一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构及方法技术

本发明专利技术提供一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构。所述施工结构包括钢套筒、混凝土盖板、置于混凝土盖板以下的注浆加固层、混凝土底板和底板混凝土回填层。其具体施工是将钢套筒以涌水涌砂点为圆心进行安装，其底部延伸至基坑基底1m以下，在钢套筒中上部安装有止水环板，在钢套筒浇筑高标号早强混凝土形成混凝土盖板，待混凝土终凝后对钢套筒周边混凝土盖板范围内盖板底部以下1.0m深度范围的扰动土层注浆加固，之后打开钢套筒侧壁的泄水阀，同时通过密封法兰钢盖板将钢套筒的筒口封堵，最后关闭钢套筒侧壁的排水阀，通过钢盖板中预留的注浆管向钢套筒内进行注浆封堵涌水。本发明专利技术封堵速度快、效果好、成本低，涌水范围控制效果显著。

A Construction Structure and Method for Sealing Water and Sand Gushing from Foundation Pit Foundation

The invention provides a construction structure for sealing water and sand gushing from foundation pit foundation. The construction structure comprises a steel sleeve, a concrete cover, a grouting reinforcing layer placed below the concrete cover, a concrete bottom plate and a concrete backfill layer of the bottom plate. The concrete construction is to install the steel sleeve with the water gushing and sand gushing point as the center of the circle. The bottom of the steel sleeve extends below 1 m of the foundation pit. A water stop ring plate is installed in the middle and upper part of the steel sleeve. The high-grade early-strength concrete is poured into the steel sleeve to form a concrete cover plate. After the final setting of the concrete, the disturbed soil layer within the depth of 1.0 m below the bottom of the concrete cover plate around the steel sleeve is grouted to reinforce the disturbed soil layer. After that, the drain valve of the side wall of the steel sleeve is opened, and the cylinder mouth of the steel sleeve is sealed by sealing flange steel cover plate. Finally, the drain valve of the side wall of the steel sleeve is closed, and the water inrush is blocked by grouting into the steel sleeve through the grouting pipe reserved in the steel cover plate. The invention has the advantages of fast sealing speed, good effect, low cost and remarkable control effect of water inflow range.

