[实用新型]真空作用重力式基坑支护体系

说明书

技术领域

本实用新型属于土木建筑基坑支护技术领域，特别是涉及一种真空作用重力式基坑支护体系。

背景技术

中国发明专利第200810236142.3中公开了一种真空帷幕止水与大气压力支护深基坑开挖法(下文简称“真空帷幕法”)，该方法是利用真空帷幕进行止水，并发挥大气压力的作用来进行基坑支护，施工更加安全，且无需基坑内支撑结构，无需基坑内外降水井点，在安全可靠、节省工期、节约投资等方面具有较为明显的优势。

真空帷幕法主要包括以下步骤：

第一步、进行基坑开挖所需的场区整平，在基坑周围规划真空帷幕区域，即将要铺设密封膜的区域；

第二步、根据基坑开挖的深度向真空帷幕区域的土体内打入竖向排水体，所述竖向排水体打入的深度大于基坑开挖的深度；并且进行基坑边界墙体固化施工，即在基坑边界线上设置侧壁固化墙体；

根据实际情况需要，可在基坑侧壁固化墙体外侧设置遮帘体，遮帘体的设置通过在基坑侧壁固化墙体外侧打入桩或现场成桩、现场成墙的方法实现。遮帘体可以是单排桩或墙，也可以是多排桩或墙。是否设置遮帘体，以及设置遮帘体时其桩型、平面布置和数量，需根据基坑开挖的深度和地层条件来综合确定；

第三步、在真空帷幕区域铺设密封膜，所述密封膜的边界埋入土体内，从而形成真空帷幕；

第四步、将真空源与竖向排水体连接，并通过真空源抽真空的方式，使所述真空帷幕内的空气压力下降；

第五步、当真空帷幕内的真空负压达到并保持在-40kPa～-85kPa后，在保持真空帷幕内真空度的前提下进行基坑开挖，开挖过程中采用分层开挖的方式进行，每开挖完一层土体后，露出一圈新的基坑外边界侧壁，沿该基坑外边界侧壁进行垂直密封隔离处理，即在新的坑外边界侧壁上铺设隔离膜，该隔离膜与构成真空帷幕的密封膜密封衔接，用大气压力平衡侧向土压力，然后再进行下一层土体开挖和该层基坑外边界侧壁垂直密封隔离处理，直至开挖结束；

第六步、进行基坑底板和侧壁的施工。

但是，上述真空帷幕法存在以下不足之处：

1、虽然该真空帷幕法的优点之一是可以直立开挖，而无需放坡，从而节约了开挖方量，并可以减少对周边场地的占用，但直立开挖也成为其局限性之一，因为直立开挖会使坑壁的稳定性降低，从而使得本法应用的基坑开挖深度受到限制，即基坑开挖深度超过某一值以后，坑壁将无法保持稳定，而需要借助于内支撑等辅助措施来维持坑壁的稳定性，而这样一来就失去了真空帷幕法的成本优势，工期也会大大延长。

2、按照该专利文件内容的叙述，设置侧壁固化墙体的主要作用是固定基坑开挖边界形状、降低基坑边界内外区域的气水流动速率、辅助真空帷幕与基坑大气垂直密封隔离膜的设置和基坑侧壁浇筑外模板，特殊情况下还可以起到消减少部分基坑侧向土压力的作用。但不难看出，侧壁固化墙体最主要的作用还是固定基坑开挖边界形状这一点。真空帷幕法之所以需要设置侧壁固化墙体来固定基坑开挖边界形状，也是因为其直立开挖的做法导致的。天然的土体，尤其是软土，如被开挖成直立的边坡，极易出现垮塌，至少是容易出现局部垮塌，为了预防坑壁的垮塌设置侧壁固化墙体是必需的，但是这样就会增加设置侧壁固化墙体的工程量，对于降低造价不利。

3、在某些情况下，真空帷幕法需要在侧壁固化墙体外侧设置遮帘体，遮帘体的设置通过在基坑侧壁固化墙体外侧打入桩或现场成桩、现场成墙的方法实现。该专利文件中没有说明设置遮帘体的目的和实际所起的作用，但是通过分析，遮帘体大致有如下两个作用：一是当遮帘体为密封墙体时，其可以起到辅助侧壁固化墙体和垂直密封隔离膜对侧壁深部土体的密封作用，防止真空帷幕内的真空压力泄漏；二是利用遮帘体深入坑底地基的嵌固作用和自身的抗弯、抗剪结构强度直接增强坑壁的稳定性，即对坑壁稳定起到辅助加强的作用。如此看来，遮帘体只是一种辅助加强措施，如果采取其它措施，让真空密封和坑壁稳定得到保证，则可不必设置遮帘体，以节省设置遮帘体这部分工程的造价。

4、真空帷幕法坑顶铺设密封膜的方式与传统的真空预压的地基处理方法类似，密封膜的外侧边界只是简单地浅埋入土体内，从而易使真空帷幕内的真空压力向外侧扩散，而真空压力的扩散一方面会降低帷幕范围内的真空度，从而降低坑壁的稳定安全系数，另外一方面会使邻近区域一定范围内的地基发生收缩、开裂及沉陷，对周围环境造成不良影响。而且，由于该法止水作用是通过真空抽水作用实现的，实质上会对基坑周边的地基有降水的作用，当周围环境对于地基降水敏感时，则该法不适用。

发明内容