CN104631465A - 卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法 - Google Patents

卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法 Download PDF

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刘永辉
彭真
李琦
罗云峰
吴涛
孙睿
王佳杰
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Abstract

本发明涉及一种卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，具体步骤是：基坑开挖前先进行预降水，预降水至指定深度后，分块、开槽开挖至压顶梁底1m的标高，施工压顶梁；压顶梁养护的同时，基坑内土方向下采用岛式依次开挖第一道砼围檩底至最后一道砼围檩，在每道砼围檩底开挖完成后，用支撑杆件支撑，在最后一道砼围檩和支撑杆件完成后，随即采用盆式开挖至基底标高，及时浇筑贯通垫层。本发明能满足卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖的需要，解决现有的卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工困难，成本较高，施工工期长的技术问题，加快基坑开挖速度并确保开挖过程安全性，具有现实的指导意义。

Description

卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法
技术领域
本发明涉及一种基坑开挖施工方法，具体的说，涉及一种卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖的施工方法。
背景技术
兰州某工程是兰州乃至整个西北地区的地标性建筑，主楼高度250m，为西北地区第一高楼。工程位于市中心繁华地带，周边邻近城市主干道和多幢民宅建筑，道路下有多条市政管线，周边环境保护要求较高。项目一期基坑面积约为20100m2，基坑周边延长米为558m，地下四层，开挖深度最深为23.6m，是整个西北地区最深基坑。该工程场地土质较差，土体含砂量大：工程浅部粉砂层和卵石层颗粒间细颗粒填充物普遍缺失，含泥量小，渗透系数大，透水性强；其下为砂岩层，该层具有“遇水软化、扰动后强度降低，特别是有水情况下扰动后强度急剧降低”的特征，且该层分布全场地，埋深较深。工程地下水埋深较浅，上层滞水水位为地表以下0.5～2.5m，且无统一稳定的水位面；地下孔隙潜水水位约在地表以下3.2～4.3m，且该类含水层渗透性好，水量大。
卵石自身虽然强度刚度都很大，但由于卵石层颗粒间细颗粒填充物普遍缺失，在进行放坡开挖和坡道承受挖机及土方车荷载时会表现得不是很稳定，再基于红砂岩层具有“遇水软化、扰动后强度降低，特别是有水情况下扰动后强度急剧降低”的特征，给基坑开挖造成了极大的困难和安全隐患。为保证边坡稳定，这就对放坡坡度、开挖面高差、放坡平台和开挖工序等提出了更高的要求。此外，干燥未干扰的红砂岩硬度较高，不利挖土，如果强行对干燥未干扰的红砂岩进行开挖，需要先行破碎后才能开挖，会极大的减慢施工效率、延长施工工期并增加工程成本，这也需要采取切实有效的措施来解决该问题。目前西北地区卵石层及红砂岩地质条件下深基坑开挖的实例甚少，特别是超深基坑开挖的实例几乎没有，兰州某工程基坑作为目前西北地区最深基坑，其基坑开挖方法具有极为现实的工程指导意义。随着城市建设逐步的由东向西推进，西北地区的超深基坑会越来越多，因此，需要有一种能满足西部地区卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖的施工方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工方法，来满足现场施工的需要。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，具体步骤是：基坑开挖前先进行预降水，预降水至指定深度后，分块、开槽开挖至压顶梁底1m的标高，施工压顶梁；压顶梁养护的同时，基坑内土方向下采用岛式依次开挖第一道砼围檩底至最后一道砼围檩，在每道砼围檩底开挖完成后，用支撑杆件支撑，在最后一道砼围檩和支撑杆件完成后，随即采用盆式开挖至基底标高，及时浇筑贯通垫层。
当第一道支撑杆件全部形成并达到设计强度的80%后，基坑内土方继续向下采用岛式开挖至第二道砼围檩底，施工第二道砼围檩和支撑杆件,以此类推。
基坑开挖前应先进行预降水的范围包括坑内疏干和坑外降水两部分，坑外降水：将坑外浅层地下水降至卵石层和砂岩交界面，满足围护设计要求的最小坑外水位降深；坑内疏干降水：将坑内潜水降至坑底以下1～2m。
每层土体岛式开挖时，先进行基坑角部区域的基坑开挖，再进行基坑各侧中部区域基坑开挖，随后才进行基坑中部区域基坑开挖。
为保证开挖面边坡稳定，开挖过程中采取不大于1:1.5的坡度放坡，同时开挖面高差控制在3m以内；当开挖面高差大于3m时，采用二级放坡开挖，放坡平台宽度4m。
开挖前，砂岩层表面喷洒水，以降低砂岩硬度，加快基坑开挖速度；当恰逢雨天开挖至基底后，采用覆盖彩条布来保证来浇筑垫层的基底不受雨水干扰；基坑开挖时挖土区域不考虑明排水，不布置盲沟与集水井。
本发明的有益效果是：本发明能满足卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖的现实需要，解决现有的卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工困难，施工效率缓慢，施工工期长等一些问题，加快基坑开挖速度并确保开挖过程安全性，操作简单、施工方便、缩短施工工期并节省工程造价。本发明的施工方法确保了开挖深度范围内进行挖土施工的稳定性，确保基坑开挖的安全，能提高基坑开挖过程的安全性能，使支护结构变形较小，较好的保护基坑周边建筑物的安全，进而对环境影响小。该发明对西北地区深基坑施工技术起到推动、促进作用，提升西北地区建筑业的绿色技术水平，以期更好地为城市建设服务。
附图说明
图1是本发明的土方开挖示意。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明
卵石层颗粒间细颗粒填充物普遍缺失，在进行放坡开挖和坡道承受挖机及土方车荷载时会表现得不是很稳定，且干燥未干扰的红砂岩硬度较高，不利挖土，对卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖提出了较高的要求。
如图1所示，本发明的卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工方法，包括如下步骤：基坑开挖前应先进行预降水，降水范围包括坑内疏干和坑外降水两部分，坑外降水须将坑外浅层地下水降至卵石层和砂岩交界面，且须同时满足围护设计要求的最小坑外水位降深，坑内疏干降水则须将坑内潜水降至坑底以下1～2m。预降水至指定深度后，分块、开槽开挖至压顶梁底1m的标高，施工压顶梁；压顶梁养护的同时，基坑内土方向下采用岛式开挖至第一道砼围檩底，施工第一道砼围檩和支撑杆件；第一道支撑全部形成并达到设计强度的80%后，基坑内土方继续向下采用岛式开挖至第二道砼围檩底，施工第二道砼围檩和支撑杆件,以此类推，直至最后一道砼围檩和支撑杆件完成；随即采用盆式开挖至基底标高，及时浇筑贯通垫层。每层土体岛式开挖时，先进行基坑角部区域的基坑开挖，再进行基坑各侧中部区域基坑开挖，随后才进行基坑中部区域基坑开挖。为保证开挖面边坡稳定，开挖过程中需要放坡时采取不大于1:1.5的坡度放坡，同时开挖面高差控制在3m以内。当开挖面高差大于3m时，采用二级放坡开挖，放坡平台宽度4m。确保了开挖深度范围内进行挖土施工的稳定性，确保了基坑开挖的安全，能提高基坑开挖过程的安全性能，使支护结构变形较小，进而较好的保护基坑周边建筑物的安全。
基坑开挖时挖土区域不考虑明排水，不布置盲沟与集水井。考虑到砂岩具有“遇水软化、扰动后强度降低，特别是有水情况下扰动后强度急剧降低”的特征，干燥未干扰的砂岩硬度较高，不利挖土，开挖前于砂岩层表面适量喷洒水，以降低砂岩硬度，加快基坑开挖速度。当恰逢雨天开挖至基底后因客观原因无法及时浇筑垫层，采用覆盖彩条布等措施保证未浇筑垫层的基底不受雨水干扰。以此来解决现有的卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工困难，施工效率缓慢，施工工期长等一些问题，操作简单、施工方便、缩短施工工期并节省工程造价。
工程实例：
兰州某工程基坑面积约为20100m2，基坑周边延长米为558m，地下四层，开挖深度最深为23.6m，是整个西北地区最深基坑。该工程浅部粉砂层和卵石层颗粒间细颗粒填充物普遍缺失，含泥量小，渗透系数大，透水性强，其下为红砂岩层，该层分布全场地，埋深较深。
按本发明所述的施工方法进行该基坑的基坑开挖，通过工程实践证明，本发明卵石层红砂岩地质条件下深基坑开挖施工方法很好的体现了高效施工、操作简单的特点，并在开挖过程中土体都是保持稳定的状态，支护结构的变形极小，较好的保护基坑周边建筑物的安全，工期缩减了20%以上，节省了工程造价。

