[发明专利]一种锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构及其施工方法，围护结构包括有冻土墙和锚杆，其中锚杆的头端插设在冻土墙内，锚杆的尾端锚固在冻土墙后侧的土体内。冻土墙为经过液氮冷冻的冻土墙，冻土墙为直面或曲面，冻土墙的外侧面喷射有混凝土面层，冻土墙的顶端设置有护顶，受拉侧的冻土墙中设置有钢筋或玻璃纤维筋或竹筋。其施工方法为：步骤一、冻结管钻孔施工；步骤二、液氮冻结施工；步骤三、基坑第一层开挖；步骤四、喷射混凝土面层；步骤五、敷设保温材料；步骤六、锚杆施工；步骤七、排水系统的布置。有益效果：能够节省钢材和混凝土，工程造价相对较低；用于各种土质的工程，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种基坑围护结构及其施工方法，特别涉及一种锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构及其施工方法。

背景技术

目前，随着高层建筑、地铁、城市地下工程等的兴建，深基坑工程大量涌现。由于深基坑的支护是工程安全性和经济性的重要保证，研究可靠经济的支护技术具有深远的意义。基坑支护形式设计受到众多因素的影响，目前我国常用的支护结构有开挖简易支护结构、悬臂式支护结构、重力式支护结构、内撑式支护结构、拉锚式支护结构和土钉墙支护结构等，工程中根据其土体性质、地质条件及基坑深度和宽度来确定支护形式。深基坑支撑难度大、施工工期长、不稳定因素众多，特别是一些沿海地区属软弱地基，常伴有淤泥及流砂，在这种条件下进行大型基坑的开挖，坑壁支护越来越困难，传统的方法已经很难适应，这已成为我国软弱地基中施工深基坑的工程技术难题之一。如何找到一种新的基坑围护结构及其施工方法是目前亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决软弱地基施工中进行深基坑围护相关的技术难题而提供的一种锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构及其施工方法。

本发明提供的锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构包括有冻土墙和锚杆，其中锚杆的头端插设在冻土墙内，锚杆的尾端锚固在冻土墙后侧的土体内。

冻土墙为经过液氮冷冻的冻土墙，冻土墙为直面或曲面，冻土墙的外侧面喷射有混凝土面层，冻土墙的顶端设置有护顶，受拉侧的冻土墙中设置有钢筋或玻璃纤维筋或竹筋。

锚杆的头端通过锁口梁与冻土墙进行锚固，锚杆采用全长粘结型锚杆或端头锚固型锚杆或摩擦型锚杆。

本发明提供的锚杆加液氮冻土墙基坑围护结构的施工方法，其方法如下所述：

步骤一、冻结管钻孔施工：

液氮冻结孔呈梅花形布置，孔间距0.6m-0.8m，布置1-2排，当设计要求高时设置数排，液氮冻结管选用Ф108×8mm管材，测温管选用Ф89×5mm管材，供液管及系统连接管路选用Ф32×3.0mmR304管材；

选择XY－2型垂直钻机一台，电机功率22KW，进行钻孔，以泥浆护壁钻进，再下入冻结管，选用BW-250/50型泥浆泵一台，电机功率14.5KW；

步骤二、液氮冻结施工：

将冻结管每六个孔串接成一组以保证冻结效果；液氮供应槽车设置在地面离冻结位置较近位置，利用不锈钢管将液氮接至冻结工作面，进行冻结，管路用不锈钢软管连接，并用低温液氮阀门控制，所有暴露冻结管路用保温泡沫板或棉胎保温，用容积不小于20方的槽车，作为冻结期间液氮的储备，以防液氮供应出现中断；

液氮储罐出口的温度控制在-150℃至-170℃，压力控制在0.10MPa-0.15MPa，冻结管出口温度控制在-50℃至-70℃，压力控制在0.05MPa-0.1MPa，压力调节可使用液氮储罐上的散热板，温度调节使用每组进路中截止阀；液氮冻土墙厚度要达到1.6m，需要冻土的发展半径为1100mm，按冻土的发展速度为10cm/天，距此推算冻结时间为:T＝950/10＝9.5天，为确保效果，需冻结11天，再通过测温孔的测温判断，方可进行后继施工；

步骤三、基坑第一层开挖：