CN111851510A - 土岩基坑爆破开挖体系及应用其的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土岩基坑爆破开挖体系及应用其的施工方法，地连墙设置在基坑周边的岩层上，锚筋上端与地连墙的配筋连为一体，下端垂直嵌固入岩层中，工程桩设置在基坑内的桩坑中，桩坑设置在基坑中心带岩层中，防撞橡胶层设置包裹在工程桩裸露部分处，预埋拉钩设置在地连墙和工程桩上端，防护网固定在预埋拉钩上，设置在基坑口，施工平台设置在工程桩顶端，施工栈桥一端设置在施工平台上，另一端设置在地连墙顶端，竖向炮孔设置在基坑岩层中心区域，斜向炮孔设置在基坑靠边岩层区域；最后爆破预留的后挖岩体斜坡采用切割机结合静力爆破进行开挖，形成天然的岩质支挡结构，保证与上部的钢筋混凝土地连墙无损连接。

Description

土岩基坑爆破开挖体系及应用其的施工方法

技术领域

本发明涉及基坑开挖领域，特别涉及一种土岩基坑爆破开挖体系及应用其的施工方法。

背景技术

城市空间发展，已经从过去主要向四周扩展和兴建大量高层建筑的模式慢慢转到重点开发利用地下空间的轨道，因为传统的靠向城市周边地区扩展的方式会受到有限的土地资源的制约和现行体制的限制，而向高空发展，建高层、修高架路和立交桥的方式，又会加重城市空间密度，使城市空间发展逐步走向恶性循环，只有开发利用城市地下空间才能缓解城市空间发展的突出矛盾与问题。

开发地下空间的建设中往往涉及到不同深度的基坑开挖，假设遇到土岩地质深基坑开挖时往往需要结合爆破开挖。开挖时为了便于机械进出和渣土石运输以及防止周边建筑物位移发生不均匀沉降，需要放坡开挖或者用支护结构支挡后垂直开挖。虽然放坡开挖比较经济，但是容易超挖且占用空间大，不适合深基坑开挖，尤其是城市深基坑开挖；而传统的支护结构支挡后垂直开挖，支护结构复杂且工程量大，也不利于机械进出和渣土石运输。另外，在岩质层爆破开挖时或多或少会产生飞石，给工程人员和周边环境带来风险。

因此，目前亟需寻求一种防护效果好，施工便利且支护结构简单的土岩基坑爆破开挖体系及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防护效果好，施工便利且支护结构简单的土岩基坑爆破开挖体系及应用其的施工方法。

为实现以上发明目的，本技术方案提供一种应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，包括以下步骤：

1)对开挖现场进行施工放线，确定基坑的开挖范围，然后对开挖场地的土层和岩层进行取样，以确定所需要开挖的土层和需要爆破的岩层的施工参数；

2)在基坑周边的预施工地确定地连墙位置，在该位置的土层中挖土成槽，槽深度到达岩层，在岩层内垂直打设锚筋，然后往槽内吊放钢筋笼，在钢筋笼的上端设置多个预埋拉钩，并在钢筋笼内浇筑混凝土成整体的地连墙；

3)待地连墙养护完成后，完全挖除基坑所在位置的土层区域，露出基坑所在位置的岩层，并在该区域的岩层的中心区域施工放样确定工程桩的桩坑位置，并开挖桩坑至基坑设计标高；

4)将工程桩打设进入桩坑底部至设计深度，工程桩顶部标高为基坑开挖标高，然后在工程桩的裸露部分包裹上防撞橡胶层；

5)在基坑的顶部开口将防护网安装固定在预埋拉钩上，再在工程桩顶部吊装施工平台，然后在施工平台和基坑的地连墙之间搭设施工栈桥；

6)在基坑的岩层的中心区域布设竖向炮孔，在基坑靠边岩层区域布设斜向炮孔，进行基坑内的岩层主体的爆破开挖，然后在施工平台上安装吊装机具，掀开施工平台周边的部分防护网，进行渣石吊装和外运，最后爆破预留的后挖岩体斜坡进行开挖，形成岩质支挡结构。

根据本发明的另一发明，提供一种根据其上施工方法施工得到的土岩基坑。

根据本发明的另一发明，提供一种土岩基坑爆破开挖体系，用于爆破开挖基坑，其中基坑由岩体和置于岩体上的土层组成，其中地连墙设置在基坑周边的岩层上，基坑所在区域开挖形成桩坑，工程桩设置在基坑内的桩坑中，预埋拉钩设置在地连墙和工程桩上端，防撞橡胶层设置包裹在工程桩的裸露部分处，防护网固定在预埋拉钩上且设置在基坑的顶部开口，施工平台设置在工程桩顶端，施工栈桥一端设置在施工平台上，另一端设置在地连墙顶端，竖向炮孔设置在基坑的岩层的中心区域，斜向炮孔设置在基坑靠边岩层的区域。

