CN110438999A - 一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法 - Google Patents

一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，它包括如下步骤：步骤1）：在坡顶平台沿着开口线放坡开挖出一级坡面，在一级坡面底部开挖出一级边坡坡脚和放坡平台；步骤2）：在放坡平台上开挖多个轻型井点，每个轻型井点均与集水管连通，集水管出水端与水泵连接，通过水泵将基坑内的地下水抽走。步骤3）：在放坡平台上沿着二级边坡坡顶放坡开挖出二级坡面，在二级坡面底部开挖出二级边坡坡脚和基坑建基面；步骤4）：在基坑建基面上建造构筑物，在基坑建基面与二级边坡坡脚之间开挖出排水沟；本发明最大程度降低地下水对深基坑开挖及后续建构筑物施工的影响，有效地保护深基坑安全，降低施工成本，且放坡开挖施工时间短，操作简单。

Description

一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法
技术领域
本发明涉及市政工程建构筑物基坑开挖支护领域，具体地指一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法。
背景技术
市政工程土建施工时，不可避免出现基坑工程，对于诸如污水处理厂进水泵房及粗格栅、进厂管道等，埋深一般较深，基本都是深基坑，且为便于污水处理后达标污水的排放，大部分污水处理厂建设地点距离河道、湖泊等水体较近，污水处理厂所处位置地层与水体连通，深基坑土层中地下水丰富，增大深基坑开挖及后续施工的安全风险，一般是在放坡开挖过程中，及时观察有无地下水渗出或涌出，如有地下水，则通过排水沟汇水、水泵强排，但是一旦开挖面出水量过大，则会出现基坑内人员设备被淹，基坑垮塌等事故发生。
现有的深基坑支护方法多为型钢桩、混凝土桩、地下连续墙等，型钢桩、混凝土桩等支护往往无法从根本上解决地下水丰富的问题，而地下连续墙施工工艺复杂，施工周期长，工程成本高，不利于工程进度、质量、成本的控制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，最大程度降低地下水对深基坑开挖及后续建构筑物施工的影响，有效地保护深基坑安全，降低施工成本，且放坡开挖施工时间短，操作简单。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，它包括如下步骤：
步骤1）：在坡顶平台沿着开口线放坡开挖出一级坡面，在一级坡面底部形成一级边坡坡脚和放坡平台；
步骤2）：在放坡平台上设置多个轻型井点，每个轻型井点均与集水管连通，集水管出水端与水泵连接，通过水泵将基坑内的地下水抽走；
步骤3）：沿着二级边坡坡顶放坡开挖出二级坡面，在二级坡面底部形成二级边坡坡脚和基坑建基面；
步骤4）：在基坑建基面上建造构筑物，在基坑建基面与二级边坡坡脚之间开挖出排水沟。
优选地，所述一级坡面放坡坡比为1:1，二级坡面放坡坡比为1:0.4。
优选地，所述轻型井点中设有井点管，井点管通过弯连管与集水管连接，集水管连接基坑外水泵房内的水泵。
优选地，所述坡顶平台靠近开口线的区域还设置有土钉和截水沟且设置坡度，自开口线坡向截水沟，截水沟与基坑外雨水排放系统连接。
优选地，所述一级坡面、放坡平台和二级坡面上均挂网喷射混凝土。
优选地，所述二级坡面在放坡时，喷锚挂网，沿二级坡面自上而下设置多根倾斜的锚杆。
优选地，所述一级坡面和二级坡面上均设置有泄水孔。
优选地，开口线转角及中部设置有水平和竖向位移观测点，在基坑开挖前，先了解并记录周边地面标高及位移监测点坐标初始值，基坑开挖过程中实时监测。
优选地，所述放坡平台自一级边坡坡脚坡向二级边坡坡顶设置坡度。
优选地，所述排水沟上还间隔设有集水井。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过设置不同坡比的两级放坡，放坡平台上设置轻型井点及集水管，最大程度降低地下水对深基坑开挖及后续建构筑物施工的影响，有效地保护了深基坑安全，降低施工成本，且放坡开挖施工时间短，操作简单。
（2）坡顶平台设置截水沟，有效截断基坑外雨污水流入基坑内；一级坡面采用1:1缓坡，顶部设置土钉，坡面挂网喷射混凝土，既避免了边坡坡度陡安全风险大的问题，又解决了锚杆支护成本高的问题；开口线转角及中部设置水平和竖向位移观测点，定期进行基坑变形观测，及时预警，降低安全风险。
