CN111236241B - 基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法 - Google Patents
基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,包括以下步骤:步骤1、右半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固;步骤2、右侧地下连续墙施工;步骤3、临时立柱施工;步骤4、临时地面铺设;步骤5、左半幅基坑土体加固施工;步骤6、左侧地下连续墙施工;步骤7、降水井施工;步骤8、左半幅基坑第一道横向支撑架设;步骤9、基坑降水;步骤10、基坑开挖与立柱加固;步骤11、施工地铁车站结构底板。本发明工艺简单,可降低软弱富水地层半盖挖地铁基坑施工风险,方便机械坑内开挖,提高了工作效率,特别适用于复杂城市交通环境条件下软弱富水土层地铁车站标准段基坑工程。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程施工技术领域,尤其涉及一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法。
背景技术
目前,地铁车站常用的施工方法有明挖法、盖挖法和半盖挖法。在交通条件繁重和工程地质条件复杂的地铁基坑工程中,半盖挖法兼有明挖法和盖挖法的优点,因此得到广泛应用。在复杂城市环境中软弱富水地层深基坑开挖时极易产生支护结构变形大、涌水、突泥等灾害,严重威胁周边环境安全。同时,在富水软土上进行基坑开挖施工时,由于软土承载力低,经常导致开挖机械设备下陷,无法进行正常挖掘作业,严重影响施工进度。此外,在软土地区半盖挖法施工时,由于立柱与围护结构的刚度差异、开挖引起坑内土体隆起等原因,导致立柱与围护结构出现明显的沉降差,引起盖挖结构出现附加应力,增加半铺盖路面结构和支护结构存在安全隐患。因此,开发安全、经济有效的复杂城市环境下软弱富水地层地铁深基坑的加固开挖方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法。该方法采用综合软土加固技术、分层分区开挖等施工措施,既可以有效防止软弱富水地层基坑工程施工过程中出现的变形过大、突泥、管涌等不良地质现象。同时,采用半盖挖最大程度减小基坑施工与地面交通矛盾。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,包括以下步骤:
步骤1、右半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固
1.1在右半幅基坑土体外边缘预留0.8-1m宽地下连续墙施工范围,利用650mm@450mm三轴水泥搅拌桩在地下连续墙两侧设置槽壁,槽壁顶部与地面齐平,槽壁深度超过软土层底面以下至少1m;
1.2利用850mm@600mm三轴水泥搅拌桩对右半幅基坑裙边土体进行加固,加固宽度为4-6m,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;
1.3利用650mm@500mm三轴水泥搅拌桩或高压旋喷桩将裙边加固土体到基坑中线间的土体进行格栅加固,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;
步骤2、右侧地下连续墙施工
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成右侧地下连续墙;
步骤3、临时立柱施工
在右半幅基坑靠近基坑中线的位置设置满足承载力要求的临时立柱;
步骤4、临时地面铺设
4.1摘帽开挖右半幅基坑土体至第一道横向支撑底面标高;
4.2在右侧地下连续墙上部设置冠梁,在临时立柱上部设置连梁,在冠梁和连梁间设置第一道横向支撑,第一道横向支撑上铺设与冠梁、连梁一体浇筑的临时地面;
步骤5、左半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固
在左半幅基坑土体外边缘预留0.8-1m宽地下连续墙施工范围,利用步骤1的方法,在地下连续墙两侧设置槽壁,对左半幅基坑裙边4-6m范围内的土体进行加固,将裙边加固土体到临时立柱间的土体进行格栅加固;
步骤6、左侧地下连续墙施工
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成左侧地下连续墙;
步骤7、降水井施工
在左半幅基坑土体中设置降水井,降水井下端进入基坑底部以下10m;