【技术实现步骤摘要】
一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构及方法
本专利技术涉及一种基坑明挖法施工领域，具体是一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构及方法。
技术介绍
在当今的城市建设中，深大基坑越来越多，尤其地铁工程大多位于城市的中心。深基坑工程一般位于建筑物和各种管道相对密集的地区，深基坑工程的施工环境相对复杂，深基坑施工时如果不能采取有效的措施降低对周边环境的影响，尤其基底发生涌水涌砂险情时如不及时采取有效控制措施，很容易引起深基坑周边管线断裂，周边建筑物开裂，地面坍塌等事故，给整个地铁工程建设带来很大的负面影响，社会影响恶劣。为了保证地铁结构工程的安全实施，在施工过程中一旦发生基底涌水涌砂，采取科学有效的方法及时进行控制尤为重要。目前，常规做法一旦发生较大基底涌水涌砂险情，常用的方法是土方回填反压、涌水处回填混凝土，同时基坑外辅助双液浆注浆，但如处理不及时、回填土方数量不足、混凝土方量不够，很难将涌水止住，无论回填土方还是混凝土都势必造成后期工作量增大，工期延长，成本增加。现有基底涌水涌砂常规的应急方法中，无论以堵为主，还是以排为主，或者堵排结合，一旦处理措施不对或者不够及时，错过最佳的处理时机，很容易引发重大安全事故。造成的损失是巨大的，造成的社会影响恶劣。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足提供一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构及方法，该施工结构能够快速、有效的针对基坑基底出现的涌水涌砂现象进行封堵，且封堵效果好、成本低，施工方法简单、易行。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：所述一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述施工结构包括安装在基坑坑底涌水涌砂点外的钢套筒、浇筑在钢套筒周围的混凝土盖板、置于混凝土盖板以下的注浆加固层、浇筑在基坑坑底上方的混凝土底板和底板混凝土回填层，所述钢套筒以涌水涌砂点为圆心进行安装，其底部延伸至基坑基底1m以下，在钢套筒中上部安装有止水环板，在钢套筒位于止水环板以上的位置设有泄水阀，钢套筒的上筒口安装有封堵盖板，并在封堵盖板上安装有注浆管；所述混凝土盖板是在钢套筒安装到位后，在钢套筒位于基坑基底的部位周围3～5m范围内浇筑混凝土形成的厚度为40～60cm的盖板；所述注浆加固层是在混凝土盖板浇筑完成之后，在混凝土盖板以下1m范围内注浆形成的加固层；所述混凝土底板是在混凝土盖板和注浆加固层完成之后在基坑基底上方浇筑形成的混凝土层，并在混凝土底板浇筑完成之后，其钢套筒上部的泄水阀位于混凝土底板上方；所述混凝土回填层是在钢套筒注浆封堵后在混凝土底板上浇筑形成的混凝土层，并在混凝土回填层施工完成后，其钢套筒顶面的封堵盖板位于基坑基底的底板混凝土回填层顶面以下25～35cm的位置。本专利技术较优的技术方案：所述钢套筒采用直径为800～1000mm，厚度10mm的钢筒，其底端插入基底以下1～2m的位置，所述混凝土盖板的顶面与基坑基底平齐。本专利技术较优的技术方案：所述注浆管设有三根，其直径均为25mm,长度不同，均密封安装在封堵盖板的中央位置；其中三根注浆管中，其长管用于注浆时排水，短管作为注浆备用管，中管用来注浆。本专利技术较优的技术方案：所述封堵盖板为法兰钢盖板，并与钢套筒的上筒口通过螺栓密封连接，在其连接面设有密封橡胶环板。本专利技术较优的技术方案：所述止水环板设有两块，其中一块置于混凝土盖板内，另一块置于混凝土底板内。本专利技术提供一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)采用直径大于涌水涌砂范围的钢套筒，以涌水涌砂处为圆心插入基底以下1～2m的位置，其钢套筒的上筒口低于设计底板最终顶面标高25～35cm；(2)在钢套筒安装完成后，根据涌水量，在钢套筒内配备水泵不间断抽排水，减少涌水从钢套筒周边大量外渗；(3)在钢套筒周边3～5m范围内浇筑40～60cm厚的高标号早强混凝土，并在钢套筒周围形成混凝土盖板，其混凝土盖板的顶面与基坑基底平齐；(4)待混凝土终凝后采用后退式注浆的方式对钢套筒周边混凝土盖板范围内盖板底部以下1.0m深度范围的扰动土层注入水泥-水玻璃双液浆进行加固，从而固结涌水范围周边土层；防止钢套筒井口封堵后涌水沿扰动土层向四周扩散；(5)在注浆加固完成之后，打开钢套筒侧壁的泄水阀，同时在钢套筒的筒口安装密封法兰钢盖板将钢套筒的筒口封堵，在封堵过程中通过泄水阀进行排水，并在钢盖板安装过程中在钢盖板上预留注浆管；(6)在钢盖板密封安装之后，关闭钢套筒侧壁的排水阀，通过钢盖板中预留的注浆管向钢套筒内进行注浆封堵涌水。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)中的钢套筒采用直径800～1000mm、厚度10mm的圆形钢制套筒。本专利技术较优的技术方案：在步骤(1)至步骤(3)的钢套筒安装以及浇筑混凝土盖板浇筑期间，针对周边建筑物、管线、地表沉降速率进行监测，当周边建筑物、管线、地表沉降速率或累计值大于预警值时，对基坑周边地层不同深度采用后退式注浆的方式进行注浆加固，防止基底涌水涌砂造成基坑周边建筑物或地面下沉；其注浆压力为0.25～0.5Mpa，以不对基坑围护结构水平位移造成较大影响为宜，注浆浆液选用水泥浆与液态水玻璃按体积比1:0.5配制的水泥-水玻璃双液浆，水泥选用PO42.5,水灰比1:1；水玻璃的波美度为30°～50°Bé，按照水与水玻璃体积比1:1的比例稀释水玻璃。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(4)中注浆压力为1Mpa～2.5Mpa，凝结时间为20s～50s，能够快速固结土层和封堵涌水通道，其水泥-水玻璃双液浆是将水泥浆与液态水玻璃按体积比1:0.5的比例注浆，其中水泥选用PO42.5,水灰比1:1，水玻璃的波美度为30°～40°Bé。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(6)中其钢套筒中部设有三根长短不一的注浆管，注浆过程中选用中管进行注浆，并在注浆过程中通过最长的注浆管进行排水，其最短的注浆管作为备用注浆管；其注浆压力为1Mpa～2.5Mpa，凝结时间为20s～50s，注浆浆液选用水泥浆与液态水玻璃按体积比1:0.5配制的水泥-水玻璃双液浆，浆液凝固时间为20s～50s；其中水泥选用PO42.5,水灰比1:1，水玻璃的波美度为30°～40°Bé。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术的施工结构包括安装在涌水涌砂位置处的圆形钢套筒，其圆形钢套筒使涌水涌砂控制在较小范围，根据涌水量选择合适功率的水泵抽排水，同时在钢套筒周边施做高强度的早强混凝土盖板，混凝土盖板与钢套筒形成一个刚性整体，防止涌水范围扩大，混凝土盖板下钢套筒周边范围土层进行水泥-水玻璃双液浆注浆固结，使混凝土盖板以下钢套筒周边土体有足够强度防止涌水从混凝土盖板下向四周扩散，同时在基坑外辅助后退式水泥-水玻璃双液浆注浆，降低基底涌水涌砂对基坑周边的影响，防止基坑周边地表和建筑物等沉降。(2)在钢套筒上安装有止水环板，防止渗水从从钢套筒外壁往上外溢，顶部安装堵头钢盖板，与钢套筒采用法兰形式连接，管上口侧壁设置泄水阀，在套筒顶部法兰钢盖板安装时，使涌水从侧壁泄水阀排出，并在钢盖板中心安装注浆管，在钢套筒井口钢板安装完成后，通过注浆管进行水泥-水玻璃双液浆注浆，彻底封堵涌水通道。(3)在钢套筒侧壁预留多个泄水阀，在钢套筒井口法兰钢盖板封堵时，通过泄水阀进行引流，防止涌水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述施工结构包括安装在基坑坑底涌水涌砂点(4)外的钢套筒(1)、浇筑在钢套筒(1)周围的混凝土盖板(8)、置于混凝土盖板(8)以下的注浆加固层(11)、浇筑在基坑坑底(10)上方的混凝土底板(5)和底板混凝土回填层(9)，所述钢套筒(1)以涌水涌砂点(4)为圆心进行安装，其底部延伸至基坑基底1m以下，在钢套筒(1)中上部安装有止水环板(2)，在钢套筒位于止水环板(2)以上的位置设有泄水阀(3)，钢套筒(1)的上筒口安装有封堵盖板(6)，并在封堵盖板(6)上安装有注浆管(7)；所述混凝土盖板(8)是在钢套筒(1)安装到位后，在钢套筒(1)位于基坑基底(10)的部位周围3～5m范围内浇筑混凝土形成的厚度为40～60cm的盖板；所述注浆加固层(11)是在混凝土盖板(8)浇筑完成之后，在混凝土盖板(8)以下1m范围内注浆形成的加固层；所述混凝土底板(5)是在混凝土盖板(8)和注浆加固层(11)完成之后在基坑基底(10)上方浇筑形成的混凝土层，并在混凝土底板(5)浇筑完成之后，其钢套筒(1)上部的泄水阀(3)位于混凝土底板(5)上方；所述混凝土回填层(9)是在钢套筒(1)注浆封堵后在混凝土底板(5)上浇筑形成的混凝土层，并在混凝土回填层(9)施工完成后，其钢套筒(1)顶面的封堵盖板(6)位于基坑基底的底板混凝土回填层(9)顶面以下25～35cm的位置。...

