CN109577338A - 基坑开挖体系的施工方法 - Google Patents

基坑开挖体系的施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基坑开挖体系的施工方法,包括步骤:1)组合爆破施工;2)掏槽辅助装置设置;3)掏槽施工;4)软弱围岩加固施工;5)钻孔工作平台搭设;6)马道保护层开挖。本发明的有益效果是:本发明的斜向掏槽孔呈反射着布设,可准确控制掏槽施工范围,提升掏槽施工质量;本发明采用定位条板围合成水袋、炸药和炮泥的存放空腔,并在不同材料分界处设置了横向分割板和定位箍板,可在降低爆破材料定位和布设难度的同时,提高现场施工效率;本发明软弱围岩部位设置补强注浆管、表层固化体和补强压板,可从多个角度增强软弱围岩的整体性,改善边坡结构的受力性状。

Description

基坑开挖体系的施工方法
技术领域
本发明涉及基坑开挖体系的施工方法,属于基坑工程领域,适用于基坑开挖施工工程。
背景技术
在基坑开挖施工时,常常会遇到岩质边坡开挖的问题。对此,为降低施工对周围环境的破坏,有必要对开挖爆破结构进行研究,以节省现场施工措施费用,降低施工的难度。
现有技术中已有一种扩大基础基坑开挖装置,其特征在于通过电脑控制系统控制竖向分隔切刀及坡面切刀板,在基座上设置坡面切刀导向器控制调整坡面坡度,在坡面切刀板内部设置刀片用于切割基坑底部土体,在基座顶部设置竖向分隔切刀动力系统及竖向分隔切刀,在竖向分隔切刀底端设置刀片导向槽用于引导刀片前行切土。该施工方法虽然能准确控制开挖尺寸,并在一定程度上提高了施工效率,但是在工程适用性等方面尚存改进之处。
综上所述,现有施工方法虽在适宜的工况取得了较好的施工效果,但在提升基坑边坡支护结构整体性、节省现场施工费用等方面尚存不足。鉴于此,为有效降低现场开挖施工难度、改善边坡结构的受力性状、提高现场施工效率,目前亟待发明一种不但可以提升现场施工质量和施工结构的整体性,而且能降低现场施工难度的基坑开挖体系及施工方法。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种不但可以提升现场施工质量和施工结构的整体性,而且可以降低现场施工难度的基坑开挖体系的施工方法。
这种基坑开挖体系的施工方法,包括以下施工步骤:
1)组合爆破施工:在待开挖土层内依次布设主爆孔、缓冲孔和预裂孔,并使缓冲孔和预裂孔的长度小于主爆孔;采用定位条板和定位箍板围接形成炸药、水袋和炮泥的装设空腔;采用水压组合爆破施工工艺进行爆破施工,并通过控制缓冲孔和预裂孔的深度和炸药用量,爆破形成马道保护层和留置保护层;
2)掏槽辅助装置设置:在马道保护层与承载平台之间设置平台支墩和平台转轮,使承载平台与锚固栓管连接牢固;在内部撑杆的外撑锚板的上部和下部分别设置上撑板和下撑板,在内部撑杆与承载平台相接处设置撑杆连接板和撑杆螺栓;在支架钻机与承载平台之间设置钻机撑杆和高程调节杆,并在钻机撑杆和高程调节杆与承载平台相接处均设置压力分散板;
3)掏槽施工:在掏槽区域钻设斜向掏槽孔和竖向掏槽孔,并使斜向掏槽孔呈放射状布设,通过斜向掏槽孔和竖向掏槽孔进行爆破开挖施工,形成掏槽区域;
4)软弱围岩加固施工:在软弱围岩部位设置补强注浆管、表层固化体和补强压板;使补强压板的两侧通过连接锚筋与外侧土体连接牢固;自马道保护层向下沿竖直方向或斜向钻设补强注浆管,并在补强注浆管的外侧设置管外注浆体;
