一种基坑施工稳定沉降方法
技术领域
本发明涉及道路桩基施工领域，主要为软土沉降土质基坑围栏支护技术。
背景技术
地面沉降是自然因素和人为因素综合作用下形成的地面标高损失。自然因素包括构造下沉、地震、火山活动、气候变化、地应力变化及土体自然固结等。人为因素主要包括开发利用地下流体资源（地下水、石油、天然气等）、开采固体矿产、岩溶塌陷、软土地区与工程建设有关的固结沉降等。我国是地面沉降的重灾区，尤其是长三角地区，在长三角地区沉降发生的原因主要由地质因素、抽水因素和建筑工程因素共同引发。地面沉降的危害主要有：(1)毁坏建筑物和生产设施；(2)不利于建设事业和资源开发。发生地面沉降的地区属于地层不稳定的地带，在进行城市建设和资源开发时，需要更多的建设投资，而且生产能力也受到限制；(3)造成海水倒灌。地面沉降区多出现在沿海地带。地面沉降到接近海面时，会发生海水倒灌，使土壤和地下水盐碱化。在建筑工程中，沉降问题是棘手的问题之一，会伴随整个建设过程和维护过程。在前期基坑挖建时，基坑周围的软土沉降会造成基坑变形，传统的支护桩在对抗变形的能力很差，非常容易造成渗水。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基坑施工稳定沉降方法，本方法主要是在基坑围栏沉降不可避免时保证基坑围栏沉降时的稳定，通过底部的弹出气囊增加支护桩与土壤的接触面积，减少沉降的压力，然后通过配重块使基坑围栏竖直沉降，尽可能的使基坑围栏受力均匀、沉降范围小，保证基坑面的稳定。解决以往基坑围栏沉降时出现偏移、错位的问题。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决，一种基坑施工稳定沉降方法，包括以下几个步骤，步骤A：在基坑开挖前，于基坑周缘设置支护桩组将基坑包围，支护桩组的深度大于基坑开挖深度，每个支护桩底部都设置有可充气膨胀的气囊；步骤B：支护桩组内每个支护桩都固定连接腰梁，然后将腰梁首尾相接在支护桩组内形成正多边形的支撑框，随后在支护桩组上安装若干个传感器；步骤C：在基坑区域内设置疏干井，疏干井的深度大于基坑开挖深度，在支护桩组外设置有减压井，减压井的深度大于基坑开挖深度、小于支护桩组插入深度，随后对基坑进行开挖；步骤D：在开挖过程中，疏干井对开挖区域进行抽水疏干，减压井对开挖区域外土层进行减压；步骤E：在开挖过程以及开挖结束中通过传感器检测支护桩组的倾斜状态，如果支护桩组发生倾斜，则向倾斜侧的支护桩充气，让其底部的气囊探出膨胀，如果此时仍然无法避免支护桩倾斜则在相对的支护桩上增加配种块，保证沉降时支护桩组整体竖直沉降，支护桩组竖直后取出配种块以及将气囊放气收纳；步骤F：支护桩组发生沉降后，在支护桩顶部安装附加挡板，并且将相邻附加挡板固定连接，保证支护桩组顶部始终伸出在基坑外；步骤G：基坑开挖结束、支护桩组沉降稳定后，对基坑底部进行土壤固化处理，然后进行桩基浇筑，最后在桩基底部与支护桩之间进行薄膜防水密封。
上述技术方案中，优选的，在步骤F中，相邻附加挡板通过水泥浇筑相互固定。
上述技术方案中，优选的，在步骤G中，在基坑底部设置有排水装置，排水装置将日常雨水从基坑中排出。
一种基坑支护装置，包括首尾相连形成圈状的支护桩组，所述支护桩组由若干个支护桩组成，所述的支护桩固定连接有腰梁，相邻所述腰梁首尾连接后在支护桩组形成多边形支撑框，所述的支护桩底部设置有内凹的收纳槽，所述的收纳槽内设置有气囊，所述的支护桩内设置有连接气囊的气管，所述的支护桩顶部设置有连接有气管的进气口。
上述技术方案中，优选的，所述的支护桩顶部设置有上连接槽，所述的支护桩通过所述上连接槽连接附加挡板。
