CN111877352A - 全风化砂岩高边坡开挖施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全风化砂岩高边坡开挖施工方法，包括：步骤一、挖设盲沟、集水井，设置中空锚管，采用水泵抽水直至地下水水平线达到预设施工标高；步骤二、沿纵向分段施工，每段基坑设置内外两组高压旋喷桩，高压旋喷桩顶部设置砼冠梁，内排的一个高压旋喷桩通过多根钢筋分别与外排的相邻的两个高压旋喷桩加固连接；步骤三、挖出土方直至该段基坑的施工深度；步骤四、沿基坑侧壁设置第一钢混层、防水剂层、橡胶层；步骤五、根据预设边坡倾斜角度，设置橡胶沥青层和第二钢混层；并预埋多个中空锚管；步骤六、重复步骤一至步骤五，直至基坑深度达到预设标高。本发明具有使整个砂岩层的基坑开挖过程中止水效果突出，支护安全可靠的有益效果。

Description

全风化砂岩高边坡开挖施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种全风化砂岩高边坡开挖施工方法。

背景技术

随着建筑业的迅速发展，基坑开挖深度越来越深，地质情况越来越复杂，因而各种地质环境下的深基坑的开挖存存各种施工问题。而全风化砂岩层的问题尤其多，因为全风化砂岩层裂隙水多，并且无压力，而在全风化砂岩层开挖后，其裂隙水渗透快、水量大，并且分布不确定，无规律，在暴露后，边坡软化潜蚀严重，对基坑的开挖难度较大。那么如何确保全风化砂岩深基坑开挖过程中的止水效果和支护可靠是需要解决的问题，对保证施工安全和工程质量具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种全风化砂岩高边坡开挖施工方法，通过内外两排高压旋喷桩构成支护可靠的防倾倒架构，保证施工安全，开挖过程中，通过第一钢混层、防水剂层、橡胶层进行防水，然后通过橡胶沥青层和第二钢混层缓解砂岩层压力和抵挡砂岩层向基坑倾倒，使整个砂岩层的基坑开挖过程中止水效果突出，支护安全可靠。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种全风化砂岩高边坡开挖施工方法，包括位于全风化砂岩层的开挖，包括以下步骤：

步骤一、开挖前，在基坑底部挖设盲沟，在盲沟下方设置集水井，在位于全风化砂岩层上方的边坡上设置多个中空锚管，中空锚管的一端伸入土层内部，另一端位于盲沟正上方，中空锚管倾斜设置，采用水泵将集水井内的水抽取排出，直至地下水水平线达到预设施工标高；

步骤二、沿纵向分段施工，每段基坑设置内外两组高压旋喷桩，两组高压旋喷桩的个数相同，内外两排高压旋喷桩顶部分别设置砼冠梁，内排的一个高压旋喷桩通过多根钢筋分别与外排的相邻的两个高压旋喷桩加固连接；

步骤三、待两组高压旋喷桩达到施工硬度后，挖出土方，直至挖至该段基坑的施工深度；

步骤四、沿基坑侧壁设置钢筋支架，向基坑侧壁喷涂混凝土，直至覆盖钢筋支架形成第一钢混层，然后向第一钢混层表面喷涂混凝土表面防水剂，形成防水剂层，向防水剂层敷设橡胶层，所述防水剂层和所述橡胶层形成防水层；

