CN105350543A - 深基坑单通道开挖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深基坑单通道开挖方法，包括如下步骤：第一步：在通道开挖边界进行防护桩施工；第二步：冠梁施工；第三步：土方开挖施工；第四步：边坡加固；边坡加固采用锚索和土钉结合的方式；第五步：基底处理；本发明的有益效果如下：通过在既有建筑物一侧的基坑边坡采用防护桩、锚索和土钉结合的方式，有效改善土体稳定性，同时对于单通道深基坑的土方开挖采用分区开挖的方式，可以实现基坑底部建筑物施工与下一区域土方开挖同时进行，提高施工效率。

Description

深基坑单通道开挖方法

技术领域

本发明涉及一种基坑开挖技术邻域，尤其是一种深基坑单通道开挖方法。

背景技术

深基坑工程为：（一）开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。（二）开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。

随着建设工程环境的复杂化，大部分深基坑开挖过程中已经不具备能够按照建筑安全标准放坡的条件，因此，在开挖过程中，需要对边坡进行支护，目前大部分边坡支护采用挂网喷锚的支护方式，但是此种方式不适用于基坑周边环境较为复杂的地质条件，比如基坑边界距离既有建筑物较近，仅仅使用挂网喷锚支护的方式不足以承受既有建筑物的压力，如果不进行有效支护，则可能引起塌方，或者影响既有建筑物下部土体的稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种深基坑单通道开挖方法，通过在既有建筑物一侧的基坑边坡采用防护桩、锚索和土钉结合的方式，有效改善土体稳定性，同时对于单通道深基坑的土方开挖采用分区开挖的方式，可以实现基坑底部建筑物施工与下一区域土方开挖同时进行，提高施工效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种深基坑单通道开挖方法，包括如下步骤：

第一步：在通道开挖边界进行防护桩施工；

第二步：冠梁施工；

第三步：土方开挖施工；土方开挖采用分区开挖的方式进行，将通道区域分为第一区、第二区和第三区，按照顺序依次开挖；

第四步：边坡加固；边坡加固采用锚索和土钉结合的方式；

第五步：基底处理。

所述第一步包括在通道边界外侧有既有建筑部位施工钻孔灌注桩。

所述第二步包括使用连续冠梁将同一侧完成的钻孔灌注桩顶部连成一体结构。

所述第三步包括按照顺序依次开挖第一区、第二区和第三区的土方，每一个区域开挖过程中采用分层分段开挖的方式进行，在边坡坡度小于1:0.5的区域进行土钉墙施工。

所述第四步在每一区域土方开挖后就进行边坡加固，然后在进行下一区域的土方开挖，同时在坡度小于1:0.5的边坡砌筑混凝土挡土墙。

所述第五步包括基层混凝土施工和坡底排水沟施工。

本发明的有益效果如下：通过在既有建筑物一侧的基坑边坡采用防护桩、锚索和土钉结合的方式，有效改善土体稳定性，同时对于单通道深基坑的土方开挖采用分区开挖的方式，可以实现基坑底部建筑物施工与下一区域土方开挖同时进行，提高施工效率。

附图说明

图1是第一区土方开挖状态示意图；

图2是第一区边坡加固完成状态示意图；

图3是图2中的部放大图；

图4是第二区边坡加固状态示意图；

图5是图4中的部放大图；

图6是第三区土方开挖状态示意图；

图7是基坑底部建筑物施工状态示意图；

图8是实施例平面布置图；

图9是图8中的部放大图；

图10是开挖断面示意图。

在附图中：1、第一区；2、第二区；3、第三区；4、土钉；5、锚索；6、明洞第一节；7、排水沟；8、防护桩；9、冠梁；10、挡土墙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

综上所述，本发明公开了一种深基坑单通道开挖方法，其包括如下步骤：

第一步：在通道开挖边界进行防护桩施工；

第二步：冠梁9施工；

第三步：土方开挖施工；土方开挖采用分区开挖的方式进行，将通道区域分为第一1区、第二区2和第三区3，按照顺序依次开挖；所述第三步包括按照顺序依次开挖第一区1、第二区2和第三区3的土方，每一个区域开挖过程中采用分层分段开挖的方式进行，在边坡坡度小于1:0.5的区域进行土钉墙施工（参见附图1-6）。

