CN107700493B - 软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法，在所述软土地铁基坑的每个土块的中间部分开挖时，在所述中间部分的两侧预留盆边护壁土，预留的所述盆边护壁土的宽度由所述软土地铁基坑的深度确定：所述软土地铁基坑的深度小于10米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为3‑4米；所述软土地铁基坑的深度为10‑18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为4‑5米；所述软土地铁基坑的深度大于18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为5‑6米。本发明的软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法比以往传统的开挖方法大大缩短了基坑的无支撑暴露时间，达到约束围护结构变形的显著效果。

Description

软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法

技术领域

本发明涉及土木行业轨道交通领域，特别涉及一种软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法。

背景技术

由于软土的流变性，地铁基坑开挖过程中必然会引起引起周边地层的变形，如何控制基坑变形，刘建航院士在上海地铁一号线修建过程中提出了“时空效应”，并从地铁领域逐步推广到其他大型基坑工程中，形成了以“时空效应”理论为基础的土方开挖方法。根据地铁基坑的特点，依据“时空效应”理论形成了斜面分层、分段、分块的基坑开挖方法。传统的地铁基坑开挖随着生产技术的发展，传统的理论遇到了实践的难题：

如直撑区域采用分块开挖支撑时，由于坑内的小挖机均需占有一定的空间，某块土方开挖后需要超前挖除下一块土方满足挖机站位后才能架设已挖除土方的支撑，这时超前挖除的土方由于小挖机的站位而不能架设支撑，在无支撑暴露状态下，软土的流变作用使得这部分基坑围护持续发生变形；

如采用分坑施工时，由于封堵墙的存在，往往导致部分区域的支撑间距宽度不能调整，从而使得挖机的吊装空间不够，此时一般采用多挖多架法，即挖机从预留的吊装孔出开始挖土，直至把所需挖除的土方全部挖完，然后再退回至预留好的吊装孔吊出挖机，再来架设土方挖除区域的支撑。由于挖除的土方较多，基坑围护的无支撑暴露时间较长，会加剧围护体系的变形。

目前端头井区域的开挖方法具有很大的随意性，为了施工的便利性，一般采用先中间后角部的挖土方法、先角部后中间的支撑架设顺序。但是根据基坑的空间效应，角部的位移最小，离角部越远位移越大。这种情况下变形大的点处土方最早挖除而支撑最晚架设，同样使得基坑变形过大。

另外为了挖土方便和机械限制，同一横断面上挖土时多先挖除根部土方，这样极易导致围护结构被动区土体的超挖以及反复加卸载引起的土体强度降低，从而加大围护结构的变形。

发明内容

为了克服背景技术中提到的至少一个问题，本发明提出一种基坑围护的无支撑暴露时间较短的软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法，其特征在于，在所述软土地铁基坑的每个土块的中间部分开挖时，在所述中间部分的两侧预留盆边护壁土，预留的所述盆边护壁土的宽度由所述软土地铁基坑的深度确定：所述软土地铁基坑的深度小于10米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为3-4米；所述软土地铁基坑的深度为10-18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为4-5米；所述软土地铁基坑的深度大于18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为5-6米。

可选的，所述软土地铁基坑为软土地铁长条形基坑。

可选的，所述软土地铁长条形基坑的左侧端头斜撑处部分采用半圆形盆式开挖法，中间直撑标准段部分采用正“凸”形盆式开挖法，右侧封堵墙端头处部分采用反“凸”形盆式开挖法。

可选的，所述半圆形盆式开挖法为先开挖无支撑处的半圆形土方，再开挖斜撑处的角部土方。

可选的，所述正“凸”形盆式开挖法为先挖除本块土和下块土中间部位的土方，再挖除本块土两侧的护壁土方并安装支撑。

可选的，所述反“凸”形盆式开挖法为先挖除前进方向中间的土方，留土护壁，再逆向逐块挖除两侧的护壁土并安装支撑。

本发明软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法的有益效果：本发明软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法对于软土地铁长条形基坑，通过灵活运用小尺度块内盆式挖土法，基坑每个土块的中间部分开挖时，两侧预留盆边护壁土可以有效约束该处基坑围护结构的变形，即可近似认为每个土块开挖过程中基坑的无支撑暴露时间仅为两侧预留盆边护壁土的开挖时间、钢支撑牛腿焊接时间、钢支撑架设及施加预应力时间之总和，不包含每个土块中间部分的开挖时间，比以往传统的开挖方法大大缩短了基坑的无支撑暴露时间，达到约束围护结构变形的显著效果。