步骤五、根据预设边坡倾斜角度，向橡胶层上敷设橡胶沥青，形成类倒圆台环形的橡胶沥青层，再沿橡胶沥青层的倾斜角度设置钢筋支架，然后喷涂混凝土，形成第二钢混层；

其中，在该段基坑的施工中，预埋多个中空锚管，中空锚管的一端伸入砂岩层，另一端伸出所述第二钢混层；

步骤六、待第二钢混层达到施工硬度后，重复步骤一至步骤五，直至基坑深度达到预设标高。

优选的是，内排的高压旋喷桩的顶部中心、与通过钢筋连接的外排的相邻的两个高压旋喷桩的顶部中心形成顶角为120°的等要三角形。

优选的是，所述橡胶层朝向所述橡胶沥青层的表面间隔设有多个凹槽，所述凹槽呈圆台形，并且所述凹槽底部大于其顶部。

优选的是，分段施工中，每段基坑的挖土深度为3～5m。

优选的是，高压旋喷桩的长度大于每段基坑挖土深度的1.6倍。

优选的是，中空锚管的管口段沿砂岩层至基坑中心的方向依次填充有鹅卵石层、细砂层、纱布层。

优选的是，位于中空锚管内设有具有多个通孔的圆片，所述圆片一侧朝向砂岩层，另一侧朝向所述鹅卵石层，所述圆片的中心固定有一拉杆，所述拉杆一端依次穿过所述鹅卵石层、所述细砂层、所述纱布层并且穿出中空锚管。

优选的是，中空锚管位于土层或砂岩层的一端设有多个卡接头，多个卡接头形成圆台环形。

本发明至少包括以下有益效果：

第一、通过内外两排高压旋喷桩构成支护可靠的防倾倒架构，保证施工安全，开挖过程中，通过第一钢混层、防水剂层、橡胶层进行防水，然后通过橡胶沥青层和第二钢混层缓解砂岩层压力和抵挡砂岩层向基坑倾倒，使整个砂岩层的基坑开挖过程中止水效果突出，支护安全可靠。

第二、基坑开挖前，采用两组高压旋喷桩对预设基坑段位置外围的砂岩层进行加固，避免开挖过程中，基坑砂岩层向基坑内倾倒，造成施工事故，采用内外两排高压旋喷桩并采用钢筋以三角形的形式加固内外排，可以牢靠的将内外排高压旋喷桩连接成一个整体，提高支护力度。

第三、当基坑段开挖完成后，立即快速向新形成的基坑侧壁设置钢筋支架，防止基坑倾倒，由于砂岩层的裂隙水渗透快、水量大，并且分布不确定，无规律，因此，即使开挖前已将地下水位降低到安全位置，但也应尽快喷涂混凝土，当混凝土达到一定硬度后，即可向第一钢混层表面喷涂混凝土表面防水剂，起到初步防水的作用。

第四、敷设橡胶层，一是增强防水作用，二是防止后面施工的橡胶沥青层破坏防水剂层。橡胶沥青层是采用橡胶沥青铺设形成，橡胶沥青是一种先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料，具有低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性的性能，可以缓解基坑侧壁受到的来自砂岩层的巨大压力，然后再向橡胶沥青层铺设第二钢混层，以增强钢性支撑，抗衡砂岩层。。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案的所述基坑的纵向剖视图；

图2为本发明其中一种技术方案的所述基坑的横向剖视图；

图3为本发明其中一种技术方案的两组高压旋喷桩的连接示意图；

图4为本发明其中一种技术方案的基坑侧壁的细节图；

图5为本发明其中一种技术方案的中空锚杆的剖示图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并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，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～5所示，本发明提供一种全风化砂岩高边坡开挖施工方法，包括位于全风化砂岩层的开挖，包括以下步骤：

步骤一、开挖前，在基坑1底部挖设盲沟，在盲沟下方设置集水井，在位于全风化砂岩层2上方的边坡上设置多个中空锚管3，中空锚管3的一端伸入土层内部，另一端位于盲沟正上方，中空锚管3倾斜设置，采用水泵将集水井内的水抽取排出，直至地下水水平线达到预设施工标高；中空锚管3将砂岩层2上方的土层内的地下水经中空锚管3引出到盲沟内，然后进入到集水井中，然后再采用水泵抽取排出，使待挖基坑段的水位降低，保证在砂岩层2开挖时的施工安全，当水位降低到预设施工标高后，拆除水泵，并采用混凝土填充集水井和盲沟。