步骤8、左半幅基坑第一道横向支撑架设
摘帽开挖左半幅基坑土体至第一道横向支撑底面标高,在左侧地下连续墙上部设置冠梁,在冠梁和连梁间设置第一道横向支撑;
步骤9、基坑降水
将地下水位降至基坑底面以下至少1m;
步骤10、基坑开挖与立柱加固
10.1分区、分层、分段开挖基坑至第二道横向支撑底面以下0.5m处,架设第二道横向支撑;
10.2监测结构重点部位的变形情况,监测值满足要求的,重复步骤10.1,进行下一层开挖;
10.3在开挖至第二道横向支撑底面以下0.5m处时,加固临时立柱;
10.4重复步骤10.1、步骤10.2,逐层向下开挖,直至开挖至基坑底面;
步骤11、施工地铁车站结构底板。
作为本方案的一种优选,步骤1.1中,所述槽壁28天无侧限抗压强度应大于1Mpa。
作为本方案的一种优选,步骤1.3中,所述格栅加固的格栅孔尺寸的短边长度为0.5-1.0m,采用施工2排留1孔、施工1排留1孔、纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔或者纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔的方式。
作为本方案的一种优选,步骤3中,所述临时立柱下部基础采用钻孔灌注桩,上部采用型钢格构柱或钢管混凝土柱。
作为本方案的一种优选,步骤4.2中,所述临时路面厚度为350-450mm,临时路面上设置钢筋混凝土防撞墙,防撞墙厚度不少于200mm,高度不低于1500mm。
作为本方案的一种优选,步骤9中,所述基坑降水应至少在开挖前30天、分3-4次进行。
作为本方案的一种优选,步骤10.1中,所述基坑横向划分为5个开挖区,从左到右包括左2区、左1区、中区、右1区、右2区,每个开挖区以1.5-2m的开挖深度进行分层,各层以横向支撑的横向间距进行分段;横向开挖顺序依次为前一道横向支撑开挖区的中区、本道支撑开挖区的左1区、右1区、左2区、右2区;当基坑开挖至第二道横向支撑标高时,在临时立柱的两侧面设置连接立柱的剪刀撑,剪刀撑采用型号不低于20b的槽钢。
作为本方案的一种优选,所述冠梁中预埋有斜支撑连接件,当基坑开挖至第二道横向支撑标高时,在临时立柱和冠梁间设置斜支撑,斜支撑一端与斜支撑连接件连接,另一端焊接在立柱上,斜支撑选用钢管或型钢。
本发明的有益效果是:
1、基坑软土采用分区、分步的加固方法和分步降水施工,避免了开挖过程中出现涌水、突泥等现象,提高了基坑的稳定性,降低了施工风险。
2、基坑内部不同位置采用不同的加固方法,在保证基坑工程安全的同时,有利于机械在坑内作业,显著提升了土方开挖施工效率,降低了施工成本。
3、基坑内部采用分区、分步的开挖方法,减少了基坑无支撑的暴露时间,提高了基坑工程的稳定性,降低了施工风险。
4、半盖挖法施工工序和基坑加固交叉进行,施工效率高,既保证了软土富水基坑的安全,又能高效组织地面交通导行,社会效益显著。
5、利用斜向支撑和双面剪刀撑使围护结构对立柱的上浮有反压作用,可有效控制软土基坑临时立柱的隆起量和半铺盖结构变形,降低了半铺盖结构和围护结构破坏的风险。
附图说明
图1为本发明右半幅基坑土体加固施工示意图;
图2为本发明右侧地下连续墙施工示意图;
图3为本发明临时立柱施工示意图;
图4为本发明临时地面铺设示意图;
图5为本发明左半幅基坑土体加固施工示意图;
图6为本发明左侧地下连续墙施工示意图;
图7为本发明降水井施工示意图;
图8为本发明左半幅基坑第一道横向支撑架设示意图;
图9为本发明基坑开挖示意图;
图10为本发明剪刀撑安装示意图;
图11为本发明斜支撑安装示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,包括以下步骤:
步骤1、右半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固,如图1所示;
1.1在右半幅基坑土体外边缘预留1m宽地下连续墙施工范围,利用650mm@450mm三轴水泥搅拌桩在地下连续墙两侧设置槽壁2,槽壁顶部与地面齐平,槽壁深度超过软土层底面以下至少1m;槽壁28天无侧限抗压强度应大于1Mpa;
1.2利用850mm@600mm三轴水泥搅拌桩对右半幅基坑裙边土体进行加固,加固宽度为4-6m,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;