5)钻孔工作平台搭设:在外侧土体上设置坡面锚筋和平台锚筋,在底部支撑板与外侧土体之间设置板底支墩和移动转轮;在底部支撑板上部设置4~6根平台撑柱,并在相邻的平台撑柱之间设置连接横杆;平台撑柱上设置第二高程调节螺栓,平台撑柱与底部支撑板之间设置撑柱补强筋,平台撑柱与钻孔平台板之间设置角度调节轴和斜向固定杆;在平台撑柱上设置连接套环;使连接定位杆底部的杆底连接环与坡面锚筋连接;
6)马道保护层开挖:在钻孔工作平台上布设钻机,向马道保护层内钻设水平爆破孔;在马道保护层上布设钻机,钻设竖直爆破孔;同步通过水平爆破孔和竖直爆破孔进行爆破施工。
作为优选:步骤1)所述水压组合爆破结构在定位条板围接而成的环形空腔内自下向上依次设置水袋、炸药、水袋和炮泥,并在不同材料分界处设置横向分割板和定位箍板;所述定位条板采用竹片或木片或铁皮或塑料板材料;在定位条板的顶部设置连接帽板,该连接帽板通过帽板螺栓与连接螺杆连接。
作为优选:步骤2)所述锚固栓管的侧壁设置锚板伸出孔;所述高程调节杆采用钢管轧制而成,在高程调节杆上设置第一高程调节螺栓和导向转轴,在高程调节杆与支架钻机相接处设置导向定位板;
作为优选:步骤4)所述补强注浆管采用钢管或塑料管;在补强注浆管的侧壁上开设浆液渗出孔,浆液渗出孔的孔径为20~50mm;补强注浆管的顶部与连接注浆管通过连接钢体连接;
作为优选:步骤5)所述钻孔工作平台包括底部支撑板、平台撑柱、连接横杆、撑柱补强筋和钻孔平台板;所述连接套环横断面呈圆环形,其内径较平台撑柱大5~20mm,在连接套环上设置连接定位杆和套环螺栓,通过套环螺栓将连接套环与平台撑柱连接牢固。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的斜向掏槽孔呈反射着布设,可准确控制掏槽施工范围,提升掏槽施工质量。
(2)本发明采用定位条板围合成水袋、炸药和炮泥的存放空腔,并在不同材料分界处设置了横向分割板和定位箍板,可在降低爆破材料定位和布设难度的同时,提高现场施工效率。
(3)本发明软弱围岩部位设置补强注浆管、表层固化体和补强压板,可从多个角度增强软弱围岩的整体性,改善边坡结构的受力性状。
(4)本发明支架钻机布设结构现场拼装、移动方便,与马道保护层连接牢固,可节省现场施工措施费用,降低引孔施工的难度。
(5)本发明钻孔工作平台与外侧土体连接强度高,现场移动方便,顶部高程和倾斜角度可根据施工需要动态调整。
附图说明
图1是本发明基坑开挖施工流程图;
图2是组合爆破施工结构示意图;
图3是图2水压组合式爆破送药结构示意图;
图4是图2水压组合式爆破送药管横断面图;
图5是掏槽施工时掏槽辅助装置设置示意图;
图6是图5掏槽孔布设示意图;
图7是软弱围岩加固示意图;
图8是马道保护开挖施工结构示意图。
附图标记说明:1-待开挖土层;2-主爆孔;3-缓冲孔;4-预裂孔;5-定位条板;6-定位箍板;7-炸药;8-水袋;9-炮泥;10-马道保护层;11-留置保护层;12-承载平台;13-平台支墩;14-平台转轮;15-锚固栓管;16-内部撑杆;17-外撑锚板;18-上撑板;19-下撑板;20-撑杆连接板;21-撑杆螺栓;22-支架钻机;23-钻机撑杆;24-高程调节杆;25-压力分散板;26-掏槽区域;27-斜向掏槽孔;28-竖向掏槽孔;29-软弱围岩;30-补强注浆管;31-表层固化体;32-补强压板;33-连接锚筋;34-外侧土体;35-连接钢体;36-管外注浆体;37-坡面锚筋;38-平台锚筋;39-底部支撑板;40-板底支墩;41-移动转轮;42-平台撑柱;43-连接横杆;44-第二高程调节螺栓;45-撑柱补强筋;46-钻孔平台板;47-角度调节轴;48-斜向固定杆;49-连接套环;50-连接定位杆;51-杆底连接环;52-套环螺栓;53-水平爆破孔;54-竖直爆破孔;55-横向分割板;56-锚板伸出孔;57-第一高程调节螺栓;58-导向转轴;59-导向定位板;60-浆液渗出孔;61-连接注浆管;62-连接帽板;63-连接螺杆;64-帽板螺栓;65-钻孔工作平台。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