步骤二、沿纵向分段施工，每段基坑1设置内外两组高压旋喷桩4，两组高压旋喷桩4的个数相同，内外两排高压旋喷桩4顶部分别设置砼冠梁5，内排的一个高压旋喷桩4通过多根钢筋分别与外排的相邻的两个高压旋喷桩4加固连接；基坑1开挖前，采用两组高压旋喷桩4对预设基坑段位置外围的砂岩层2进行加固，避免开挖过程中，基坑1砂岩层2向基坑1内倾倒，造成施工事故，采用内外两排高压旋喷桩4并采用钢筋以三角形的形式加固内外排，可以牢靠的将内外排高压旋喷桩4连接成一个整体，提高支护力度。

步骤三、待两组高压旋喷桩4达到施工硬度后，挖出土方，直至挖至该段基坑1的施工深度；当基坑1位置越深时，地质情况越复杂，采用分段施工，减少安全隐患。

步骤四、沿基坑1侧壁设置钢筋支架，向基坑1侧壁喷涂混凝土，直至覆盖钢筋支架形成第一钢混层6，然后向第一钢混层6表面喷涂混凝土表面防水剂，形成防水剂层71，向防水剂层71敷设橡胶层72，所述防水剂层71和所述橡胶层72形成防水层7；当基坑段开挖完成后，立即快速向新形成的基坑1侧壁设置钢筋支架，防止基坑1倾倒，由于砂岩层2的裂隙水渗透快、水量大，并且分布不确定，无规律，因此，即使开挖前已将地下水位降低到安全位置，但也应尽快喷涂混凝土，当混凝土达到一定硬度后，即可向第一钢混层6表面喷涂混凝土表面防水剂，起到初步防水的作用。

步骤五、根据预设边坡倾斜角度，向橡胶层72上敷设橡胶沥青，形成类倒圆台环形的橡胶沥青层8，再沿橡胶沥青层8的倾斜角度设置钢筋支架，然后喷涂混凝土，形成第二钢混层9；

然后再敷设橡胶层72，一是增强防水作用，二是防止后面施工的橡胶沥青层8破坏防水剂层71。橡胶沥青层8是采用橡胶沥青铺设形成，橡胶沥青是一种先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料，具有低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性的性能，可以缓解基坑1侧壁受到的来自砂岩层2的巨大压力，然后再向橡胶沥青层8铺设第二钢混层9，以增强钢性支撑，抗衡砂岩层2。

其中，在该段基坑1的施工中，预埋多个中空锚管3，中空锚管3的一端伸入砂岩层2，另一端伸出所述第二钢混层9；为开挖下一段基坑1做好排水准备。

步骤六、待第二钢混层9达到施工硬度后，重复步骤一至步骤五，直至基坑1深度达到预设标高。

在上述技术方案中，通过设置中空锚管3、盲沟、集水井、水泵，使预开挖基坑段的地下水位达到安全水平线，然后通过内外两排高压旋喷桩4构成支护可靠的防倾倒架构，保证施工安全，开挖过程中，通过第一钢混层6、防水剂层71、橡胶层72进行防水，然后通过橡胶沥青层8和第二钢混层9缓解砂岩层2压力和抵挡砂岩层2向基坑1倾倒，使整个砂岩层2的基坑1开挖过程中止水效果突出，支护安全可靠。

在另一种技术方案中，内排的高压旋喷桩4的顶部中心、与通过钢筋连接的外排的相邻的两个高压旋喷桩4的顶部中心形成顶角为120°的等要三角形。形成的内外排的高压旋喷桩4相互作用平衡，连接更牢靠。

在另一种技术方案中，所述橡胶层72朝向所述橡胶沥青层8的表面间隔设有多个凹槽73，所述凹槽73呈圆台形，并且所述凹槽73底部大于其顶部。增强橡胶沥青层8与橡胶层72的连接作用。

在另一种技术方案中，分段施工中，每段基坑1的挖土深度为3～5m。当基坑1位置越深时，地质情况越复杂，采用3～5m的分段施工，保证安全的前提下，开挖效率也高。

在另一种技术方案中，高压旋喷桩4的长度大于每段基坑1挖土深度的1.6倍。保证安全的前提下，节约施工成本。

在另一种技术方案中，中空锚管3的管口段沿砂岩层2至基坑1中心的方向依次填充有鹅卵石层31、细砂层32、纱布层33。对从土层或砂岩层2进入到中空锚管3后的水具有过滤作用，以保护水泵。

