CN111119192B

CN111119192B - 一种基坑开挖方法

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Publication number: CN111119192B
Application number: CN201911424302.0A
Authority: CN
Inventors: 石岭; 张文龙; 高飞龙; 孟凡立; 刘璞; 马志强; 王玉龙; 康伟; 蒋维; 周宾; 李永辉
Original assignee: China Railway 16th Bureau Group Co Ltd; Beijing Rail Transit Engineering Construction Co Ltd of China Railway 16th Bureau Group Co Ltd
Current assignee: China Railway 16th Bureau Group Co Ltd; Beijing Rail Transit Engineering Construction Co Ltd of China Railway 16th Bureau Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111119192A

Abstract

本发明涉及一种基坑开挖方法，该基坑开挖方法，该方法包括以下步骤：步骤一、在待挖基坑区域设置降水带，降水带与待挖基坑区域内部的地下水渗流方向交叉；利用所述降水带抽吸降水带设置区域的地下水，以将地下水阻断到降水带之前；步骤二、开挖在地下水渗流方向上位于降水带下游的区域；步骤三、在降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧设置降水带；步骤四、开挖在地下水渗流方向上位于新设置的降水带下游的区域。该基坑开挖方法仅在基坑内降水，避免坑外产生较大面积沉降。

Description

一种基坑开挖方法

技术领域

本发明涉及一种基坑开挖方法。

背景技术

当基坑开挖时经常会遇到地下水，对于地下水的处理一般采用的方法是降水。在粘性土层中降水，由于土层的压缩模量小，在降水的过程中土层中有效应力增大，可能会引起地面较大面积的附加沉降，造成周围建筑物或者地下管线的变形甚至破坏。

如果做封闭式止水帷幕，则基坑内部仍需要做疏干井排出已有地下水；如果做非封闭式止水帷幕，则坑内外需要同时做降水。上述两种止水帷幕均施工工艺复杂，造价高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基坑开挖方法，以解决使用现有技术中的降水方法排地下水，容易造成坑外产生较大面积沉降的技术问题。

为实现上述目的，本发明基坑开挖方法的技术方案是：

基坑开挖方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在待挖基坑区域设置降水带，降水带与待挖基坑区域内部的地下水渗流方向交叉；

利用所述降水带抽吸降水带设置区域的地下水，以将地下水阻断到降水带之前；

步骤二、开挖在地下水渗流方向上位于降水带下游的区域；

步骤三、在降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧设置降水带；

步骤四、开挖在地下水渗流方向上位于新设置的降水带下游的区域。

有益效果是：通过将降水带与地下水渗流方向交叉布置，使降水带抽吸降水带设置区域的地下水，以将地下水阻断在降水带之前，从而进行降水带下游区域的开挖；之后在降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧设置降水带，并开挖在地下水渗流方向上位于新设置的降水带下游的区域；逆着地下水渗流方向向上挖，直至完成所需尺寸的基坑，该基坑开挖方法仅在基坑内降水，避免坑外产生较大面积沉降。此外，该基坑开挖方法不需要设置止水帷幕，简化了施工工艺复杂，降低了成本。

进一步的，所述降水带采用下述方式形成：

首先，开挖集水沟，集水沟的延伸方向与待挖基坑区域内部的地下水渗流方向交叉；

其次，在集水沟内填入滤料，并在滤料中设置滤水管，使地下水经过滤料和滤水管的过滤进入滤水管内；

滤水管内设置有排水管，排水管用于将滤水管内的地下水排出。

有益效果是：开挖的集水沟增加了集水区域，有利于地下水的快速收集；在集水沟内填入滤料，并在滤料中设置滤水管，使地下水经过滤料和滤水管的过滤进入滤水管内，避免杂质进入到滤水管中；排水管能够排出进入滤水管的地下水，以实现降水处理。

进一步的，位于地下水渗流方向上游侧的降水带利用了该降水带下游侧的降水带的滤料、滤水管和/或排水管。

有益效果是：可以重复利用降水带的滤料、滤水管和/或排水管，降低了成本。

进一步的，在降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧设置降水带之后，再拆除原降水带。

有益效果是：可以减少在原降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧的地下水流入已开挖区域。而且，也能够将降水带的滤料、滤水管和/或排水管重复利用，降低成本。

进一步的，设置降水带之前，首先挖掉地下水位以上的土层。

有益效果是：由于水位以上的土层不会产生渗水现象，因此首先挖掉地下水位以上的土层，不仅方便设置降水带，而且能够提高降水带的降水效率。

进一步的，地下水位以下需要开挖的深度被分为两层以上开挖层，降水带的深度与各开挖层的深度匹配。

有益效果是：在开挖的深度较深时，通过将开挖的深度分成至少两层的开挖层，避免一次开挖过深导致的坍塌现象。

进一步的，所述降水带的延伸方向垂直于地下水的渗流方向。

有益效果是：保证地下水不会从倾斜的方向渗入开挖区域。

进一步的，所述降水带的宽度范围设置为0.4m~0.6m。

有益效果是：在满足降水的情况下，可降低降水带的施工量，提高作业效率。

进一步的，所述降水带的深度范围设置为0.8m~1m。

有益效果是：降水带太深容易坍塌，降水带太浅，开挖效率较低，而在1m左右时既不容易坍塌，而且也能保证开挖效率。

附图说明

图1为本发明基坑开挖方法的实施例1的施工时结构示意图；

图2为图1中A-A处的截面图；

图3为图1中B-B处的截面图（未显示排水管）；

图4为图2的俯视图；

图中：1-基坑围护结构；2-降水带；21-集水沟；22-滤料；23-滤水管；24-排水管；25-抽水泵；b-集水沟宽度；h-集水沟深度；c-滤水管插入深度；s-滤水管间距。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的基坑开挖方法的实施例1：