参照图2~图8所示,所述的基坑开挖体系,在待开挖土层1内依次布设主爆孔2、缓冲孔3和预裂孔4,采用水压组合爆破施工工艺进行爆破施工;在马道保护层10与承载平台12之间设置平台支墩13和平台转轮14,使承载平台12与锚固栓管15连接牢固;在支架钻机22与承载平台12之间设置钻机撑杆23和高程调节杆24;在掏槽区域26钻设斜向掏槽孔27和竖向掏槽孔28,并使斜向掏槽孔27呈放射状布设;在软弱岩层部位设置补强注浆管30、表层固化体31和补强压板32;在外侧土体34上设置坡面锚筋37和平台锚筋38,在底部支撑板39与外侧土体34之间设置板底支墩40和移动转轮41;通过水平爆破孔53和竖直爆破孔54对马道保护层10进行爆破开挖。
待开挖土层1为硬塑状态的黏性土;
主爆孔2、缓冲孔3和预裂孔4孔径为90mm,主爆孔2的间距为2m。
定位条板5采用竹片材料,宽度为2cm。
定位箍板6采用塑料板,板厚2mm。
炸药7采用乳化炸药。
水袋8内填充淡水。
炮泥9采用黏土材料。
马道保护层10的宽度为2m,高度为1m。
留置保护层11厚度为0.5m。
承载平台12采用钢板轧制而成,钢板厚度为2mm。
平台支墩13采用厚度为2mm的钢板轧制而成。
平台转轮14采用10寸的万向转轮;
锚固栓管15采用直径为100mm的钢管,钢管侧壁开孔,孔径较外锚撑板17大20mm。
内部撑杆16采用直径为30mm钢管轧制而成。
外撑锚板17采用厚度为2mm的钢板切割而成。
上撑板18和下撑板19均采用厚度为2mm的钢板轧制而成。
撑杆连接板20采用厚度为10mm的钢板,直径为300mm;
撑杆螺栓21采用内径为18mm的六角螺栓;
支架钻机22为气动潜孔钻,引孔直径为90mm。
钻机撑杆23采用外径为48mm的钢管。
高程调节杆24采用直径为60mm的钢管轧制而成。
压力分散板25采用厚度为10mm的钢板。
掏槽区域26尺寸根据具体施工情况确定。
斜向掏槽孔27和竖向掏槽孔28的孔径均为90mm。
软弱围岩29厚度为30cm,为砂岩破碎带。
补强注浆管30采用塑料管,直径为30mm。
表层固化体31厚度为20cm,由水泥砂浆固化而成。
补强压板32采用厚度为1mm的钢板轧制而成,宽度为50cm。
连接锚筋33、坡面锚筋37和平台锚筋38均采用直径为32mm的螺纹钢筋切割而成。
外侧土体34为弱风化砂岩。
套环螺栓35采用直径10mm的六角螺栓。
管外注浆体36为水泥砂浆,强度为M20。
钻孔工作平台65包括底部支撑板39、平台撑柱42、连接横杆43、撑柱补强筋45、钻孔平台板46;底部支撑板39采用厚度为10mm的钢板;平台撑柱42采用外径为100mm、壁厚2mm的钢管制成;连接横杆43采用直径60mm的钢管切割而成;撑柱补强筋45采用直径为30mm的钢管切割而成;钻孔平台板46采用厚度为2mm的钢板切割而成。
板底支墩40采用厚度为10mm的钢板轧制而成。
移动转轮41采用10寸的万向转轮。
第二高程调节螺栓44采用内径为100mm钢管轧制而成。
角度调节轴47采用球铰构件。
斜向固定杆48采用直径60mm的钢管切割而成。
连接套环49横断面呈圆环形,其内径较平台撑柱42大15mm。
连接定位杆50采用外径为48mm的钢管制成。
杆底连接环51采用球铰构件。
连接钢体52采用直径为25mm的螺纹钢筋制成.