（3）放坡平台宽度4.5m，设置轻型井点及集水管，便于井点及集水管的安装及运行维护，设置3%坡度坡向二级边坡坡顶，避免放坡平台积水；轻型井点井点管按照地下水的特点进行设置，可保证基坑开挖过程中及后续构筑物结构施工过程中，地下水水位始终位于开挖面及建基面以下50cm。
（4）锚杆支护可将围岩与稳定土体及岩体结合在一起而产生悬吊效果、组合梁效果、补强效果，以达到支护的目的，通过设置锚杆支护，可有效减小二级坡面放坡坡比，既安全又经济。
（5）基坑底部排水沟和集水井的设置，便于基坑底部积水的排除，既有利于基坑的安全，又利于基坑内的施工作业。
（6）坡面上设置泄水孔，可疏导土体中由于降雨等产生的裂隙水、孔隙水等，减小土体中水压力对土体的作用，增加基坑的安全性。
附图说明
图1 为一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法涉及的结构示意图；
图2为图1的剖面结构示意图；
图中，坡顶平台1、开口线2、一级坡面3、一级边坡坡脚4、放坡平台5、二级边坡坡顶6、二级坡面7、二级边坡坡脚8、排水沟9、构筑物10、基坑建基面11、集水管12、轻型井点13、土钉14、截水沟15、锚杆16、水平和竖向位移观测点17、集水井18。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1和2所示，一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，它包括如下步骤：
步骤1）：在坡顶平台1沿着开口线2放坡开挖出一级坡面3，在一级坡面3底部形成一级边坡坡脚4和放坡平台5；
步骤2）：在放坡平台5上设置多个轻型井点13，每个轻型井点13均与集水管12连通，集水管12出水端与水泵连接，通过水泵将基坑内的地下水抽走；
步骤3）：沿着二级边坡坡顶6放坡开挖出二级坡面7，在二级坡面7底部形成二级边坡坡脚8和基坑建基面11；
步骤4）：在基坑建基面11上建造构筑物10，在基坑建基面11与二级边坡坡脚8之间开挖出排水沟9。
优选地，所述一级坡面3放坡坡比为1:1，二级坡面7放坡坡比为1:0.4。
优选地，所述轻型井点13中设有井点管，井点管通过弯连管与集水管12连接，集水管12连接基坑外水泵房内的水泵。本实施例中，井点管采用直径50mm钢管，长6m，其下端部还设有滤管，长1m，可以过滤轻型井点13内的土粒，防止被抽出。
优选地，所述坡顶平台1靠近开口线2的区域还设置有土钉14和截水沟15且设置坡度，自开口线2坡向截水沟15，截水沟15与基坑外雨水排放系统连接。本实施例中坡顶平台1设置5%坡度，自开口线2坡向截水沟15，截水沟15宽度和深度均为300mm。
优选地，所述一级坡面3、放坡平台5和二级坡面7上均挂网喷射混凝土。本实施例中，挂网喷射混凝土的喷面厚100mm，挂Φ8@150双向钢筋网，喷射混凝土用水泥标号为P.O42.5R，干净的中粗砂和粒径小于15mm的砾石，水泥：砂：石子=1:2:2.5。
优选地，所述二级坡面7在放坡时，喷锚挂网，沿二级坡面7自上而下设置多根倾斜的锚杆16。本实施例中的锚杆16均与水平面呈15°，第一排锚杆16参数为L=13.5m，@1500×5000mm，第二排锚杆16参数为L=12.0m，@1500×1400mm，第三排锚杆16参数为L=12.0m，@1500×1400mm，第四排锚杆16参数为L=9.0m，@1500×1400mm，第五排锚杆16参数为L=7.5m，@1000×1400mm，锚杆与锚杆之间采用Φ16加强筋连接，面层防护同挂网喷射混凝土。
优选地，所述一级坡面3和二级坡面7上均设置有泄水孔。在本实施例中，泄水孔间隔布置，采用D50PVC管，土体内长度L=500mm，外倾向下坡度5%，间距2000mm梅花形布置，土体内部分用带有反滤功能的土工布包裹，PVC管上滤水管长度300mm，滤水孔按30mm×30mm梅花形布置，孔径5mm。
优选地，开口线2转角及中部设置有水平和竖向位移观测点17，在基坑开挖前，先了解并记录周边地面标高及位移监测点坐标初始值，基坑开挖过程中实时监测。
优选地，所述放坡平台5自一级边坡坡脚4坡向二级边坡坡顶6设置坡度。本实施例中，放坡平台5宽度4.5m，设置3%坡度，自一级边坡坡脚4坡向二级边坡坡顶6。
