)沉陷的目的。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

該控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的結(jié)構(gòu)，包括鋼板樁支護(hù)的基坑，還包括墊層和復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，所述墊層設(shè)在基坑的坑底，所述復(fù)合地基結(jié)構(gòu)為水泥攪拌樁，水泥攪拌樁位于墊層的下方。

所述墊層包括鋼筋混凝土墊層和級配碎石墊層，所述鋼筋混凝土墊層位于級配碎石墊層的上方。

所述水泥攪拌樁平面布置，其包括兩側(cè)樁和位于兩側(cè)樁之間的中間樁。

所述水泥攪拌樁的頂部與墊層之間具有間距。

所述墊層與鋼板樁之間設(shè)有油氈。

所述側(cè)樁的相鄰樁相互搭接形成側(cè)樁墻結(jié)構(gòu)。

所述中間樁的高度大于側(cè)樁的高度。

控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的方法，包括以下步驟：

1)水泥攪拌樁加固地基形成復(fù)合地基；

2)震動錘打鋼板樁；

3)通過圍檁和支撐對一對鋼板樁之間進(jìn)行支撐；

4)開挖基坑；

5)在坑底換填墊層以及在換填墊層上方制作鋼筋混凝土墊層；

6)管廊結(jié)構(gòu)施工；

7)回填砂，拆除圍檁和支撐。

8)震動錘拔除鋼板樁；

9)鋼板樁空腔注漿；

10)交工。

其中，所述步驟8)兩側(cè)的鋼板樁實(shí)施分段跳拔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

該控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，水泥攪拌樁復(fù)合地基對管廊下地層進(jìn)行有效加固，從而有效地控制了管廊的沉降變形量；兩側(cè)樁搭接攪拌成墻，并促使樁周土體孔隙產(chǎn)生加固效應(yīng)，強(qiáng)度提高，有效地阻止管廊下部地基中的粉質(zhì)土層在大功率拔樁機(jī)械的作用下產(chǎn)生液化，從管廊底部流向拔樁的空腔或進(jìn)一步密實(shí)而沉陷，達(dá)到不流失，沉降變形小，隆起不明顯的效果；拔樁時，采用置換注漿措施，盡量減少管廊底下土層鋼板樁留下的空腔移動；改變單向順序拔樁習(xí)慣，實(shí)施分段“跳拔”技術(shù)措施，盡量使管廊均勻下沉，減小差異沉降；基坑穩(wěn)定，安全性得到大幅提高。

附圖說明

下面對本說明書各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡要說明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖4為圖3中鋼板樁和攪拌樁截面圖。

圖5為現(xiàn)有鋼板樁向內(nèi)變形基底隆起示意圖。

圖中：

1.支撐、2.圍檁、3.鋼板樁、4.回填砂、5.管廊、6.鋼筋混凝土墊層、7.級配碎石墊層、8.水泥攪拌樁、9.隆起。

具體實(shí)施方式

下面對照附圖，通過對實(shí)施例的描述，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1至圖4所示，該控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的結(jié)構(gòu)，包括基坑、鋼板樁3、墊層和一組水泥攪拌樁，其中，鋼板樁3為一對，一對鋼板樁3分別設(shè)在基坑內(nèi)兩側(cè)，通過圍檁2和支撐1對一對鋼板樁3之間進(jìn)行支撐定位，墊層設(shè)在基坑的坑底，墊層上設(shè)有管廊5，管廊5周邊具有回填砂4，一組水泥攪拌樁形成復(fù)合地基位于墊層的下方，一組水泥攪拌樁形成的復(fù)合地基進(jìn)行加固。

墊層包括鋼筋混凝土墊層6和級配碎石墊層7，鋼筋混凝土墊層6位于級配碎石墊層7的上方。鋼筋混凝土墊層既作水平受力的支撐，又增大了承載面積。保證了地下管廊結(jié)構(gòu)物沉降可控。

