专利名称：低净空间下先插后喷型钢旋喷桩围护结构施工工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及城市地下施工方法，具体是一种在低净空间下先插型钢，后进行旋喷
桩施工的型钢旋喷桩围护结构的施工工艺。
背景技术：
合理开发和利用城市地下空间资源，是适应城市现代化和城市可持续发展建设的 需要。由于缺乏科学的规划和统筹安排，一些已建地下室结构由于深度较小使得地下空间 不能物尽其用，造成了地下资源的浪费。为了拓展地下空间，对已有地下室结构进行向下加 层施工已成为一种重要的思路。 地下室结构通常由围护结构、各层楼板、竖向立柱以及内衬构成，为了保证地下结 构的安全，围护结构深度通常为地下结构开挖深度的两倍。当对地下结构进行向下加层施 工时，原有围护结构一般不能满足重新加层施工的开挖要求，因此在进行向下加层施工前， 首先需要重新施工满足地下加层开挖要求的围护结构。 经对现有技术文献检索发现，中国发明专利申请第200710172456. 6号中提供了
一种新旧围护相结合的基坑围护方法，其步骤包括(l)查清原有围护的实际遗留情况； (2)采用S丽工法桩施工新的围护结构S丽工法桩采用三轴搅拌桩，内插H型钢，H型钢插 入方式为插一跳一，局部原有围护缺失处采用插二跳一方式；(3)新旧围护之间的土体加 固待新施工的S丽工法桩强度达到设计强度的75%后，进行新旧围护之间的土体加固施 工；(4)通过围护顶部冠梁把新旧围护连成一体；(5)冠梁混凝土浇筑后养护，整个新旧围 护结合体最终成形，进一步土方开挖。该发明的优点是充分利用了旧围护的承载能力，有利 于减少基坑变形、控制基坑安全、保护周围环境、降低建设成本、加快施工进度。利用这种方 法虽然可以加深原有围护结构，比较安全可靠，但在很难在城市中心区域使用。 一方面，利 用该方法施工时将影响地面交通并涉及地下管线的搬迁，另一方面，当加层施工的地下室 紧邻其他地下构筑物时，这种方法无法实施。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种低净空间下围护结构的施工工艺，利用 该施工工艺施工围护结构时，可以利用原有地下室空间作为施工围场，不需占用地表面积， 不影响正常的地面交通，无需进行管线搬迁，工程规模小，节省投资，且对周边环境影响较 小。适用于在城市中心地下结构围护结构重新施工，尤其适用于紧邻既有地下结构的地下 室结构。 本发明所涉及的低净空间下施工的围护结构形式为先插后喷型钢旋喷桩围护结
构，该围护结构的施工包括以下步骤 第一阶段先插入型钢，此阶段具有以下步骤 第一步在地下结构的底板上的至少两打型钢区域凿穿孔； 第二步将复数型钢运到指定位置；
第三步于各穿孔处将复数根型钢分节打入地内，单节型钢长度由施工空间净高
决定，且相连接的单节型钢采用剖口焊进行连接； 第二阶段后进行MJS旋喷施工，此阶段具有以下步骤 第一步旋喷桩桩位定位，旋喷桩桩径取可包覆相邻两型钢的长度； 第二步于旋喷桩桩位凿桩位孔； 第三步在桩位孔处利用MJS钻杆喷射切削水掘进，直至MJS钻杆的钻头到达旋喷 桩设计深度；第四步调整地内压力，保持地压力平衡稳定； 第五步连接至MJS钻杆上的喷嘴开始喷射高压水泥浆及空气； 第六步喷浆的同时MJS钻杆边旋转边提升，并开启排泥阀门调整地内压力的平衡。 本发明可以在低净空间进行围护结构的施工，并且施工过程中对周边环境影响很 小，在上海地区市中心地下结构向下加层施工中得以应用，经工程实践验证，取得了显著的 效果。
图1为既有地下一层现状结构示意图； 图2为本发明实例中于既有地下一层现状结构中插入型钢的示意图； 图3为本发明实例中于既有地下一层现状结构中施工旋喷桩的示意图；以及 图4为本发明实例中先插后喷型钢旋喷桩围护结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前
提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但并非对本发明做任何形式上
的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用下述揭
示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方
案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均
仍属于本发明技术方案的范围内。