优选地，所述排水沟9上还间隔设有集水井18。在本实施例中，挂网喷射混凝土覆盖二级边坡坡脚8并延伸至基坑底部排水沟9，排水沟9宽度和深度均宜为300mm，排水沟9间隔一定距离，设置宽度和深度均宜为800mm的集水井29，集水井18内设置水泵及管道，通向基坑外，排水沟9与构筑物10之间保留工作面的宽度。
另外，在本实施例中，基坑深度即坡顶平台1至基坑建基面11的垂直高度11.1m，第一级边坡即坡顶平台1至放坡平台5的垂直高度不超过5m，第二级边坡即放坡平台5至基坑建基面11的垂直高度不超过6.1m，从坡顶平台1至基坑建基面11，共有7个地层，从上至下分别为耕植土层、第一粉质黏土层、第二粉质黏土层、第三粉质黏土层、第四粉质黏土层、粉砂夹粉土层、泥岩层，地下水主要赋存在粉砂夹粉土层中。
本实施例实施过程及标准如下：坡顶平台1与开口线2距离2m范围内不堆置土石方及任何荷载，5m范围内允许堆载值小于15KPa；施工削坡时应自上而下分阶段进行，每次削坡开挖深度1.5m左右，机械挖土时应预留20cm厚，以便人工修整，随基坑逐层开挖，逐层进行支护，每层按1.5m开挖、修坡和支护，直至坑底；放坡平台开挖成型后，通过试验井点，进一步确认抽排水量及各项参数，及时实施轻型井点13；基坑开挖前，先了解并记录周边地面标高及位移监测点坐标初始值，基坑开挖过程中实时监测；施工现场应备有应急材料及设备，装填一定数量砂袋以备应急抢险，如土方开挖过程中发现土体位移过大，应停止开挖，必要时采取加固或回填措施，若地面及坡面出现裂缝，应及时用水泥浆灌浆修补，防止地表水渗入，若坑底土隆起量过大，应停止开挖并立即进行回填，待分析查明原因后，采取相应加固措施后再进行开挖。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤1）：在坡顶平台（1）沿着开口线（2）放坡开挖出一级坡面（3），在一级坡面（3）底部形成一级边坡坡脚（4）和放坡平台（5）；
步骤2）：在放坡平台（5）上设置多个轻型井点（13），每个轻型井点（13）均与集水管（12）连通，集水管（12）出水端与水泵连接，通过水泵将基坑内的地下水抽走；
步骤3）：沿着二级边坡坡顶（6）放坡开挖出二级坡面（7），在二级坡面（7）底部形成二级边坡坡脚（8）和基坑建基面（11）；
步骤4）：在基坑建基面（11）上建造构筑物（10），在基坑建基面（11）与二级边坡坡脚（8）之间开挖出排水沟（9）。
2.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述一级坡面（3）放坡坡比为1:1，二级坡面（7）放坡坡比为1:0.4。
3.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述轻型井点（13）中设有井点管，井点管通过弯连管与集水管（12）连接，集水管（12）连接基坑外水泵房内的水泵。
4.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述坡顶平台（1）靠近开口线（2）的区域还设置有土钉（14）和截水沟（15）且设置坡度，自开口线（2）坡向截水沟（15），截水沟（15）与基坑外雨水排放系统连接。
5.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述一级坡面（3）、放坡平台（5）和二级坡面（7）上均挂网喷射混凝土。
6.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述二级坡面（7）在放坡时，喷锚挂网，沿二级坡面（7）自上而下设置多根倾斜的锚杆（16）。
7.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述一级坡面（3）和二级坡面（7）上均设置有泄水孔。
8.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：开口线（2）转角及中部设置有水平和竖向位移观测点（17），在基坑开挖前，先了解并记录周边地面标高及位移监测点坐标初始值，基坑开挖过程中实时监测。
9.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述放坡平台（5）自一级边坡坡脚（4）坡向二级边坡坡顶（6）设置坡度。
10.根据权利要求1所述的一种地下水丰富的深基坑放坡开挖施工方法，其特征在于：所述排水沟（9）上还间隔设有集水井（18）。
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