上述技术方案中，优选的，所述的附加挡板上设置有与所述进气口相配合的附加气管，所述的附加挡板顶部设置有连接所述附加气管的附加进气口。
上述技术方案中，优选的，所述的附加挡板侧边设置有侧连接槽，所述的附加挡板通过所述侧连接槽相互连接，所述的侧连接槽上设置有附加灌浆孔。
上述技术方案中，优选的，所述的支护桩上设置有与所述气管相配合的流量阀，所述的流量阀设置在所述支护桩暴露在外的位置。
上述技术方案中，优选的，所述的附加挡板上设置有与所述附加气管相配合的附加流量阀，所述的附加流量阀设置在所述附加挡板暴露在外的位置。
上述技术方案中，优选的，所述的支护桩内侧设置有配重滑道，所述的配重滑道上可拆卸的滑动有配重块。
本方法所述的基坑施工防沉降偏离方法主要运用在长三角地区的软土地基，公知的长三角地区为海相、湖相沉积为主，尤其是沿海围垦区域，沉降情况尤其严重。对于小范围的基坑来说，如高架路的桩基，在开挖前只需要在基坑范围内埋入支护桩即可，通过支护桩之间的水泥浇筑形成围栏，进行固定和防水。但是在基坑开挖过程中会造成支护桩周围地形的沉降，使得支护桩的受力不均，容易让支护桩组内起连接作用的成水泥撕裂变形，不仅影响固定和防水的作用，更影响开挖和浇筑的施工过程。为此在本申请中，支护桩组内每个支护桩上都固定有内腰梁，让所有的内腰梁连接起来形成在同一水平面内的内多边形支撑框，内多边形支撑框设置在支护桩组上部，让其与基坑底面共同作用，使得支护桩组形成为一个受力整体，既内多边形支撑框作为主支撑结构，基坑底面为辅支撑结构。在支护桩底部设置有可充气的气囊，当支护桩组倾斜后，对相应支护桩内的气囊进行充气，使其向外膨胀，增加受力面积，矫正或者减缓沉降角度。如果沉降偏离强力，则在对应的支护桩上增加配种滑块，让支护桩组趋于稳定，使得支护桩组始终处于竖直状态。在内多边形支撑框的作用下支护桩组呈整体运动，不会对支护桩之间的灌注水泥施加过大的力，保证了整个支护桩组的密封，同时也保证了支护桩组的形态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法主要是在基坑围栏沉降不可避免时保证基坑围栏沉降时的稳定，通过底部的弹出气囊增加支护桩与土壤的接触面积，减少沉降的压力，然后通过配重块使基坑围栏竖直沉降，尽可能的使基坑围栏受力均匀、沉降范围小，保证基坑面的稳定。解决以往基坑围栏沉降时出现偏移、错位的问题。
附图说明
图1是本发明方法实施实示意图。
图2是本发明支护桩组俯视示意图。
图3是本发明支护桩示意图。
图4是本发明附加挡板示意图。
图5是本发明支护桩组侧面部分示意图。
图6是本发明支护桩组加装附加挡板侧面部分示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：如图1至图6所示，一种基坑支护装置，包括首尾相连形成圈状的支护桩组1，所述支护桩组1由若干个支护桩11组成，支护桩11之间通过水泥浇灌密封和固定，支护桩11高低一致。所述的支护桩11内固定连接有腰梁12，相邻所述腰梁12首尾连接后在支护桩组1内形成多边形支撑框122，腰梁12之间固定连接，可采用焊接、铆接等多种手段固定，多边形支撑框122在水平方向保持造型一致。支护桩11顶部设置有上连接槽16，所述的支护桩11通过所述上连接槽16连接附加挡板4。所述的附加挡板4侧边设置有侧连接槽43，所述的附加挡板4通过所述侧连接槽43相互连接并通过附加灌浆孔浇灌水泥固定。附加挡板4与支护桩11之间也可通过水泥密封。所述的支护桩11底部设置有内凹的收纳槽13，所述的收纳槽13内设置有气囊5，所述的支护桩11内设置有连接气囊5的气管14，所述的支护桩11顶部设置有连接有气管14的进气口17。所述的支护桩11上设置有与所述气管14相配合的流量阀15，所述的流量阀15设置在所述支护桩11暴露在外的位置。所述的附加挡板4上设置有与所述进气口17相配合的附加气管41，所述的附加挡板4顶部设置有连接所述附加气管41的附加进气口44。所述的附加挡板4上设置有与所述附加气管41相配合的附加流量阀42，所述的附加流量阀42设置在所述附加挡板4暴露在外的位置。所述的支护桩11内侧设置有配重滑道18，所述的配重滑道18上可拆卸的滑动有配重块19。
