CN108867692A - 城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法 - Google Patents

城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法 Download PDF

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王海斌
李钢
李学荣
乔国华
王昭军
吉艳雷
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00—Independent underground or underwater structures; Retaining walls
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
    • E02D17/02—Foundation pits
    • E02D17/04—Bordering surfacing or stiffening the sides of foundation pits

Abstract

本发明提供了一种城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，包括以下步骤：1)隧道基坑开挖之前，在临近建筑物与基坑围护结构预设位置之间的土层中根据所述临近建筑物沿着开挖方向的长度设置第一预定长度的第一隔离结构；2)在所述基坑围护结构预设位置的两侧分别设置第二预定长度的第二隔离结构；3)在所述基坑围护结构预设位置施作基坑围护结构；4)分段挖掘隧道基坑。施工安全高效、容易操作、便于推广应用。

Description

城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法。
背景技术
在城市临近建筑物大断面明挖隧道施工中，与隧道基坑临近的高大建筑物对周边地层和基坑产生较大的不平衡应力，在隧道挖掘过程中容易造成紧邻基坑建筑物的不均匀沉降、倾斜，影响建筑物的使用功能和安全，存在一定的安全隐患；传统的施工方法进度慢、工效低，开挖面循环衔接性差，相互干扰大，施工质量得不到充分保证，因此需要选择一种能适应地质变化而迅速过渡的施工方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，极大的降低了大断面明挖隧道基坑挖掘对临近建筑物的影响，施工安全高效、容易操作、便于推广应用。
本发明提供的城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，包括以下步骤：1)隧道基坑开挖之前，在临近建筑物与基坑围护结构预设位置之间的土层中根据所述临近建筑物沿着开挖方向的长度设置第一预定长度的第一隔离结构；2)在所述基坑围护结构预设位置的两侧分别设置第二预定长度的第二隔离结构；3)在所述基坑围护结构预设位置施作基坑围护结构；4)分段挖掘隧道基坑。
优选地，所述基坑围护结构预设位置与所述临近建筑物之间的距离至少为所述基坑宽度的1/4。
优选地，所述第一预定长度大于所述临近建筑物沿着开挖方向的长度。
优选地，所述第二预定长度大于所述临近建筑物沿着开挖方向的长度。
优选地，所述第一隔离结构为隔离排桩或格栅式搅拌桩，所述第二隔离结构为水泥搅拌排桩。
优选地，所述第一隔离结构为隔离排桩，所述方法还包括在所述隔离排桩的顶部设置桩顶冠梁。
优选地，所述方法还包括通过设置钢筋混凝土板梁连接所述隔离排桩与所述围护结构。
优选地，所述第一隔离结构为格栅式搅拌桩，所述格栅式搅拌桩为由多个水泥搅拌桩分别以平行于隧道中轴线方向和垂直于隧道中轴线方向交错排列构成的格栅结构。
优选地，步骤4)分段挖掘隧道基坑，包括：针对每一段隧道基坑，在挖掘的同时施作支护；待挖掘完成后架设浇筑模板，对此段隧道基坑的底板、侧板及顶板进行浇筑。
优选地，该方法还包括：隧道基坑开挖之前，针对所述临近建筑物建立用于在施工中对所述临近建筑物的沉降、位移、建筑倾斜以及裂缝情况进行监测的监测点。
本发明提供的城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，通过在临近建筑物与基坑围护结构预设位置之间的土层中设置第一隔离结构对临近建筑物进行保护；通过先施作所述基坑围护结构，再进行隧道基坑的挖掘，极大降低了大断面明挖隧道基坑挖掘对临近建筑物的影响，施工安全高效、容易操作、便于推广应用。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是根据本发明一种实施方式的城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法中隧道基坑、隔离排桩和水泥搅拌排桩的横向结构示意图；