实施例 工程实例为上海地铁一号线徐家汇站西侧地下商场向下加层工程。图1中所示是 地下结构现状，如图所示，该结构为只有一层的地下商场结构，其净空只有4. lm，该商场结 构包括地下结构的围护结构1、顶板2和底板3，在顶板2和底板3之间设有多根柱4作为 竖向支撑结构；此外，在顶板2和底板3的端侧还设有内衬5。其中，地下结构的围护结构 l形式为钢筋混凝土板桩，为了保证地下结构的安全，板桩的长度通常为原有地下结构开挖 深度的两倍。当对该地下结构进行向下加层施工时，原有围护结构l深度不能满足开挖要 求，需要对围护结构1进行重新施工。 需要说明的是，由于现有地下室面积往往较大，可以采用分段进行施工，以下所作 的说明是以其中一段施工为例，由于各施工段的施工方法相同，故不再对各段施工进行重 复描述。
本实施例具体施工工艺分为两个阶段 第一阶段为型钢的插入，如图2所示。具体的，首先进行型钢6的定位，在原结构 底板3上每个打型钢6区域凿穿孔7以方便型钢6打入，该穿孔7可同时作为型钢6打入 固定底部的导正架。于本实施例中，型钢6采用H型钢，将复数H型钢运送至指定位置，利 用挖机吊振拔榔头分节打入复数根型钢6至地内，相连接的单节型钢6采用剖口焊进行连 接。 第二阶段为旋喷桩施工，如图3所示。具体的，首先进行旋喷桩8桩位的定位，并 在原结构底板3上各桩位凿桩位孔9以方便MJS(Metro-Jet-System)工法进行旋喷施工。 MJS旋喷桩桩径取可包覆两型钢6的长度。各桩位孔9处利用MJS工法进行旋喷桩施工，具 体为首先在各桩位孔9处利用MJS钻杆喷射切削水掘进，直至MJS钻杆的钻头到达旋喷桩 设计深度，然后调整地内压力，保持地压力平衡稳定，压力的调整是通过MJS可视化的地压 仪器，根据地质资料计算参数，而达到信息化控制压力平衡，随后连接至MJS钻杆上的喷头 开始喷射高压水泥浆及空气，并且MJS钻杆在喷浆的同时边旋转边向上提升直至底板3，过 程中浆液与土体充分搅拌混合，在固化后即形成旋喷桩8，旋喷过程中开启排泥阀门随时调 整地内压力的平衡。第一阶段中，H型钢尺寸为700mmX300mmX13mmX24mm，间距1. 2m。单根型钢长
度为15m，每节长度为3m，以保证净高4. lm的地下室内可以进行型钢插入施工。 第二阶段中，旋喷桩直径为2. 6m，桩位位于相邻H型钢中心位置，以保证旋喷桩能
够完全包住先插入的相邻H型钢。图4即为施工结束先插后喷型钢旋喷桩围护结构示意图，
MJS工法能够满足大直径旋喷的要求，后施工的旋喷桩能够完全包住先插入的H型钢，从而
形成整体受力结构。 从以上描述可以了解，本发明的型钢旋喷桩围护结构，可以利用地下空间作为施 工围场进行施工，施工时不影响正常的地面交通，因此无需进行管线搬迁，并且MJS工法进 行旋喷桩施工过程中可以保持地压力平衡稳定，对周边环境影响较小，是以，先插后喷型钢 旋喷桩围护结构适用于在城市中心地下结构的围护结构重新施工，并且由于施工后的旋喷 桩位于原有围护的内侧，因此尤其适用于紧邻既有地下结构的地下室结构的围护结构重新 施工。
权利要求
一种可以在低净空间下施工的围护结构施工工艺，其特征在于，包括以下步骤第一阶段先插入型钢，此阶段具有以下步骤第一步在地下结构的底板上的至少两打型钢区域凿穿孔；第二步将复数型钢运到指定位置；第三步于各穿孔处将复数根型钢分节打入地内，单节型钢长度由施工空间净高决定，且相连接的单节型钢采用剖口焊进行连接；第二阶段后进行MJS旋喷施工，此阶段具有以下步骤第一步旋喷桩桩位定位，旋喷桩桩径取可包覆相邻两型钢的长度；第二步于旋喷桩桩位凿桩位孔；第三步在桩位孔处利用MJS钻杆喷射切削水掘进地内，直至MJS钻杆的钻头到达旋喷桩设计深度；第四步调整地内压力，保持地压力平衡稳定；第五步连接至MJS钻杆上的喷嘴开始喷射高压水泥浆及空气；第六步喷浆的同时MJS钻杆边旋转边提升，并开启排泥阀门调整地内压力的平衡。
全文摘要
本发明提供一种低净空间下型钢旋喷桩围护结构的施工工艺，其利用地下空间作为施工围场，采用先插型钢，后进行旋喷加固的方法，在原有围护结构内侧重新施工围护结构，本发明在施工时不影响正常的地面交通，无需进行管线搬迁，且环境影响小，特别适用于在城市中心地下结构的围护结构重新施工，尤其适用于紧邻及即有地下结构的地下室结构的围护结构重新施工。
文档编号E02D7/26GK101725147SQ20091019947
公开日2010年6月9日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者何拥军, 夏元旦, 张帆, 朱雁飞, 李永迪, 陶利 申请人:上海隧道工程股份有限公司