第四步：边坡加固；边坡加固采用锚索5和土钉6结合的方式；所述第四步在每一区域土方开挖后就进行边坡加固，然后在进行下一区域的土方开挖，同时在坡度小于1:0.5的边坡砌筑混凝土挡土墙10。

第五步：基底处理，所述第五步包括基层混凝土施工和坡底排水沟7施工。

所述第一步包括在通道边界外侧有既有建筑部位施工钻孔灌注桩。

所述第二步包括使用连续冠梁将同一侧完成的钻孔灌注桩顶部连成一体结构。

本发明以单通道开挖并修建明洞为实施例进行说明，本项目位于山西省阳泉市，南起南大西街，穿越工业学校与上跨石太铁路立交桥相接，进口与出口位置地形均呈高路基形式。设计进口里程KO+039，出口里程KO+236.067，全长197.067米，隧道洞身主要穿越填筑土、黏土、强风化砂岩、中风化砂岩、微风化砂岩，采用明挖法施工，基坑南高北低（参见附图8）。

临近基坑的住宅楼、教学楼段落采用支护桩+预应力锚索支护方案，隧道进口变压器房处直接采用预应力锚索支护，对于有条件放坡地段采用挂网喷浆+土钉墙的支护方案，支护桩直径1m，间距1.3m。预应力锚索纵向每2.6米，上下间隔4-5米设置一道，采用7根直径12.7mm的高强钢绞线，锚索长11.5-28.5m，其中锚固段长度为6.5-19.5m；土钉墙支护处边坡坡率1：0.5，土钉间距1.0m，采用直径25mm的带肋钢筋作为钉材。

在具体施工过程中，考虑拆迁进度和南西大街雨水排放污染道路问题，首先开挖居民楼（KO+166.2～K0+203.7）段和教学楼段的土方至桩顶标高，施工此处支护桩，支护桩施工完成后，施工冠梁。待居民楼处施工冠梁时，修筑南大西街马道和基坑两侧截水沟。

居民楼处冠梁施工完毕后，从出口方向向进口方向挖土。为了缩短工期，尽快挖到底部，以保证尽快开始明洞结构的施工，同时挖土支护同步平行作业，需要将现场分为三个挖土施工区段，每个区段保证有三个20米左右的施工小段，便于循环施工；从上至下开挖，每个施工区段按3米一层，开挖后随着支护，待挖土回过头来，支护已经完成并且具有一定强度，可进行下层开挖。每开挖一层需要做好基坑两侧排水措施，设置中间高，两侧低的坡度，修筑临时排水沟，雨后基坑内有积水要及时抽水。开挖区段划分示意图参见附图1.

第一区段开挖至基坑底部后，施做坑底排水沟，同时继续开挖第二段。待基坑排水沟完成后，施工明洞结构（参见附图7），因为基坑上方无法浇筑混凝土，运料通道只有进口一个方向，只能待第一节顶板浇筑后再施做下一节，第二节绑扎钢筋时，第一节顶板强度基本上已经达到75%以上，拆除第一节的支架和模板，运至第二节使用，依次类推，直至明洞结构完成。明洞结构进行第四节施工时，土方已经开挖完成，需要提前找好临时存土场，待明洞结构完成后，利用西垴二巷便道，从K0+170处做一个马道下去，分层回填夯实。

在施工冠梁的同时，从南大西街施工上坡马道，做为出土通道。首先拆除围墙，在南大西街封闭半幅路面，使用围挡围护，设置交通疏通标识，然后从上部向下部开始拆除片石。片石拆除时必须使用上下运输工具，不得让石头滚落，防止人员伤害。片石拆除完毕后，从底部按照1:3的坡率修建马道，马道应向西倾斜，减小与南大西街的交角，以便于车辆出入。马道出口处设置洗车点，对运土车辆的轮胎进行冲洗，防止污染道路路面。

清除基坑上口附近的杂物，拆改地下管道和管线，从基坑边算起，5米范围内堆载不得超过2t/m2，不得有超载车辆通行，相对于基坑深度h的长度范围内不得堆放杂土、建筑垃圾等，并且保证排水通畅，不得在锚索和土钉长度范围内积水，防止雨水侵泡降低拉应力，至基坑坍塌。修筑基坑上口两侧截水沟后才可开挖施工。