復(fù)合地基包括兩側(cè)樁和位于兩側(cè)樁之間的中間樁。水泥攪拌樁的頂部與墊層之間具有間距。

復(fù)合地基為水泥攪拌樁8。采用水泥攪拌樁8對管廊5下土層進(jìn)行加固，攪拌樁直徑Φ500mm，水泥含量20％。如圖4所示，平面布置：橫向間距1.2m，縱向間距：中間樁1.5m，兩側(cè)樁0.4m。側(cè)樁的相鄰樁相互搭接形成側(cè)樁墻結(jié)構(gòu)，搭接10cm，樁與樁相搭接，攪拌成墻。中間樁的高度大于側(cè)樁的高度，兩側(cè)樁長＝鋼板樁長+2m，中間樁：管廊底板下10～14m。

在江灘地貌流塑型地質(zhì)鋼板樁支護(hù)的深基坑，采用水泥攪拌樁加固地基，平面布置上，兩側(cè)采用搭接攪拌成墻形式。拔樁震動時，側(cè)樁封閉兩側(cè)地層，防止管廊下地基粉質(zhì)土層產(chǎn)生液化而部分流失，從而控制沉陷。

利用水泥土攪拌機(jī)對飽和和軟黏土低地基加固的一種方法，它利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的優(yōu)質(zhì)地基。水泥加固土的基本原理是基于水泥加固土的物理化學(xué)反應(yīng)過程，它與混凝土硬化機(jī)理不同，由于水泥摻量少，水泥是在具有一定活性介質(zhì)--土的圍繞下進(jìn)行反應(yīng)，硬化速度較慢，且作用復(fù)雜，水泥水解和水化生成各種水化合物后，有的又發(fā)生離子交換和團(tuán)?；饔靡约澳卜磻?yīng)，使水泥土土體強(qiáng)度大大提高。

攪拌樁強(qiáng)度低，樁頭處理方便；復(fù)合地基后滲水量明顯減少，滲透系數(shù)明顯下降；復(fù)合地基后的基坑底面承載增強(qiáng)，基坑底面人工清理時，工人可站立基坑底面操作，施工效率提高；換填的級配碎石層由于下“硬”了，采用的震動平板夯密實(shí)時，密實(shí)度明顯提高。

墊層與鋼板樁之間設(shè)有油氈。鋼筋混凝土墊層與鋼板樁之間加夾油氈加以隔離，減小鋼板樁與墊層之間的粘結(jié)力，利于拔樁。

控制震動拔樁導(dǎo)致地下構(gòu)筑物沉陷的方法，包括以下步驟：

1)水泥攪拌樁加固地基形成復(fù)合地基；

2)震動錘打鋼板樁；

3)通過圍檁和支撐對一對鋼板樁之間進(jìn)行支撐，形成圍護(hù)結(jié)構(gòu)；

4)開挖基坑；

5)在坑底換填墊層以及在換填墊層上方制作鋼筋混凝土墊層；

6)管廊結(jié)構(gòu)施工；

7)回填砂，拆除圍檁和支撐。

8)震動錘拔除鋼板樁；

9)鋼板樁空腔注漿；

10)交工。

其中，步驟8)中兩側(cè)的鋼板樁實(shí)施分段跳拔。改變單向順序拔樁習(xí)慣，鋼板樁采用“跳拔”施工，差異沉降得到控制，管廊分段差異沉降小于30mm，止水帶不損壞。

水泥攪拌樁復(fù)合地基對管廊下地層進(jìn)行有效加固，從而有效地控制了管廊的沉降變形量；兩側(cè)樁搭接攪拌成墻，并促使樁周土體孔隙產(chǎn)生加固效應(yīng)，強(qiáng)度提高，有效地阻止管廊下部地基中的粉質(zhì)土層在大功率拔樁機(jī)械的作用下產(chǎn)生液化，從管廊底部流向拔樁的空腔或進(jìn)一步密實(shí)而沉陷，達(dá)到不流失，沉降變形小，隆起不明顯的效果。拔樁時，采用置換注漿措施，盡量減少管廊底下土層鋼板樁留下的空腔移動。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。