[发明专利]一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法

说明书

本发明公开了一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法，通过在既有隧道结构两侧、中间部位及上方采用变深度、变掺灰量及变径水泥土搅拌桩进行地基加固，并在新建地下结构底板以下位置处通过扩大加固体直径形成单层或多层板状水泥土加固层，同时通过抗拔桩、新建地下结构底板与板状水泥土加固层三者的有效联接形成整体门框式防护结构，保护其中的下伏既有隧道结构，可以大大减小上方地下结构施工扰动对下伏既有隧道结构的影响，确保其安全运营。

技术领域

本发明属于土木建筑交通技术领域，具体涉及一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法。

背景技术

随着城市地下空间的大规模开发，不同深度层次、不同空间位置关系、不同开发时期建设的新老地下工程结构将产生相互影响，其中新建地下工程（如市政道路隧道、地下综合管廊等）明挖深基坑对下伏既有隧道结构的影响即是一种典型的工况。现有处理方法包括利用灌注桩或板桩在既有隧道结构两侧及上部形成保护墙（框架）以保护既有地下结构，同时在既有隧道上方开展满堂地基加固处理，前者造价巨大，后者的施工卸荷扰动对下伏地下隧道等工程结构影响较大，已有案例表明，既有隧道上方开展的地基加固阶段施工扰动导致的地铁隧道变形量达到总隆起变形量的50%以上，甚至超过后期开挖阶段造成的隆起变形量，因此急需提出一种控制软土基坑下伏既有地下工程结构隆起变形的地基加固方法代替现有满堂加固的地基处理方式，以减少地基加固阶段的施工扰动，并达到控制后续开挖地基卸荷隆起造成下伏地下结构变形的效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法，能够大大减少上部地下结构建设时地基加固施工对下伏既有隧道的影响，确保下伏既有隧道的运营安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种控制软土基坑下伏既有隧道结构变形的地基加固方法，包括如下步骤：

（1）根据下伏既有隧道结构变形控制要求，计算确定地基加固范围及加固设计参数；

（2）首先完成下伏既有隧道结构两边外侧水泥土搅拌桩加固施工；其次，完成两隧道中间部位水泥土搅拌桩加固施工；最后再进行下伏既有隧道结构上方部位水泥土搅拌桩加固施工；

（3）完成新建地下结构物抗拔桩的施工，并在新建地下结构物底板以下部位进行桩侧后注浆；

（4）完成基坑围护结构施工，开挖至设计深度，浇筑混凝土底板，并与抗拔桩联接；

（5）完成新建地下结构物侧墙、顶板施工；回填土，并恢复路面，完成施工。

优选的，步骤(1)中，采用有限元数值计算方法分析不同地基加固方案下新建地下结构施工对下伏隧道结构的影响，据此确定地基加固设计参数，包括加固范围、不同部位加固深度、水泥土搅拌桩桩间距、水泥土桩变径参数（变径位置、加固体扩大直径及高度）。

优选的，步骤(2)中，下伏既有隧道结构两边外侧及中间部位水泥土搅拌桩应加固至下伏既有隧道结构底部以下不少于5m深度；下伏既有隧道结构上方部位水泥土搅拌桩加固深度控制在距离隧道结构顶部不少1m深度。

优选的，步骤(2)中，控制不同深度水泥土搅拌桩掺灰（水泥）量，自地表至新建地下结构顶板位置为低掺灰量加固段，掺灰量以控制在5%为宜；新建地下结构顶底板之间为中等掺灰量加固段，掺灰量控制在10%-15%为宜；新建地下结构底板以下为高掺灰量加固段，掺灰量控制在25-40%为宜。

优选的，步骤(2)中，新建地下结构底板以下水泥土搅拌桩加固体直径扩大段应按一定尺寸搭接（250mm），以形成一定厚度的板状加固层。

优选的，步骤(3)中，抗拔桩施工后，通过在穿过水泥土板状加固层部位的桩侧后注浆，与板状加固层及新建地下结构物混凝土底板有效联接，以形成整体门框式的加固结构，进而对位于其中的下伏既有隧道结构起到保护作用。