附图说明

图1为本发明的软土地铁长条形基坑开挖顺序示意图。

图2为具有端头井的斜撑区域的半圆形盆式开挖顺序示意图。

图3为不具有端头井的斜撑区域的半圆形盆式开挖顺序示意图。

图4为直撑区域的正“凸”形盆式开挖顺序示意图。

图5为直撑区域的反“凸”形盆式开挖顺序示意图。

图6为基坑两侧盆边护壁土预留宽度示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。从而使本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法，在所述软土地铁基坑的每个土块的中间部分开挖时，在所述中间部分的两侧预留盆边护壁土，预留的所述盆边护壁土的宽度由所述软土地铁基坑的深度确定：所述软土地铁基坑的深度小于10米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为3-4米；所述软土地铁基坑的深度为10-18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为4-5米；所述软土地铁基坑的深度大于18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为5-6米。

以所述软土地铁基坑为软土地铁长条形基坑为例，图1为本发明的软土地铁长条形基坑开挖顺序示意图，即图中数字代表土方开挖顺序，每一块土方开挖后即架设该区域钢支撑，所述软土地铁长条形基坑的左侧端头斜撑处部分采用半圆形盆式开挖法，中间直撑标准段部分采用正“凸”形盆式开挖法，右侧封堵墙端头处部分采用反“凸”形盆式开挖法，所述半圆形盆式开挖法为先开挖无支撑处的半圆形土方，再开挖斜撑处的角部土方，所述正“凸”形盆式开挖法为先挖除本块土和下块土中间部位的土方，再挖除本块土两侧的护壁土方并安装支撑，所述反“凸”形盆式开挖法为先挖除前进方向中间的土方，留土护壁，再逆向逐块挖除两侧的护壁土并安装支撑。上述各开挖方法请参考图2-图5，图2为具有端头井的斜撑区域的半圆形盆式开挖顺序示意图；图3为不具有端头井的斜撑区域的半圆形盆式开挖顺序示意图；图4为直撑区域的正“凸”形盆式开挖顺序示意图；图5为直撑区域的反“凸”形盆式开挖顺序示意图，与图1类似，图2-图5中的数字代表土方开挖顺序，每一块土方开挖后即架设该区域钢支撑。

盆边土宽度根据深度的不同而取相应值，图6为基坑两侧盆边护壁土预留宽度示意图。开挖第一、第二层土方时，两侧预留盆边土宽度4米；开挖第三层土方时，两侧预留盆边土宽度5米；开挖第四层及以下土方时，两侧预留盆边土宽度6米。采用小尺度块内盆式挖土方法后，精确控制每块土方的盆边土开挖时间和支撑架设时间，控制每块土方开挖过程中无支撑暴露时间(第一、二层土方为16小时内、第三层土方为12小时内、第四层及以下土方为8小时内)。

通过严格执行小尺度块内盆式挖土方法，能够合理确定每个开挖空间的大小及其相对的位置关系，更好的控制每个开挖步骤的时间，从而减少基坑无支撑暴露时间，可以将软土地铁常规施工条件下的条形基坑围护深层水平位移完全控制在一级基坑的1.4‰倍的开挖深度范围内，明显高于目前软土地铁基坑的围护变形控制普遍水平，达到约束围护结构变形的显著效果。小尺度下块内盆式挖土工艺，不仅满足了“时空效应”的理论要求，在实践中同样具有重要意义，由于影响因素多，土方开挖与支撑安装过程具有较大的不确定性，采用小尺度块内盆式挖土工艺可以大大降低由于上述原因导致的无支撑暴露时间，进而减少基坑由于非开挖因素引起的变形。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种软土地铁基坑小尺度块内盆式挖土方法，其特征在于，在开挖所述软土地铁基坑的每个土块的中间部分时，在所述中间部分的两侧预留盆边护壁土，预留的所述盆边护壁土的宽度由所述软土地铁基坑的深度确定：所述软土地铁基坑的深度小于10米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为3-4米；所述软土地铁基坑的深度为10-18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为4-5米；所述软土地铁基坑的深度大于18米时，预留的所述盆边护壁土的宽度为5-6米；所述软土地铁基坑为软土地铁长条形基坑，所述软土地铁长条形基坑的左侧端头斜撑处采用半圆形盆式开挖法，中间直撑标准段采用正“凸”形盆式开挖法，右侧封堵墙端头处采用反“凸”形盆式开挖法，所述半圆形盆式开挖法为先开挖无支撑处的半圆形土方，再开挖斜撑处的角部土方，所述正“凸”形盆式开挖法为先挖除本块土和下块土中间部位的土方，再挖除本块土两侧的护壁土方并安装支撑，所述反“凸”形盆式开挖法为先挖除前进方向中间的土方，留土护壁，再逆向逐块挖除两侧的护壁土并安装支撑。