Claims (6)

1.一种卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于，具体步骤是：基坑开挖前先进行预降水，预降水至指定深度后，分块、开槽开挖至压顶梁底1m的标高，施工压顶梁；压顶梁养护的同时，基坑内土方向下采用岛式依次开挖第一道砼围檩底至最后一道砼围檩，在每道砼围檩底开挖完成后，用支撑杆件支撑，在最后一道砼围檩和支撑杆件完成后，随即采用盆式开挖至基底标高，及时浇筑贯通垫层。
2.根据权利要求1所述的卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于：当第一道支撑杆件全部形成并达到设计强度的80%后，基坑内土方继续向下采用岛式开挖至第二道砼围檩底，施工第二道砼围檩和支撑杆件,以此类推。
3.根据权利要求1所述的卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于：所述基坑开挖前应先进行预降水的范围包括坑内疏干和坑外降水两部分，坑外降水：将坑外浅层地下水降至卵石层和砂岩交界面，满足围护设计要求的最小坑外水位降深；坑内疏干降水：将坑内潜水降至坑底以下1～2m。
4.根据权利要求1所述的卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于：每层土体岛式开挖时，先进行基坑角部区域的基坑开挖，再进行基坑各侧中部区域基坑开挖，随后才进行基坑中部区域基坑开挖。
5.根据权利要求1所述的卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于：为保证开挖面边坡稳定，开挖过程中采取不大于1:1.5的坡度放坡，同时开挖面高差控制在3m以内；当开挖面高差大于3m时，采用二级放坡开挖，放坡平台宽度4m。
6.根据权利要求1所述的卵石层红砂岩地质条件下的深基坑开挖施工方法，其特征在于：开挖前，砂岩层表面喷洒水，以降低砂岩硬度，加快基坑开挖速度；当恰逢雨天开挖至基底后，采用覆盖彩条布来保证来浇筑垫层的基底不受雨水干扰；基坑开挖时挖土区域不考虑明排水，不布置盲沟与集水井。
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