在另一种技术方案中，位于中空锚管3内设有具有多个通孔的圆片34，所述圆片34一侧朝向砂岩层2，另一侧朝向所述鹅卵石层31，所述圆片34的中心固定有一拉杆35，所述拉杆35一端依次穿过所述鹅卵石层31、所述细砂层32、所述纱布层33并且穿出中空锚管3。当中空锚管3中的鹅卵石层31、或细砂层32、或纱布层33堵塞后，可以拉动拉杆35，将鹅卵石层31、细砂层32、纱布层33取出，清洗后更后，或者直接更换新的原料。

在另一种技术方案中，中空锚管3位于土层或砂岩层2的一端设有多个卡接头36，多个卡接头36形成圆台环形。增大中空锚管3被土层或砂岩层2的侧向压力压出的障碍。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，包括位于全风化砂岩层的开挖，包括以下步骤：

步骤一、开挖前，在基坑底部挖设盲沟，在盲沟下方设置集水井，在位于全风化砂岩层上方的边坡上设置多个中空锚管，中空锚管的一端伸入土层内部，另一端位于盲沟正上方，中空锚管倾斜设置，采用水泵将集水井内的水抽取排出，直至地下水水平线达到预设施工标高；

步骤二、沿纵向分段施工，每段基坑设置内外两组高压旋喷桩，两组高压旋喷桩的个数相同，内外两排高压旋喷桩顶部分别设置砼冠梁，内排的一个高压旋喷桩通过多根钢筋分别与外排的相邻的两个高压旋喷桩加固连接；

步骤三、待两组高压旋喷桩达到施工硬度后，挖出土方，直至挖至该段基坑的施工深度；

步骤四、沿基坑侧壁设置钢筋支架，向基坑侧壁喷涂混凝土，直至覆盖钢筋支架形成第一钢混层，然后向第一钢混层表面喷涂混凝土表面防水剂，形成防水剂层，向防水剂层敷设橡胶层，所述防水剂层和所述橡胶层形成防水层；

步骤五、根据预设边坡倾斜角度，向橡胶层上敷设橡胶沥青，形成类倒圆台环形的橡胶沥青层，再沿橡胶沥青层的倾斜角度设置钢筋支架，然后喷涂混凝土，形成第二钢混层；

其中，在该段基坑的施工中，预埋多个中空锚管，中空锚管的一端伸入砂岩层，另一端伸出所述第二钢混层；

步骤六、待第二钢混层达到施工硬度后，重复步骤一至步骤五，直至基坑深度达到预设标高。

2.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，内排的高压旋喷桩的顶部中心、与通过钢筋连接的外排的相邻的两个高压旋喷桩的顶部中心形成顶角为120°的等要三角形。

3.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，所述橡胶层朝向所述橡胶沥青层的表面间隔设有多个凹槽，所述凹槽呈圆台形，并且所述凹槽底部大于其顶部。

4.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，分段施工中，每段基坑的挖土深度为3～5m。

5.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，高压旋喷桩的长度大于每段基坑挖土深度的1.6倍。

6.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，中空锚管的管口段沿砂岩层至基坑中心的方向依次填充有鹅卵石层、细砂层、纱布层。

7.如权利要求6所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，位于中空锚管内设有具有多个通孔的圆片，所述圆片一侧朝向砂岩层，另一侧朝向所述鹅卵石层，所述圆片的中心固定有一拉杆，所述拉杆一端依次穿过所述鹅卵石层、所述细砂层、所述纱布层并且穿出中空锚管。

8.如权利要求1所述的全风化砂岩高边坡开挖施工方法，其特征在于，中空锚管位于土层或砂岩层的一端设有多个卡接头，多个卡接头形成圆台环形。

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