[发明专利]一种用于筒形地下水池施工的半地下支护方法

说明书

技术领域

本发明属于筒形地下水池施工技术领域，特别是涉及一种用于筒形地下水池施工的半地下支护方法。

背景技术

在筒形地下水池施工中，一般采用半地下连续墙筒形结构支护逆作法，在土层中设置半地下连续墙支护，围岩利用自身强度支护，施工中由上到下挖一层土作一层池壁内衬，通过逆作法直至施工到底部，待基坑全部开挖完毕，由下至上完成全部池壁内衬，该方法工期较长，施工难度较大，施工成本较高。

如图1所示，分层逆作的池壁内衬5能够在一定程度上限制连续墙墙体侧向位移的进一步发展，减小其环向压应力。池壁内衬5发挥的作用随基坑开挖增大，但是在开挖步跨越连续墙底时发挥的作用较小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于筒形地下水池施工的半地下支护方法，通过正作法施工，解决施工进度慢，施工成本高的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于筒形地下水池施工的半地下支护方法，所述的支护方法为正作法，所述的正作法为在土层中设置支护体系，围岩利用自身强度支护，从土层挖至筒形地下水池基坑底部，由下至上完成筒形地下水池的筒形结构支护。

所述的支护体系为半地下连续墙筒形结构支护，包括以下步骤：

(I)在土层中设置半地下连续墙支护；

(II)在进入筒形地下水池基坑下部围岩后，开挖过程中，检测岩体抗压强度值，确认满足围岩安全性要求；

(III)围岩利用自身强度支护，挖至筒形地下水池基坑底部，由下至上完成筒形地下水池的筒形结构支护。

所述的支护体系为排桩筒形结构支护，包括以下步骤：

(I)在土层中沿着筒形地下水池设置排桩支护，排桩下端锚固在岩围岩中；

(II)在土层中，随着筒形地下水池基坑挖深，在排桩内侧设置若干道环形梁，同时在排桩内侧设置钢筋网混凝土面层；

(III)在挖到土层底部时，在排桩底部设置一道环形梁，同时设置锚杆，锚杆的一端拉在环形梁上，另一端锚固在下部围岩中，完成土层的支护；

(IV)在进入筒形地下水池基坑下部围岩后，开挖工程中，检测岩体抗压强度值，确认满足围岩安全性要求；(V)围岩利用自身强度支护，挖至筒形地下水池基坑底部，完成筒形地下水池的筒形结构支护。

所述的半地下连续墙的混凝土抗压强度是主要控制因素；如采用排桩替代地下连续墙，围护结构需按照一定间距设置环形梁，内表面设置钢筋网混凝土面层，维持两桩之间土体的抗压强度。

所述的半地下连续墙结构底部可以不设置约束；如采用排桩替代地下连续墙，其底部需设置一道环形梁，并利用锚杆锚固在下部围岩中。

经设计验算，在上部为土下部为岩的地质情况下，分层逆作池壁内衬可以省略，直接采用全部基坑开挖正作法施工，加快施工进度降低工程成本。

所述的基坑下部岩层开挖后，通过检测岩体抗压强度值并达到设计要求，可以满足围岩的安全性要求。

本发明是应用弹性薄板理论法和理论解析法，采用有限元和弹性力学相结合的方法推出筒形效应理论，突破性解决了求解结构的环向内力的问题，提出了半地下连续墙围护结构围岩稳定性判断理论，包括：

a、通常旋流池等筒形地下水池工程施工，半地下连续墙的径向位移很小，不是影响结构安全的控制因素，环向轴力是影响半地下连续墙结构安全的主要控制因素。

b、半地下连续墙结构底部无约束下弯矩和剪力为零，有约束时最大弯矩和剪力发生在结构底端。

c、实际工程中以底部自由计算环向内力，以底部固定计算结构弯矩和剪力，可以确保工程的安全。

d、分层逆作的池壁内衬能够在一定程度上限制连续墙墙体侧向位移的进一步发展，减小其环向压应力。池壁内衬发挥的作用随基坑开挖增大，但是在开挖步跨越连续墙底时发挥的作用较小。

e、开挖过程中，下部基坑坑壁岩体最容易进入塑性状态，坑壁岩体最小主应力为径向应力，其值为零；最大主应力是其竖向应力或者环向应力。只要知道坑壁岩体的最大主应力，就可以通过最大主应力的数值与岩体抗压强度值的对比判断坑壁岩体所处的状态。岩体抗压强度值除以一定的安全系数小于岩体抗压强度值时即安全，否则围岩会失稳，需要采取必要的支护措施。

f、旋流池筒形结构的设计方法中没有合适的方法考虑围护结构的筒形效应，本发明提出的半地下连续墙的分析方法可以弥补这方面的不足。

有益效果