一种基坑施工稳定沉降方法，包括以下几个步骤，步骤A：在基坑开挖前，于基坑周缘设置支护桩组1将基坑包围，支护桩组1的深度大于基坑开挖深度。支护桩组1内支护桩高度一致，伸出地面的高度也一致。支护桩组1的界面形状最好为正多边形或者圆形，尽量每条边的长度一致。支护桩组1内支护桩之间通过水泥固定密封。在埋入支护桩11的同时，收纳在收纳槽13内的气囊5也同时带入到地底。由于土质较软，即使在支护桩11底部开设收纳槽13，只要收纳槽13体积不大则对支护桩11的埋入不会造成较大的影响。步骤B：支护桩组1内每个支护桩11内侧都固定连接腰梁12，然后将腰梁12首尾相接在支护桩组1内形成正多边形的多边形支撑框122，相接时优选通过焊接固定，或者通过铆接固定。此时多边形支撑框122处于完全水平状态与水平线的夹角为0且每个支护桩11都固定连接。随后在支护桩组1上安装若干个传感器，传感器为竖直传感器。
步骤C：在基坑区域内设置疏干井2，疏干井2的深度大于基坑开挖深度，在支护桩组1外设置有减压井3，减压井3的深度大于基坑开挖深度、小于支护桩组1插入深度，随后对基坑进行开挖。步骤D：在开挖过程中，疏干井2对开挖区域进行抽水疏干，减压井3对开挖区域外土层进行减压。步骤E：在开挖过程以及开挖结束中通过传感器检测支护桩组1的倾斜状态，如果支护桩组1发生倾斜，则向倾斜侧的支护桩11充气，让其底部的气囊5探出膨胀，气囊5的形状可以具有颈口结构，既上细下粗，这样气囊可以在支护桩11外完全展开。气囊完全伸出后可以加大受力面积减缓沉降或者将相应的支护桩11顶起。同时还可以放气，调整整个支护桩组1的姿态。如果此时仍然无法避免支护桩11倾斜则在相对的支护桩11上增加配种块19，保证沉降时支护桩组1整体竖直沉降，支护桩组11竖直后取出配种块19以及将气囊5放气收纳。支护桩组1发生沉降后，如果沉降严重可在支护桩11顶部安装附加挡板4，并且将相邻附加挡板4固定连接，保证支护桩组11顶部始终伸出在基坑外。支护桩11与附加挡板4、附加挡板4之间通过水泥固定。附加挡板4上仍具有进气通道，加装附加挡板4后不影响气囊的使用。步骤G：基坑开挖结束、支护桩组1沉降稳定后，对基坑底部进行土壤固化处理，然后进行桩基浇筑，最后在桩基底部与支护桩11之间进行薄膜防水密封。
本方法适用于较小基坑，对于小基坑来说，其水泥固定后的支护桩组1可以看做一个受力整体，能较好的进行矫正。为了受力均匀，本方法中对支护桩组1的结构有限定，最好为正多边形和圆形，这样多边形支撑框122才能受力均匀，避免多边形支撑框122与支护桩组1脱离。本发明还需控制系统，在基坑的开挖以及后续浇筑时，都通过传感器对支护桩组1的竖直姿态进行监控，如果支护桩组1倾斜，则通过传感器将数据传输至控制系统，控制系统控制充气设备让相应支护桩1底部的气囊5展开，就行纠正，如果沉降严重，还可以通过配种块19进行姿态调整。一般的气囊5的展开可以让控制系统进行自动化处理，既由传感器传送数据后，控制系统自行决定充放气以及充放气程度。而配种块19的添加为人工处理，但是控制系统可以给与配种块19配种的位置和重量。通过这些设置保证支护桩组1沉降角度和位置的稳定，避免对后期桩基浇筑造成影响，以及避免沉降时支护桩组1破损，造成渗水等事故。
