CN110397044A - 抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构 - Google Patents

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张海涛
王效文
赵星
王金龙
胡金泉
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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    • E02D17/02Foundation pits
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D19/00Keeping dry foundation sites or other areas in the ground
    • E02D19/06Restraining of underground water
    • E02D19/12Restraining of underground water by damming or interrupting the passage of underground water

Abstract

本发明提供了一种抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构,包括以下步骤:1)施工基坑四周的围护结构;2)在基坑设计坑底线以下一定深度施工加固体,加固体上方至设计坑底线之间为既有土体,加固体及其上方土体的自重能够平衡承压水水头压力;3)在基坑内架设支撑结构,然后边施工基坑内部结构边拆除支撑。本发明提供的这种抗承压水突涌的基坑施工方法,通过在基坑设计坑底线以下一定深度施工加固体,利用加固体及其上方土体的自重来平衡承压水水头压力,可以有效地解决承压水突涌的问题,适用范围广且不会引起地面大范围沉降,质量可靠,施工便捷,安全经济。

Description

抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构
技术领域
本发明涉及基坑工程领域,尤其涉及一种抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构。
背景技术
在基坑工程中承压水突涌是一种常见的问题,通常为解决承压水突涌有以下两种解决方法:方法一是通过止水帷幕插入到承压水含水层以下隔水层一定深度来隔断承压水含水层;方法二是通过施工降压井将承压水头降低至一定深度满足承压水抗突涌问题。传统两种方法均有一定局限性,方案一在基坑工程中承压水含水层深厚,止水帷幕难以隔断或隔断承压水含水层困难时不适用。方案二的降压方案会由于降承压水引起地面大范围沉降,在周边环境对沉降控制要求较高时不适用。为此有必要提出一种新型的解决承压水突涌问题的基坑施工方法,以克服以上两种方法一系列的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构,旨在用于解决现有的解决承压水突涌的方法适用范围窄以及易引起地面沉降的问题。
本发明是这样实现的:
一方面,本发明提供一种抗承压水突涌的基坑施工方法,包括以下步骤:
1)施工基坑四周的围护结构;
2)在基坑设计坑底线以下一定深度施工加固体,加固体上方至设计坑底线之间为既有土体,加固体及其上方土体的自重能够平衡承压水水头压力;
3)在基坑内架设支撑结构,然后边施工基坑内部结构边拆除支撑。
进一步地,所述步骤2)中加固体及其上方土体的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体的厚度;γ2为土体的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
进一步地,所述步骤2)具体包括:
2.1)从地面线开挖土方至第一道支撑设计位置下方一定距离后施工冠梁及第一道混凝土支撑;
2.2)水下开挖基坑至设计坑底线以下一定深度;
2.3)在开挖基坑内水下浇筑超重混凝土作为加固体对基坑进行封底,待超重混凝土达到设计强度后再在超重混凝土上方回填土体至设计坑底线。
进一步地,所述步骤3)具体包括:
基坑内边抽水边架设支撑,直到水位抽至设计坑底线后按常规步序边施工内部结构边拆除支撑。
进一步地,所述步骤2)具体包括:
在基坑设计坑底线下方一定深度范围施工满堂加固作为加固体。
进一步地,施工满堂加固的具体方式为SMW工法桩、旋喷桩、MJS高压旋喷桩中的一种。
进一步地,所述步骤3)具体包括:
3.1)从地面线开挖土方至第一道支撑设计位置下方一定距离后施工冠梁及第一道混凝土支撑。
3.2)基坑内边开挖基坑土方边架设支撑,待开挖至设计坑底线后边施工内部结构边拆除支撑。
另一方面,本发明还提供一种抗承压水突涌的基坑结构,包括基坑,所述基坑坑底以下一定深度具有加固体,加固体上方至坑底之间填充有土体,加固体及其上方土体的自重能够平衡承压水水头压力。
进一步地,所述加固体及其上方土体的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体的厚度;γ2为土体的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
进一步地,所述加固体为超重混凝土或满堂加固。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的这种抗承压水突涌的基坑施工方法及基坑结构,通过在基坑设计坑底线以下一定深度施工加固体,利用加固体及其上方土体的自重来平衡承压水水头压力,可以有效地解决承压水突涌的问题,适用范围广且不会引起地面大范围沉降,质量可靠,施工便捷,安全经济。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种抗承压水突涌的基坑施工方法的施工工序图;
图2为本发明实施例2提供的一种抗承压水突涌的基坑施工方法的施工工序图。
附图标记说明:1-承压水层、2-设计坑底线、3-地面线、4-围护结构、5-第一次开挖面、6-冠梁及第一道混凝土支撑、7-挡土墙、8-水位线、9-第二次开挖面、10-超重混凝土、11-土体、12-第二道支撑、13-第三道支撑、14-满堂加固。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示,本发明实施例提供一种抗承压水突涌的基坑施工方法,包括以下步骤:
1)施工基坑四周的围护结构4;其中围护结构4可以为重力式搅拌桩挡墙、地下连续墙、桩列式挡墙等,用于保证基坑的稳定性及坑内作业的安全、方便,而且使坑底和坑外的土体位移控制在一定范围内,确保邻近建筑物及市政设施正常使用;