在施工时，先确定待挖基坑区域内部的地下水渗流方向（如图1中箭头所示），之后施工基坑围护结构1，并挖掉地下水位以上的土层，其中，基坑围护结构1所围成的区域即是待挖基坑区域。应当说明的是，基坑围护结构为基坑施工的常规结构。

如图1所示，将待挖基坑区域分成n个面积大致相等的开挖段，从地下水渗流方向的下游开始为第Ⅰ段，在第Ⅰ、Ⅱ段的交界a₁位置设置降水带2，降水带2与待挖基坑区域内部的地下水渗流方向交叉。

如图2至图4所示，降水带2采用下述方式形成：首先，开挖集水沟21，集水沟21的延伸方向与待挖基坑区域内部的地下水渗流方向垂直；其次，在集水沟21内填入滤料22，并在滤料22中设置滤水管23，滤水管23沿集水沟21的延伸方向间隔设置有多个，各滤水管23上设有水孔，地下水经过滤料22和各滤水管23的水孔进入到滤水管23内部，其中，各滤水管23内设置有排水管24，排水管24用于将滤水管23内的地下水排出。应当说明的是，滤水管23的滤水管插入深度c小于滤料22的高度，即小于集水沟深度h。

具体的，排水管24包括直管路，直管路的延伸方向与集水沟21的延伸方向一致，直管路对应各滤水管23的位置设有支管，支管与直管路连通，支管用于伸入相应滤水管23内，直管路通过弯曲管路连接有抽水泵25，以通过抽水泵25抽取滤水管23内的地下水。

在通过抽水泵25抽水的过程中，开挖第Ⅰ段。第Ⅰ段完成后，在第Ⅱ、Ⅲ段的交界a₂处设置降水带，并拆除第Ⅰ、Ⅱ段的交界a₁处的抽水泵25、排水管24、滤水管23以及滤料22，之后开挖第Ⅱ段。后面需要开挖第n段时，先在第n、n+1段的交界a_n处设置降水带，并拆除第n-1、n段的交界a_n-1处的抽水泵25、排水管24、滤水管23以及滤料22。直至完成基坑的开挖。

本实施例中，由于基坑的开挖深度较大，将待挖基坑区域地下水位以下需要开挖的深度分成上下两层，每层分成n个面积大致相等的开挖段，在开挖时，先开挖上层，再开挖下层，以避免一次开挖过深而导致坍塌现象。上层和下层的开挖方式均与上述的开挖方法相同。

应当说明的是，开挖分成多少层，主要根据基坑地面以上含水层的厚度和降水带需要开挖的深度决定的。本实施例中的基坑土层为带裂隙粘性土层，该土层在无支护情况下降水带开挖过深会造成坍塌现象。在其他实施例中，如果基层土层为含水层较薄的普通土层，则可以适当增加每层开挖层的深度。

本发明的基坑开挖方法避免了常规降水方法引起的地面大面积沉降和施工不便、花费高、工期长的缺陷，降水带的结构较为简单，降水带的材料和设备可以重复使用，工期短、成本低。

如图1和图3所示，集水沟深度h约为2m，集水沟宽度b约为0.4m，集水沟长度与待挖基坑区域的宽度相同。相邻两个滤水管23的滤水管间距s约为1m左右。

本实施例中，滤水管23的材质为PVC管，排水管24为软管。滤料22为无尖角的圆砾或者米石。

本发明的基坑开挖方法的实施例2：

与实施例1的区别在于，降水带由多个降水井构成，各降水井沿垂直于地下水渗流的方向间隔布置，降水井内填充有滤料，滤料内设置有滤水管，滤水管连接有排水管，排水管连接有抽水泵，抽水泵用于将降水井内地下水抽出。

本发明的基坑开挖方法的实施例3：

与实施例1的区别在于，第Ⅰ段完成后，先拆除第Ⅰ、Ⅱ段的交界a₁处的抽水泵、排水管、滤水管以及滤料，然后在第Ⅱ、Ⅲ段的交界a₂处挖集水沟，并将交界a₁处的排水管、滤水管以及滤料放入集水沟，以形成降水带，之后开挖第Ⅱ段。

本发明的基坑开挖方法的实施例4：

与实施例1的区别在于，降水带的延伸方向与地下水的渗流方向呈锐角。

本发明的基坑开挖方法的实施例5：

与实施例1的区别在于，在开挖相邻两个开挖段时，先开挖前一开挖段的上层和下层，再开挖后一开挖段的上层和下层。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.基坑开挖方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤二、开挖在地下水渗流方向上位于降水带下游的区域；

步骤四、开挖在地下水渗流方向上位于新设置的降水带下游的区域；

所述降水带采用下述方式形成：

滤水管内设置有排水管，排水管用于将滤水管内的地下水排出；

位于地下水渗流方向上游侧的降水带利用了该降水带下游侧的降水带的滤料、滤水管和排水管；

在降水带的位于地下水渗流方向上游的一侧设置降水带之后，再拆除原降水带；

所述降水带的深度范围设置为0.8m~1m。

2.根据权利要求1所述的基坑开挖方法，其特征在于，设置降水带之前，首先挖掉地下水位以上的土层。

3.根据权利要求2所述的基坑开挖方法，其特征在于，地下水位以下需要开挖的深度被分为两层以上开挖层，降水带的深度与各开挖层的深度匹配。

4.根据权利要求1所述的基坑开挖方法，其特征在于，所述降水带的延伸方向垂直于地下水的渗流方向。

5.根据权利要求1所述的基坑开挖方法，其特征在于，所述降水带的宽度范围设置为0.4m~0.6m。