【技术特征摘要】
1.一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述施工结构包括安装在基坑坑底涌水涌砂点(4)外的钢套筒(1)、浇筑在钢套筒(1)周围的混凝土盖板(8)、置于混凝土盖板(8)以下的注浆加固层(11)、浇筑在基坑坑底(10)上方的混凝土底板(5)和底板混凝土回填层(9)，所述钢套筒(1)以涌水涌砂点(4)为圆心进行安装，其底部延伸至基坑基底1m以下，在钢套筒(1)中上部安装有止水环板(2)，在钢套筒位于止水环板(2)以上的位置设有泄水阀(3)，钢套筒(1)的上筒口安装有封堵盖板(6)，并在封堵盖板(6)上安装有注浆管(7)；所述混凝土盖板(8)是在钢套筒(1)安装到位后，在钢套筒(1)位于基坑基底(10)的部位周围3～5m范围内浇筑混凝土形成的厚度为40～60cm的盖板；所述注浆加固层(11)是在混凝土盖板(8)浇筑完成之后，在混凝土盖板(8)以下1m范围内注浆形成的加固层；所述混凝土底板(5)是在混凝土盖板(8)和注浆加固层(11)完成之后在基坑基底(10)上方浇筑形成的混凝土层，并在混凝土底板(5)浇筑完成之后，其钢套筒(1)上部的泄水阀(3)位于混凝土底板(5)上方；所述混凝土回填层(9)是在钢套筒(1)注浆封堵后在混凝土底板(5)上浇筑形成的混凝土层，并在混凝土回填层(9)施工完成后，其钢套筒(1)顶面的封堵盖板(6)位于基坑基底的底板混凝土回填层(9)顶面以下25～35cm的位置。2.根据权利要求1所述的一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述钢套筒(1)采用直径为800～1000mm，厚度10mm的钢筒，其底端插入基底以下1～2m的位置，所述混凝土盖板(8)的顶面与基坑基底(10)平齐。3.根据权利要求1或2所述的一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述注浆管(7)设有三根，其直径均为25mm,均密封安装在封堵盖板(6)的中央位置，其中最长的注浆管为注浆过程中的排水管。4.根据权利要求1或2所述的一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述封堵盖板(6)为法兰钢盖板，并与钢套筒(1)的上筒口通过螺栓(6-2)密封连接，在其连接面设有密封橡胶环板(6-1)。5.根据权利要求1或2所述的一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工结构，其特征在于：所述止水环板(2)设有两块，其中一块置于混凝土盖板(8)内，另一块置于混凝土底板(5)内。6.一种针对基坑基底涌水涌砂进行封堵的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)采用直径大于涌水涌砂范围的钢套筒，以涌水涌砂处为圆心插入基底以下1～2m的位置，其钢套筒...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亚辉，李杰，李飞鹏，彭刚，朱殿君，郑志波，陆国平，陈俊杰，
申请(专利权)人：中铁十一局集团城市轨道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42