相较现有技术，本技术方案具有以下的特点和有益效果：

1、设置包裹有防撞橡胶层的工程桩，不但可以作为基坑顶部防护网的结构支撑，而且作为开挖作业施工平台的支撑。

2、设置的施工平台和施工栈桥，可在平台上安装吊装的机具，施工设备能够在平台上进出，便于基坑里面的碎石通过施工平台上的塔吊运出坑外。

3、采用全封闭的防护网，不但能美化施工现场，杜绝飞石飞出基坑，而且搭设方便，价格适宜，在一定程度上能保护基坑上方施工人员不慎失足掉落基坑，提高了施工安全性。

附图说明

图1是土岩基坑爆破开挖体系的示意图；

图2是地连墙的布置示意图；

图3是工程桩的布置示意图；

图4是施工平台、施工栈桥和防护网的布置示意图；

图5是桩坑开挖的示意图。

其中：1——土层；2——地连墙；3——岩层；4——锚筋；5——后挖岩体；6——工程桩；7——施工栈桥；8——施工平台；9——预埋拉钩；10——防护网；11——防撞橡胶层；12——桩坑；13——竖向炮孔；14——斜向炮孔；15——基坑。

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

土岩基坑爆破开挖体系，用于爆破开挖基坑15，其中基坑15由岩层3和置于岩层3上的土层1组成，包括地连墙2、锚筋4、后挖岩体5、工程桩6、施工栈桥7、施工平台8、预埋拉钩9、防护网10、防撞橡胶层11、桩坑12、竖向炮孔13和斜向炮孔14。

地连墙2设置在基坑15周边的岩层3上，具体的，锚筋4的下端垂直嵌固入岩层3中，锚筋4的上端与地连墙2的配筋连为一体，进而使得地连墙2牢固地固定在岩层(3)上包围基坑15所在区域。

基坑15所在区域开挖形成桩坑12，桩坑12设置在基坑区域的岩层3的中心区域，工程桩6设置在基坑15内的桩坑12中。具体的，工程桩6打设进入桩坑12底部至设计深度，工程桩6顶部标高为基坑15开挖标高。

防撞橡胶层11设置包裹在工程桩6的裸露部分处。

预埋拉钩9设置在地连墙2和工程桩6上端，防护网10固定在预埋拉钩9上，且设置在基坑15的顶部开口。

施工平台8设置在工程桩6顶端，施工栈桥7一端设置在施工平台8上，另一端设置在地连墙2顶端。

竖向炮孔13设置在基坑的岩层3的中心区域，斜向炮孔14设置在基坑靠边岩层3的区域，经爆破后在基坑周边岩层3区域预留有后挖岩体5斜坡。

工程桩6为预制钢筋混凝土方桩。

防护网10是采用全新高密度聚乙烯单丝材料，经直链多门结构的特殊编结方法编织而成的密目式安全网。

工程桩6为预制钢筋混凝土方桩。

防护网10是采用全新高密度聚乙烯单丝材料，经直链多门结构的特殊编结方法编织而成的密目式安全网。

应用该土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，包括以下步骤：

1)对开挖现场进行施工放线，确定基坑15的开挖范围，然后对开挖场地的土层1和岩层3进行取样，以确定所需要开挖的土层1和需要爆破的岩层3的施工参数；

2)如图2、图3所示，在基坑15周边的预施工地确定地连墙2位置，在该位置采用液压抓斗成槽机在土层1中快速挖土成槽，槽深度到达岩层3，在岩层3内垂直打设锚筋4，然后往槽内吊放钢筋笼，用箍筋将钢筋笼和锚筋4上部连接成一体，在钢筋笼的上端按一定水平间距设置多个预埋拉钩9，并在钢筋笼内浇筑混凝土成整体的地连墙2，其中预埋拉钩9设置在地连墙2的上端；

3)如图5所示，待地连墙2养护完成后，完全挖除基坑15所在位置的土层1区域，露出基坑15所在位置的岩层3，并在该区域的岩层3的中心区域施工放样确定工程桩的桩坑12位置，并使用静态爆破法开挖桩坑12至基坑设计标高；

4)如图1、图3所示，将提前预制好的工程桩6打设进入桩坑12底部至设计深度，工程桩6顶部标高为基坑15开挖标高，然后在工程桩6的裸露部分包裹上防撞橡胶层11，其中工程桩6上端也设置有预埋拉钩9；

5)如图1、图4所示，在基坑15的顶部开口将防护网10安装固定在预埋拉钩9上，再在工程桩6顶部吊装施工平台8，施工平台8底部和工程桩6的顶部使用高强螺栓连接，然后在施工平台8和基坑的地连墙2之间搭设施工栈桥7，栈桥7的两端分别使用高强螺栓固定连接于施工平台8和地连墙2，其中防护网10覆盖基坑15所在区域位置；

6)如图1所示，在基坑的岩层3的中心区域布设竖向炮孔13，在基坑靠边岩层3区域布设斜向炮孔14，然后装药填塞竖向炮孔13和斜向炮孔14进行基坑15内的岩层3主体的爆破开挖，然后在施工平台8上安装塔吊等吊装机具，掀开施工平台8周边的部分防护网10，进行渣石吊装和外运，最后爆破预留的后挖岩体5斜坡采用切割机结合静力爆破进行开挖，形成天然的岩质支挡结构，保证与上部的钢筋混凝土的地连墙2无损连接，完成土岩基坑爆破开挖体系的施工，其中基坑靠边岩层3区域预留有后挖岩体5斜坡，后挖岩体5斜坡置于基坑靠边岩层3靠近锚筋4的一侧。