1.3利用650mm@500mm三轴水泥搅拌桩或高压旋喷桩将裙边加固土体3到基坑中线间的土体进行格栅加固4,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;格栅加固的格栅孔尺寸的短边长度为0.5-1.0m,采用施工2排留1孔、施工1排留1孔、纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔或者纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔的方式;
步骤2、右侧地下连续墙施工,如图2所示;
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成右侧地下连续墙1;
步骤3、临时立柱施工,如图3所示;
在右半幅基坑靠近基坑中线的位置设置满足承载力要求的临时立柱5;临时立柱下部基础采用钻孔灌注桩,上部采用型钢格构柱或钢管混凝土柱;
步骤4、临时地面铺设,如图4所示;
4.1摘帽开挖右半幅基坑土体至第一道横向支撑6底面标高;
4.2在右侧地下连续墙1上部设置冠梁7,在临时立柱5上部设置连梁8,在冠梁7和连梁8间设置第一道横向支撑6,第一道横向支撑6上铺设与冠梁7、连梁8一体浇筑的临时地面9;临时路面厚度为350-450mm,临时路面上设置钢筋混凝土防撞墙,防撞墙厚度不少于200mm,高度不低于1500mm;
步骤5、左半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固,如图5所示;
在左半幅基坑土体外边缘预留1m宽地下连续墙施工范围,利用步骤1的方法,在地下连续墙两侧设置槽壁11,对左半幅基坑裙边4-6m范围内的土体土体进行加固,将裙边加固土体12到临时立柱间的土体进行格栅加固13;
步骤6、左侧地下连续墙施工,如图6所示;
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成左侧地下连续墙14;
步骤7、降水井施工,如图7所示;
在左半幅基坑土体中设置降水井15,降水井下端进入基坑底部以下10m;
步骤8、左半幅基坑第一道横向支撑架设,如图8所示;
摘帽开挖左半幅基坑土体至第一道横向支撑16底面标高,在左侧地下连续墙上部设置冠梁17,在冠梁和连梁间设置第一道横向支撑16;
步骤9、基坑降水
将地下水位降至基坑底面以下至少1m;基坑降水应至少在开挖前30天、分3-4次进行;
步骤10、基坑开挖与立柱加固,如图9所示;
10.1分区、分层、分段开挖基坑至第二道横向支撑25底面以下0.5m处,架设第二道横向支撑25;
所述基坑横向划分为5个开挖区,从左到右包括左2区18、左1区19、中区20、右1区21、右2区22,每个开挖区以1.5-2m的开挖深度进行分层,各层以横向支撑的横向间距进行分段;横向开挖顺序依次为前一道横向支撑开挖区23的中区、本道支撑开挖区24的左1区、右1区、左2区、右2区;
10.2监测结构重点部位的变形情况,监测值满足要求的,重复步骤10.1,进行下一层开挖;
10.3在开挖至第二道横向支撑底面以下0.5m处时,加固临时立柱;加固方法为:在临时立柱的两侧面设置连接立柱的剪刀撑26,如图10所示,剪刀撑采用型号不低于20b的槽钢。
10.4重复步骤10.1-10.2,逐层向下开挖,直至开挖至基坑底面;
步骤11、施工地铁车站结构底板。
在开挖至第二道横向支撑底面以下0.5m处时,在临时立柱和冠梁间设置斜支撑27,斜支撑一端与斜支撑连接件连接,另一端焊接在立柱上,如图11所示,对立柱进行进一步加固;斜支撑选用钢管或型钢。
上述方法采用综合软土加固技术、分层分区开挖等施工措施,既可以有效防止软弱富水地层基坑工程施工过程中出现的变形过大、突泥、管涌等不良地质现象。同时,采用半盖挖最大程度减小基坑施工与地面交通矛盾。
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他实施例,都属于本发明的范围。
Claims (8)
1.一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、右半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固
1.1在右半幅基坑土体外边缘预留0.8-1m宽地下连续墙施工范围,利用650mm@450mm三轴水泥搅拌桩在地下连续墙两侧设置槽壁,槽壁顶部与地面齐平,槽壁深度超过软土层底面以下至少1m;
1.2利用850mm@600mm三轴水泥搅拌桩对右半幅基坑裙边土体进行加固,加固宽度为4-6m,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;