水平爆破孔53和竖直爆破孔54的孔径均为90mm。
横向分割板55采用厚度为2mm的PVC板。
锚板伸出孔56的孔径为50mm。
第一高程调节螺栓57采用内径为60mm的钢管切割而成。
导向转轴58采用直径60mm的球铰。
导向定位板59采用厚度为2mm的钢板切割而成。
浆液渗出孔60的孔径为30mm。
连接注浆管61采用直径为50mm的PVC管。
连接帽板62采用厚度为1mm的钢板切割而成,直径为80mm。
连接螺杆63采用直径为22mm的螺纹钢筋。
帽板螺栓64采用内径为22mm的六角螺栓。
参照图1所示,所述的基坑开挖体系地施工方法,包括以下施工步骤:
1)组合爆破施工:在待开挖土层1内依次布设主爆孔2、缓冲孔3和预裂孔4,并使缓冲孔3和预裂孔4的长度小于主爆孔2;采用定位条板5和定位箍板6围和形成炸药7、水袋8和炮泥9的装设空腔;采用水压组合爆破施工工艺进行爆破施工,并通过控制缓冲孔3和预裂孔4的深度和炸药7用量,爆破形成马道保护层10和留置保护层11;
2)掏槽辅助装置设置:在马道保护层10与承载平台12之间设置平台支墩13和平台转轮14,使承载平台12与锚固栓管15连接牢固;在内部撑杆16的外撑锚板17的上部和下部分别设置上撑板18和下撑板19,在内部撑杆16与承载平台12相接处设置撑杆连接板20和撑杆螺栓21;在支架钻机22与承载平台12之间设置钻机撑杆23和高程调节杆24,并在钻机撑杆23和高程调节杆24与承载平台12相接处均设置压力分散板25;
3)掏槽施工:在掏槽区域26钻设斜向掏槽孔27和竖向掏槽孔28,并使斜向掏槽孔27呈放射状布设,通过斜向掏槽孔27和竖向掏槽孔28进行爆破开挖施工,形成掏槽区域26;
4)软弱围岩29加固施工:在软弱围岩29部位设置补强注浆管30、表层固化体31和补强压板32;使补强压板32的两侧通过连接锚筋33与外侧土体34连接牢固;自马道保护层10向下沿竖直方向或斜向钻设补强注浆管30,并在补强注浆管30的外侧设置管外注浆体36;
5)钻孔工作平台65搭设:在外侧土体34上设置坡面锚筋37和平台锚筋38,在底部支撑板39与外侧土体34之间设置板底支墩40和移动转轮41;在底部支撑板39上部设置4~6根平台撑柱42,并在相邻的平台撑柱42之间设置连接横杆43;平台撑柱42上设置第二高程调节螺栓44,与底部支撑板39之间设置撑柱补强筋45,与钻孔平台板46之间设置角度调节轴47和斜向固定杆48;在平台撑柱42上设置连接套环49;使连接定位杆50底部的杆底连接环51与坡面锚筋37连接;
6)马道保护层10开挖:在钻孔工作平台65上布设钻机,向马道保护层10内钻设水平爆破孔53;采用马道保护层10上布设钻机,钻设竖直爆破孔54;同步通过水平爆破孔53和竖直爆破孔54进行爆破施工。

Claims (5)

1.一种基坑开挖体系的施工方法,其特征在于,包括以下施工步骤:
1)组合爆破施工:在待开挖土层(1)内依次布设主爆孔(2)、缓冲孔(3)和预裂孔(4),并使缓冲孔(3)和预裂孔(4)的长度小于主爆孔(2);采用定位条板(5)和定位箍板(6)围接形成炸药(7)、水袋(8)和炮泥(9)的装设空腔;采用水压组合爆破施工工艺进行爆破施工,并通过控制缓冲孔(3)和预裂孔(4)的深度和炸药(7)用量,爆破形成马道保护层(10)和留置保护层(11);