根据本发明的另一方面，提供一种通过其上施工方法施工得到的土岩基坑。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对开挖现场进行施工放线，确定基坑(15)的开挖范围，然后对开挖场地的土层(1)和岩层(3)进行取样，以确定所需要开挖的土层(1)和需要爆破的岩层(3)的施工参数；

2)在基坑(15)周边的预施工地确定地连墙(2)位置，在该位置的土层(1)中挖土成槽，槽深度到达岩层(3)，在岩层(3)内垂直打设锚筋(4)，然后往槽内吊放钢筋笼，在钢筋笼的上端设置多个预埋拉钩(9)，并在钢筋笼内浇筑混凝土成整体的地连墙(2)；

3)待地连墙(2)养护完成后，完全挖除基坑(15)所在位置的土层(1)区域，露出基坑(15)所在位置的岩层(3)，并在该区域的岩层(3)的中心区域施工放样确定工程桩的桩坑(12)位置，并开挖桩坑(12)至基坑设计标高；

4)将工程桩(6)打设进入桩坑(12)底部至设计深度，工程桩(6)顶部标高为基坑(15)开挖标高，然后在工程桩(6)的裸露部分包裹上防撞橡胶层(11)；

5)在基坑(15)的顶部开口将防护网(10)安装固定在预埋拉钩(9)上，再在工程桩(6)顶部吊装施工平台(8)，然后在施工平台(8)和基坑的地连墙(2)之间搭设施工栈桥(7)；

6)在基坑的岩层(3)的中心区域布设竖向炮孔(13)，在基坑靠边岩层(3)区域布设斜向炮孔(14)，进行基坑(15)内的岩层(3)主体的爆破开挖，然后在施工平台(8)上安装吊装机具，掀开施工平台(8)周边的部分防护网(10)，进行渣石吊装和外运，最后爆破预留的后挖岩体(5)斜坡进行开挖，形成岩质支挡结构。

2.根据权利要求1所述的应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，其特征在于，在步骤2)中，采用液压抓斗成槽机在土层(1)中快速挖土成槽，在钢筋笼的上端按一定水平间距设置多个预埋拉钩(9)，预埋拉钩(9)设置在地连墙(2)和工程桩(6)上端。

3.根据权利要求1所述的应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，其特征在于，在步骤3)中，使用静态爆破法开挖桩坑(12)。

4.根据权利要求1所述的应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，其特征在于，在步骤4)中，施工平台(8)底部和工程桩(6)的顶部使用高强螺栓连接，栈桥(7)的两端分别使用高强螺栓固定连接于施工平台(8)和地连墙(2)。

5.根据权利要求1所述的应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法，其特征在于，在步骤5)中，装药填塞竖向炮孔(13)和斜向炮孔(14)进行基坑(15)内的岩层(3)主体的爆破开挖，爆破预留的后挖岩体(5)斜坡采用切割机结合静力爆破进行开挖。

6.一种土岩基坑，其特征在于，根据其上权利要求1到5任一所述的应用土岩基坑爆破开挖体系的施工方法施工得到。

7.一种土岩基坑爆破开挖体系，用于爆破开挖基坑(15)，其中基坑(15)由岩体(3)和置于岩体(3)上的土层(1)组成，其特征在于，包括：

地连墙(2)，工程桩(6)，施工栈桥(7)、施工平台(8)，防护网(10)，防撞橡胶层(11)，竖向炮孔(13)和斜向炮孔(14)；

其中地连墙(2)设置在基坑(15)周边的岩层(3)上，基坑(15)所在区域开挖形成桩坑(12)，工程桩(6)设置在基坑(15)内的桩坑(12)中，预埋拉钩(9)设置在地连墙(2)和工程桩(6)上端，防撞橡胶层(11)设置包裹在工程桩(6)的裸露部分处，防护网(10)固定在预埋拉钩(9)上且设置在基坑(15)的顶部开口，施工平台(8)设置在工程桩(6)顶端，施工栈桥(7)一端设置在施工平台(8)上，另一端设置在地连墙(2)顶端，竖向炮孔(13)设置在基坑的岩层(3)的中心区域，斜向炮孔(14)设置在基坑靠边岩层(3)的区域。

8.根据权利要求7所述的土岩基坑爆破开挖体系，其特征在于，锚筋(4)的下端垂直嵌固入岩层(3)中，锚筋(4)的上端与地连墙(2)的配筋连为一体。

9.根据权利要求7所述的土岩基坑爆破开挖体系，其特征在于，经爆破后在基坑周边岩层(3)区域预留有后挖岩体(5)斜坡。

10.根据权利要求7所述的土岩基坑爆破开挖体系，其特征在于，工程桩(6)打设进入桩坑(12)底部至设计深度，工程桩(6)顶部标高为基坑(15)开挖标高。

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