本段地层穿越填筑土、粉质黏土、强-微风化砂岩等地层，使用三台挖掘机，从出口方向向进口方向分台阶后退式开挖，挖掘机直接挖、装，在地质岩层较硬时采用破碎锤破碎后挖除。为了保证工序的连续性，将通道划分为三个区段，分别为K0+130--K0+236.067、K0+076--K0+130及剩余段落，每个区段内应能划分成三个小段，从上至下每3米一层，每一小段开挖完成后即开始支护作业，回头向下开挖时，支护的坡面已经完成并有一定的强度。同时，为了保证明洞施工的连续性，第一区段应该保证两节明洞结构作业空间，即基坑底部里程保证K0+190--K0+236.067。在每个区段的最后一小段开挖时，自上向下形成1:3的临时出土马道，马道宽度为8米左右，保证两辆车上下行驶。基坑开挖前技术人员根据边坡坡率和实测深度算出基坑顶部位置，测量放样，并撒出白灰线。

在防护桩支护地段开挖时，因为开挖后要施工预应力锚索，为了缩短工期，首先开挖防护桩处土方，至便于锚索施工的位置，然后开挖中间部分，并且留出5米的作业平台，待预应力锚索二次注浆后，再将作业平台挖除。如下页图所示：然后继续开挖，到下一层施工时，锚固体强度达到70%以上时，使用脚手架搭设张拉作业平台，进行张拉作业。

在土钉墙、挂网喷射混凝土和喷素混凝土支护地段开挖时，先挖取两侧边坡位置的土方，形成20米长，5米宽的沟槽，然后向中间部分相对开挖，同时施工土钉墙等支护施工。中间施工完成后再向下一个20米推进，本区段完成后，回头向下开挖。两侧边坡应随开挖随留出设计坡度，必要时进行二次修坡。并且按照设计设置二级平台，平台宽度为2米，浇筑0.3m厚的混凝土，并设置4%的横向排水坡。

在强风化砂岩、中风化砂岩等较坚硬的地层施工时，应先使用破碎锤破碎为边长50cm以下的小块，再使用挖掘机装车运走，车辆上下坡道时会有土石滚落的危险，所以装车不得超过护栏，最上面的土石要有稳定性，必要时覆盖防护网。运输土层时要覆盖帆布，防止扬尘。在南大西街围挡出口处要设置洗车设备，对出行车辆的轮胎进行冲洗，防止污染路面。

基坑开挖过程中，要注意天气变化，在雨水来临之前设置临时排水沟，引导雨水向出口方向有序排出，避免土石被冲到北侧上跨桥0号台处，影响上跨桥施工。基坑开挖至底部后人工清理基底，施工基底排水沟。

总之，本发明通过在既有建筑物一侧的基坑边坡采用防护桩、锚索和土钉结合的方式，有效改善土体稳定性，同时对于单通道深基坑的土方开挖采用分区开挖的方式，可以实现基坑底部建筑物施工与下一区域土方开挖同时进行，提高施工效率。

Claims (6)

1.一种深基坑单通道开挖方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步：在通道开挖边界进行防护桩施工；

第二步：冠梁施工；

第三步：土方开挖施工；土方开挖采用分区开挖的方式进行，将通道区域分为第一区、第二区和第三区，按照顺序依次开挖；

第四步：边坡加固；边坡加固采用锚索和土钉结合的方式；

第五步：基底处理。

2.根据权利要求1所述的深基坑单通道开挖方法，其特征在于：所述第一步包括在通道边界外侧有既有建筑部位施工钻孔灌注桩。

3.根据权利要求2所述的深基坑单通道开挖方法，其特征在于：所述第二步包括使用连续冠梁将同一侧完成的钻孔灌注桩顶部连成一体结构。

4.根据权利要求3所述的深基坑单通道开挖方法，其特征在于：所述第三步包括按照顺序依次开挖第一区、第二区和第三区的土方，每一个区域开挖过程中采用分层分段开挖的方式进行，在边坡坡度小于1:0.5的区域进行土钉墙施工。

5.根据权利要求4所述的深基坑单通道开挖方法，其特征在于：所述第四步在每一区域土方开挖后就进行边坡加固，然后在进行下一区域的土方开挖，同时在坡度小于1:0.5的边坡砌筑混凝土挡土墙。

6.根据权利要求5所述的深基坑单通道开挖方法，其特征在于：所述第五步包括基层混凝土施工和坡底排水沟施工。