图2是根据本发明一种实施方式的城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法中隧道基坑、格栅式搅拌桩和水泥搅拌排桩的横向结构示意图。
附图标记说明
1 临近建筑物 2 基坑围护结构
3 隔离排桩 4 水泥搅拌排桩
5 格栅式搅拌桩
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。
如图1-图2所示，本发明提供一种城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，包括以下步骤：1)隧道基坑开挖之前，在临近建筑物1与基坑围护结构2预设位置之间的土层中根据所述临近建筑物1沿着开挖方向的长度设置第一预定长度的第一隔离结构；2)在所述基坑围护结构2预设位置的两侧分别设置第二预定长度的第二隔离结构；3)在所述基坑围护结构2预设位置施作基坑围护结构2；4)分段挖掘隧道基坑。
在城市临近建筑物大断面明挖隧道施工中，由于与隧道基坑临近的高大建筑物对周边地层和基坑产生较大的不平衡应力，在隧道挖掘过程中容易造成紧邻基坑建筑物的不均匀沉降、倾斜，影响建筑物的使用功能和安全，存在安全隐患。因此根据本发明的技术方案，首先按照步骤1)对临近建筑物进行保护，隧道基坑开挖之前，在临近建筑物1与基坑围护结构2预设位置之间的土层中根据所述临近建筑物1沿着开挖方向的长度设置第一预定长度的第一隔离结构，以确保临近建筑物1的安全；之后按照步骤2)在所述基坑围护结构2预设位置的两侧分别设置第二预定长度的第二隔离结构，以对所述基坑围护结构2两侧的土体进行加固；之后按照步骤3)在所述基坑围护结构2预设位置施作基坑围护结构2；在所述基坑围护结构2施作完成之后再进行步骤4)分段挖掘隧道基坑。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述基坑围护结构2为地下连续墙。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述基坑围护结构2预设位置与所述临近建筑物1之间的距离至少为所述基坑宽度的1/4。例如，所述基坑的设计宽度为18米，所述基坑围护结构2预设位置与所述临近建筑物1之间的距离至少为4.5米，以保证所述临近建筑物1的安全。
根据本发明的一种实施方式，所述第一预定长度大于所述临近建筑物1沿着开挖方向的长度。优选地，所述第一隔离结构的第一预定长度分别超出所述临近建筑物1两端各5米，更好的保证所述临近建筑物1的安全。
根据本发明的一种实施方式，所述第二预定长度大于所述临近建筑物1沿着开挖方向的长度。优选地，所述基坑围护结构2的第二预定长度分别超出所述临近建筑物1两端各5米，更好的增加所述基坑围护结构2两侧土体的稳定性。
根据本发明的一种实施方式，所述第一隔离结构为隔离排桩3或格栅式搅拌桩5，所述第二隔离结构为水泥搅拌排桩4。
对所述临近建筑物1附件的土体进行地质勘查，根据土体的组成情况选择所述第一隔离结构的形式。例如：当所述土体为淤泥质和砂层结构，如图1所示，选择所述第一隔离结构为隔离排桩3，以对土体进行加固降低施作所述基坑围护结构2时塌孔的风险；当所述土体为泥浆质回填土结构，土体结构支持度差，如图2所示，选择所述第一隔离结构为格栅式搅拌桩5，以对对土体进行加固，以保证能够顺利施作所述基坑围护结构2，并防止基坑变形。
根据本发明的一种实施方式，所述第一隔离结构为隔离排桩3，所述方法还包括在所述隔离排桩3的顶部设置桩顶冠梁，以增强所述隔离排桩3的稳定性。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述方法还包括通过设置钢筋混凝土板梁连接所述隔离排桩3与所述围护结构2，以增强所述隔离排桩3和所述围护结构2的稳定性。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述隔离排桩3由多个旋喷桩咬合排列组成。
根据本发明的一种实施方式，优选地，所述第一隔离结构为格栅式搅拌桩5，所述格栅式搅拌桩5为由多个水泥搅拌桩分别以平行于隧道中轴线方向和垂直于隧道中轴线方向交错排列构成的格栅结构，以增强对土层的加固效果。
根据本发明的技术方案，在挖掘前对所述临近建筑物1与所述基坑围护结构2之间的土体，以及所述基坑围护结构2两侧的土体进行加固，在挖掘的过程中，采用分段开挖的方式，并可以使用机械挖掘以提高施工的效率，并尽快挖掘封闭以尽量减少对所述临近建筑物1附件土体的扰动，最大程度降低对所述临近建筑物1的影响。