2)在基坑设计坑底线2以下一定深度施工加固体,加固体上方至设计坑底线2之间为既有土体11,加固体及其上方土体11的自重能够平衡承压水水头压力;
3)在基坑内架设支撑结构,然后边施工基坑内部结构边拆除支撑。
具体地,所述步骤2)中加固体及其上方土体11的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体11的厚度;γ2为土体11的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
即,坑外承压水层1标高与加固体底部标高的差值乘以水的重度为承压水水头压力,坑底加固体及其上方土体11的自重之和与承压水水头压力比值满足安全系数。
下面通过两个具体实施例对上述过程进行详细说明,主要是对步骤2)及步骤3)的过程进行进一步细化。
实施例1:
如图1所示,所述步骤2)具体包括:
2.1)从地面线3开挖土方至第一次开挖面5,第一次开挖面5位于第一道支撑设计位置下方一定距离,然后施工冠梁及第一道混凝土支撑6,并在顶部四周施工挡土墙7;
2.2)水下开挖基坑至第二次开挖面9,第二次开挖面9位于设计坑底线2以下一定深度;由于开挖过程中水位线8会升至设计坑底线2以上,所以该过程需要进行水下开挖;
2.3)在开挖基坑内水下浇筑超重混凝土10作为加固体对基坑进行封底,待超重混凝土10达到设计强度后再在超重混凝土10上方回填之前开挖的既有土体11至设计坑底线2。
所述步骤3)具体包括:
基坑内边抽水边架设第二道支撑12以及第三道支撑13,直到水位抽至设计坑底线2后按常规步序边施工内部结构边拆除支撑。
该实施例中,加固体为浇筑的超重混凝土10,通过超重混凝土10来平衡承压水水头压力,由于超重混凝土10的天然重度较高,可以相对减小厚度及基坑开挖深度,施工更加简单和方便,且抗承压水突涌效果好。
实施例2:
如图2所示,所述步骤2)具体包括:
在基坑设计坑底线2下方一定深度范围施工满堂加固14作为加固体,加固体上方至设计坑底线2之间的土体11是不动的,为既有土体。
其中,施工满堂加固14的具体方式为SMW工法桩、旋喷桩、MJS高压旋喷桩中的一种。
所述步骤3)具体包括:
3.1)从地面线3开挖土方至至第一次开挖面5,第一次开挖面5位于第一道支撑设计位置下方一定距离,然后施工冠梁及第一道混凝土支撑6,并在顶部四周施工挡土墙7。
3.2)基坑内边开挖基坑土方边架设第二道支撑12以及第三道支撑13,待开挖至设计坑底线2后边施工内部结构边拆除支撑。
该实施例中,加固体为满堂加固14结构,由于满堂加固14施工不需要开挖土体,因此可以有效减小开挖的深度,且施工满堂加固14后,可以有效抵抗承压水压力,后续过程不需要在水下施工,也不需要进行抽水,施工更方便,且抗承压水突涌效果好。
实施例3:
如图1和图2所示,相应地,本发明实施例3还提供一种抗承压水突涌的基坑结构,可以通过上述两个是实施例的基坑施工方法得到,因此重复之处不再赘述。
所述基坑结构包括基坑,所述基坑坑底以下一定深度具有加固体,加固体上方至坑底之间填充有土体11,加固体及其上方土体11的自重能够平衡承压水水头压力。
进一步地,所述加固体及其上方土体11的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体的厚度;γ2为土体的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
分别参照图1和图2所示,所述加固体为超重混凝土10或满堂加固14。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)施工基坑四周的围护结构;
2)在基坑设计坑底线以下一定深度施工加固体,加固体上方至设计坑底线之间为既有土体,加固体及其上方土体的自重能够平衡承压水水头压力;
3)在基坑内架设支撑结构,然后边施工基坑内部结构边拆除支撑。
2.如权利要求1所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于,所述步骤2)中加固体及其上方土体的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体的厚度;γ2为土体的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
3.如权利要求1所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括:
2.1)从地面线开挖土方至第一道支撑设计位置下方一定距离后施工冠梁及第一道混凝土支撑;
2.2)水下开挖基坑至设计坑底线以下一定深度;
2.3)在开挖基坑内水下浇筑超重混凝土作为加固体对基坑进行封底,待超重混凝土达到设计强度后再在超重混凝土上方回填土体至设计坑底线。
4.如权利要求3所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括:
基坑内边抽水边架设支撑,直到水位抽至设计坑底线后按常规步序边施工内部结构边拆除支撑。
5.如权利要求1所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于:所述步骤2)具体包括:
在基坑设计坑底线下方一定深度范围施工满堂加固作为加固体。
6.如权利要求5所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于:施工满堂加固的具体方式为SMW工法桩、旋喷桩、MJS高压旋喷桩中的一种。
7.如权利要求5所述的抗承压水突涌的基坑施工方法,其特征在于,所述步骤3)具体包括:
3.1)从地面线开挖土方至第一道支撑设计位置下方一定距离后施工冠梁及第一道混凝土支撑。
3.2)基坑内边开挖基坑土方边架设支撑,待开挖至设计坑底线后边施工内部结构边拆除支撑。
8.一种抗承压水突涌的基坑结构,其特征在于:包括基坑,所述基坑坑底以下一定深度具有加固体,加固体上方至坑底之间填充有土体,加固体及其上方土体的自重能够平衡承压水水头压力。
9.如权利要求8所述的抗承压水突涌的基坑结构,其特征在于:所述加固体及其上方土体的厚度满足以下条件:
其中,Kh为突涌稳定安全系数,Kh≥1.1;D1为加固体厚度;γ1为加固体的天然重度;D2为加固体上方土体的厚度;γ2为土体的天然重度;hw为坑外承压水标高与加固体底部标高的差值;γw为水的重度。
10.如权利要求8所述的抗承压水突涌的基坑结构,其特征在于:所述加固体为超重混凝土或满堂加固。
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