CN113638445A - 一种超深圆形基坑半逆作施工方法 - Google Patents

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胡如成
龚振宇
杜学才
张文涛
胡开富
杨红霞
张细宝
徐前卫
聂子栋
刘杰
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    • E02D19/06Restraining of underground water
    • E02D19/10Restraining of underground water by lowering level of ground water

Abstract

本发明属于岩土工程技术领域,具体涉及一种超深圆形基坑半逆作施工方法。本发明的施工方法包括以下步骤:土方开挖前进行降水施工;水位降至设计深度后,将竖井土方开挖至设计深度,然后分两层依次施作冠梁;冠梁施工完成后继续往下进行土方开挖,并逐层施作内衬;土方分层开挖与人工凿毛地下连续墙穿插进行,凿毛地下连续墙结束后,进行基底处理、垫层施工、钢筋绑扎、模板安装,并一次浇筑成形。本发明基于“整体逆作,局部顺作”思路,开挖一段后分两段进行内衬施工,利用工序衔接缩短混凝土的等强时间,能够有缩短工期,具有较强的实用性,应用前景广泛。

Description

一种超深圆形基坑半逆作施工方法
技术领域
本发明属于岩土工程技术领域,具体涉及一种超深圆形基坑半逆作施工方法。
背景技术
近年来,随着城市建设的快速发展,地下空间的开发与利用已成必然趋势。然而,建设场地的地质条件和环境条件却日趋复杂,开发和建造这些地下空间和设施,首先要进行的就是大规模的深开挖。同时基坑工程正朝着规模更大、开挖深度更深、周边环境更复杂的方向发展。
对于这类大而深的基坑工程,传统的顺作法和逆作法技术难以达到如下目的:减少对环境的不利影响,缩短基坑工期的目的,降低工程造价。具体地说,传统顺作法往往需要内支撑体系,对于深大基坑,支撑用量很大,安装和拆除支撑既费时又不经济;支撑作为临时结构,刚度有限,其控制围护结构位移的能力有限,且难以解决施工空间局促的困难;而传统逆作法考虑在结构上开设若干有限个施工孔供土方和材料进出,基坑施工速度极慢。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种超深圆形基坑半逆作施工方法,目的是通过“顺逆结合”的施工方法,既保证施工安全,同时缩短施工工期和节约工程造价。
本发明超深圆形基坑半逆作施工方法,按照以下步骤进行:
(1)土方开挖前进行降水施工,每层土方开挖前通过设在坑内的三口降水管井抽水,降低基坑内的地下水位;
(2)水位降至设计深度后,将竖井土方开挖至设计深度,然后分两层依次施作冠梁;
破除锁口圈梁范围内及基坑表层地面,挖除锁口圈梁土方至锁口圈梁垫层底,分两次挖除基坑内土方至冠梁垫层底,同步凿除导墙、地下连续墙浮浆墙顶混凝土至设计墙顶标高;
(3)冠梁施工完成后继续往下进行土方开挖,并逐层施作内衬;
土方开挖遵循“由上而下,分层开挖”的原则,逐层下挖,同步进行凿毛、侧墙抗剪钢筋剥离调直和部分侧墙和暗梁抗剪钢筋植筋工序;
(4)凿毛地下连续墙结束后,进行基底处理、垫层施工、钢筋绑扎和模板安装,并一次浇筑底板成形。
其中,所述的步骤(1)中,降水施工过程中要密切注意观察坑内水位,控制基坑内地下水位低于基坑开挖面以下2m,不得超降。
所述步骤(2)中,分两层依次施作冠梁,第一层冠梁钢筋高2m,预留甩茬侧墙钢筋,进行冠梁第一层混凝土浇筑;凿毛第一层冠梁混凝土后,进行第二层冠梁钢筋安装,同步进行锁口圈梁钢筋安装,验收完成后进行第二次混凝土浇筑。
所述步骤(3)中,土方由上而下,分层开挖具体是竖向整体分节,单节竖向分层、水平分块、留土护壁、限时完成,每一层采取对称方式进行,由中间向两侧,逐段逐层开挖。
所述步骤(4)中,一次浇注采用龙门吊提升料斗,布料机对称、分层浇注,每层厚度不宜超过500mm,完成整个底板浇筑后,最后进行上剩余部分内衬施工。
与现有技术相比,本发明的特点和有益效果是:
本发明结合了顺作施工及逆作施工的特点,提出了半逆作施工的技术路线;
传统的顺作法施工具有施工简单、快捷、经济的优点,但同时具有着扰动大、变形大的缺点;而传统的逆作法施工具有安全、变形小的优点,但同时具有着工期长、成本高的缺点。