2)掏槽辅助装置设置:在马道保护层(10)与承载平台(12)之间设置平台支墩(13)和平台转轮(14),使承载平台(12)与锚固栓管(15)连接牢固;在内部撑杆(16)的外撑锚板(17)的上部和下部分别设置上撑板(18)和下撑板(19),在内部撑杆(16)与承载平台(12)相接处设置撑杆连接板(20)和撑杆螺栓(21);在支架钻机(22)与承载平台(12)之间设置钻机撑杆(23)和高程调节杆(24),并在钻机撑杆(23)和高程调节杆(24)与承载平台(12)相接处均设置压力分散板(25);
3)掏槽施工:在掏槽区域(26)钻设斜向掏槽孔(27)和竖向掏槽孔(28),并使斜向掏槽孔(27)呈放射状布设,通过斜向掏槽孔(27)和竖向掏槽孔(28)进行爆破开挖施工,形成掏槽区域(26);
4)软弱围岩(29)加固施工:在软弱围岩(29)部位设置补强注浆管(30)、表层固化体(31)和补强压板(32);使补强压板(32)的两侧通过连接锚筋(33)与外侧土体(34)连接牢固;自马道保护层(10)向下沿竖直方向或斜向钻设补强注浆管(30),并在补强注浆管(30)的外侧设置管外注浆体(36);
5)钻孔工作平台(65)搭设:在外侧土体(34)上设置坡面锚筋(37)和平台锚筋(38),在底部支撑板(39)与外侧土体(34)之间设置板底支墩(40)和移动转轮(41);在底部支撑板(39)上部设置4~6根平台撑柱(42),并在相邻的平台撑柱(42)之间设置连接横杆(43);平台撑柱(42)上设置第二高程调节螺栓(44),平台撑柱(42)与底部支撑板(39)之间设置撑柱补强筋(45),平台撑柱(42)与钻孔平台板(46)之间设置角度调节轴(47)和斜向固定杆(48);在平台撑柱(42)上设置连接套环(49);使连接定位杆(50)底部的杆底连接环(51)与坡面锚筋(37)连接;
6)马道保护层(10)开挖:在钻孔工作平台(65)上布设钻机,向马道保护层(10)内钻设水平爆破孔(53);在马道保护层(10)上布设钻机,钻设竖直爆破孔(54);同步通过水平爆破孔(53)和竖直爆破孔(54)进行爆破施工。
2.根据权利要求1所述的基坑开挖体系的施工方法,其特征在于,步骤1)所述水压组合爆破结构在定位条板(5)围接而成的环形空腔内自下向上依次设置水袋(8)、炸药(7)、水袋(8)和炮泥(9),并在不同材料分界处设置横向分割板(55)和定位箍板(6);所述定位条板(5)采用竹片或木片或铁皮或塑料板材料;在定位条板(5)的顶部设置连接帽板(62),该连接帽板(62)通过帽板螺栓(64)与连接螺杆(63)连接。
3.根据权利要求1所述的基坑开挖体系的施工方法,其特征在于,步骤2)所述锚固栓管(15)的侧壁设置锚板伸出孔(56);所述高程调节杆(24)采用钢管轧制而成,在高程调节杆(24)上设置第一高程调节螺栓(57)和导向转轴(58),在高程调节杆(24)与支架钻机(22)相接处设置导向定位板(59)。
4.根据权利要求1所述的基坑开挖体系的施工方法,其特征在于,步骤4)所述补强注浆管(30)采用钢管或塑料管;在补强注浆管(30)的侧壁上开设浆液渗出孔(60),浆液渗出孔(60)的孔径为20~50mm;补强注浆管(30)的顶部与连接注浆管(61)通过连接钢体(35)连接。
5.根据权利要求1所述的基坑开挖体系的施工方法,其特征在于,步骤5)所述钻孔工作平台(65)包括底部支撑板(39)、平台撑柱(42)、连接横杆(43)、撑柱补强筋(45)和钻孔平台板(46);所述连接套环(49)横断面呈圆环形,其内径较平台撑柱(42)大5~20mm,在连接套环(49)上设置连接定位杆(50)和套环螺栓(52),通过套环螺栓(52)将连接套环(49)与平台撑柱(42)连接牢固。
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