1.3利用650mm@500mm三轴水泥搅拌桩或高压旋喷桩将裙边加固土体到基坑中线间的土体进行格栅加固,加固从软土层顶面开始,深度超过软土层底面以下至少1.5m;
步骤2、右侧地下连续墙施工
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成右侧地下连续墙;
步骤3、临时立柱施工
在右半幅基坑靠近基坑中线的位置设置满足承载力要求的临时立柱;
步骤4、临时地面铺设
4.1摘帽开挖右半幅基坑土体至第一道横向支撑底面标高;
4.2在右侧地下连续墙上部设置冠梁,在临时立柱上部设置连梁,在冠梁和连梁间设置第一道横向支撑,第一道横向支撑上铺设与冠梁、连梁一体浇筑的临时地面;
步骤5、左半幅基坑土体加固施工,交叉进行地下连续墙槽壁加固和基坑被动区加固
在左半幅基坑土体外边缘预留0.8-1m宽地下连续墙施工范围,利用步骤1的方法,在地下连续墙两侧设置槽壁,对左半幅基坑裙边4-6m范围内的土体进行加固,将裙边加固土体到临时立柱间的土体进行格栅加固;
步骤6、左侧地下连续墙施工
利用成槽机在槽壁间成槽,吊放钢筋笼,浇筑混凝土,形成左侧地下连续墙;
步骤7、降水井施工
在左半幅基坑土体中设置降水井,降水井下端进入基坑底部以下10m;
步骤8、左半幅基坑第一道横向支撑架设
摘帽开挖左半幅基坑土体至第一道横向支撑底面标高,在左侧地下连续墙上部设置冠梁,在冠梁和连梁间设置第一道横向支撑;
步骤9、基坑降水
将地下水位降至基坑底面以下至少1m;
步骤10、基坑开挖与立柱加固
10.1分区、分层、分段开挖基坑至第二道横向支撑底面以下0.5m处,架设第二道横向支撑;
10.2监测结构重点部位的变形情况,监测值满足要求的,重复步骤10.1,进行下一层开挖;
10.3在开挖至第二道横向支撑底面以下0.5m处时,加固临时立柱;
10.4重复步骤10.1、步骤10.2,逐层向下开挖,直至开挖至基坑底面;
步骤11、施工地铁车站结构底板。
2.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤1.1中,所述槽壁28天无侧限抗压强度应大于1Mpa。
3.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤1.3中,所述格栅加固的格栅孔尺寸的短边长度为0.5-1.0m,采用施工2排留1孔、施工1排留1孔、纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔或者纵向施工1排留1孔+横向施工1排留2孔的方式。
4.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤3中,所述临时立柱下部基础采用钻孔灌注桩,上部采用型钢格构柱或钢管混凝土柱。
5.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤4.2中,所述临时路面厚度为350-450mm,临时路面上设置钢筋混凝土防撞墙,防撞墙厚度不少于200mm,高度不低于1500mm。
6.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤9中,所述基坑降水应至少在开挖前30天、分3-4次进行。
7.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,步骤10.1中,所述基坑横向划分为5个开挖区,从左到右包括左2区、左1区、中区、右1区、右2区,每个开挖区以1.5-2m的开挖深度进行分层,各层以横向支撑的横向间距进行分段;横向开挖顺序依次为前一道横向支撑开挖区的中区、本道支撑开挖区的左1区、右1区、左2区、右2区;当基坑开挖至第二道横向支撑标高时,在临时立柱的两侧面设置连接立柱的剪刀撑,剪刀撑采用型号不低于20b的槽钢。
8.如权利要求1所述的一种基于半盖挖法的软弱富水地层地铁基坑加固开挖方法,其特征在于,所述冠梁中预埋有斜支撑连接件,当基坑开挖至第二道横向支撑标高时,在临时立柱和冠梁间设置斜支撑,斜支撑一端与斜支撑连接件连接,另一端焊接在立柱上,斜支撑选用钢管或型钢。
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CN111236241A (zh) | 2020-06-05 |
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