根据本发明的一种实施方式，步骤4)分段挖掘隧道基坑，包括：针对每一段隧道基坑，在挖掘的同时施作支护；待挖掘完成后架设浇筑模板，对此段隧道基坑的底板、侧板及顶板进行浇筑。
根据本发明的一种实施方式，针对每段待挖掘隧道基坑，采用分层挖掘的方式纵向放坡开挖，并为所述基坑围护结构2施作冠梁。
根据本发明的一种实施方式，针对每段待挖掘隧道基坑，每挖掘一层，及时施作支护，所述支护包括：边开挖边进行混凝土旋喷支护，挖掘到支撑底部时，施作钢围檩及钢管支撑。
根据本发明的一种实施方式，针对每段隧道基坑，挖掘支护完成后，拆除各钢围檩及钢管支撑，架设浇筑模板，对此段隧道基坑的底板、侧板及顶板进行浇筑。
根据本发明的技术方案，该方法还包括：隧道基坑开挖之前，针对所述临近建筑物1建立用于在施工中对所述临近建筑物1的沉降、位移、建筑倾斜以及裂缝情况进行监测的监测点，可以根据各项监测数据对施工流程进行相应的调整，以保证施工的安全性。
根据本发明的一种实施方式，监测的内容为：建筑沉降、建筑位移、建筑倾斜以及建筑裂缝监测。
根据本发明的一种实施方式，由于地下水位的变化对所述临近建筑物1的沉降影响较大，因此在所述第一隔离结构与所述临近建筑物之间布置多个个水位监测孔，以对地下水位进行监测。
本发明提供的城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，通过在临近建筑物1与基坑围护结构2预设位置之间的土层中设置第一隔离结构对临近建筑物进行保护；通过先施作所述基坑围护结构2，再进行隧道基坑的挖掘，极大降低了大断面明挖隧道基坑挖掘对临近建筑物的影响，施工安全高效、容易操作、便于推广应用。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种城市大断面明挖隧道临近建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)隧道基坑开挖之前，在临近建筑物(1)与基坑围护结构(2)预设位置之间的土层中根据所述临近建筑物(1)沿着开挖方向的长度设置第一预定长度的第一隔离结构；
2)在所述基坑围护结构(2)预设位置的两侧分别设置第二预定长度的第二隔离结构；
3)在所述基坑围护结构(2)预设位置施作基坑围护结构(2)；
4)分段挖掘隧道基坑。
2.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述基坑围护结构(2)预设位置与所述临近建筑物(1)之间的距离至少为所述基坑宽度的1/4。
3.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述第一预定长度大于所述临近建筑物(1)沿着开挖方向的长度。
4.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述第二预定长度大于所述临近建筑物(1)沿着开挖方向的长度。
5.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述第一隔离结构为隔离排桩(3)或格栅式搅拌桩(5)，所述第二隔离结构为水泥搅拌排桩(4)。
6.根据权利要求5所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述第一隔离结构为隔离排桩(3)，所述方法还包括在所述隔离排桩(3)的顶部设置桩顶冠梁。
7.根据权利要求6所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述方法还包括通过设置钢筋混凝土板梁连接所述隔离排桩(3)与所述围护结构(2)。
8.根据权利要求5所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，所述第一隔离结构为格栅式搅拌桩(5)，所述格栅式搅拌桩(5)为由多个水泥搅拌桩分别以平行于隧道中轴线方向和垂直于隧道中轴线方向交错排列构成的格栅结构。
9.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，步骤4)分段挖掘隧道基坑，包括：
针对每一段隧道基坑，在挖掘的同时施作支护；
待挖掘完成后架设浇筑模板，对此段隧道基坑的底板、侧板及顶板进行浇筑。
10.根据权利要求1所述的建筑物保护及隧道基坑挖掘方法，其特征在于，该方法还包括：隧道基坑开挖之前，针对所述临近建筑物(1)建立用于在施工中对所述临近建筑物(1)的沉降、位移、建筑倾斜以及裂缝情况进行监测的监测点。
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