本发明采用的“整体逆作、局部顺作”的半逆作施工技术路线,开挖一段后分两段进行内衬施工,利用工序衔接缩短混凝土的等强时间,通过整体逆作来保证安全、控制变形,又通过局部顺作来控制工期、控制成本,对项目整体的成本工期进行了显著的优化,相对于传统的逆作法施工可节省工期155天。
本发明中“整体逆作、局部顺作”的提出,对所有地下工程的施工,均为一种新的思路及解决方法,具有明显的社会效益和经济价值。
附图说明
图1是本发明的接收井降水井结构示意图;
图2是本发明的冠梁结构剖面图;
图3是本发明的锁口圈梁结构剖面图;
图4是本发明的基坑顺作、逆作分区及土方开挖施工顺序全图;
图5是本发明实施例的土方开挖(-31.1m~-36.6m)示意图;
图6是本发明实施例的土方开挖(-62.607m~-66.527m)示意图;
图7是本发明实施例的土方开挖(-73.327m~-77.3m)示意图;
图8是本发明的内衬模板施工示意图;
图9是本发明的底板施工示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请的技术方案做进一步说明。
实施例
如图1~9所示,对本实例77m深滇中引水盾构接收井基坑的半逆作施工方法进行说明。
其施工方法包括以下步骤:
1、基坑降水施工。基坑共布置降水井9口,坑内井3口,井深89m。坑外井6口,井深55~80m(JS02井深80m,JS01、JS05井深60m,JS03、JS04、JS06井深55m)。由于坑内井深度进入基岩,实际施工时根据钻机钻进能力,无法进尺时即可成井。基岩裂隙水需结合明排处理。降水井点系统由潜水电泵和井管滤网组成。所有降水井泥孔径约为550m,井管采用直径273mm,壁厚6mm的钢管,滤管为同规格的桥式滤管,外裹80m滤网布,回填滤料。降水井构造见图1。
2、冠梁及锁口圈梁施工。接收井围护结构地下连续墙墙顶设置4.3m×3.0m冠梁,如图2所示,顶面比地面高0.2m,与地下连续墙连接,为整体为“L”型结构。锁口圈梁为异型结构,如图3所示,高1.5m,宽3m,锁口圈梁底部浇筑20cm厚C20素混凝土垫层,锁口圈梁浇筑顶与地面平齐。冠梁分两层进行浇筑,下部第一次浇筑高度2m,第二次浇筑锁口圈梁与上部冠梁高度2.3m至设计顶高程,冠梁及锁口圈梁内、外侧模板采用整体木模板,现场绑扎钢筋,钢筋接头采用机械连接及焊接,混凝土分层浇筑,采用插入式振捣器振捣密实。
3、基坑开挖。基于“顺逆结合”的原则,在基坑0~-50.0m范围内,采用“整体逆作,局部顺作”的施工方案,共分八段内衬(16节)和一个顶冠梁,施工顺序由上而下;在-50.0m~-73.327m采用全逆作法分节施工,分节长度2.6m~3.92m,共分7段,施工顺序由上而下。接收井基坑内衬结构与板底施工分节及土方开挖顺序如图4所示。
自接收井平台顶部向底部逐层逐块挖运,开挖前先进行降水,土方开挖遵循“竖向整体分节,单节竖向分层、水平分块、留土护壁、限时完成”的原则进行,每一层采取对称方式进行,由中间向两侧,逐段逐层开挖。接收井基坑开挖分为三个阶段:
①0m~-50.0m深度:施工0m~-4.1m深度冠梁、锁口圈梁后,在-4.1m~-50.0m深度范围内,每次开挖步距4.4m~7.5m后,同步进行地连墙凿毛及植筋,先施做下部2.5m~3.75m范围的内衬结构,后施做上部1.9m~3.75m范围的内衬结构,-4.1m~-50.0m深度范围共开挖8次,浇筑16段。每开挖4.4m~7.5m设一道暗环梁作为支撑,环梁截面1m×2.5m(宽×高),共设8道暗梁支撑。其中土方开挖-31.1m~-36.6m如图5所示。
②-50.0m~-73.327m深度:地表以下-50.0m~-77.5m深度范围内,采用全逆作法施工,开挖步距3m~4m,每开挖一段,内部衬砌一段,共开挖7次,浇筑7段。其中土方开挖-62.607m~-66.527m如图6所示。
③-73.327m~-77.3m深度:基坑开挖至基底标高1886.700m处。机械挖土时,坑底以上200mm~300mm范围内土方应采用人工修底的方法挖除,避免超挖。开挖完成后,及时封闭底板。土方开挖-73.327m~-77.3m如图7所示。
4、内衬施工。土方分层开挖与人工凿毛地下连续墙穿插进行,凿毛地下连续墙结束后,进行底模安装、钢筋绑扎、钢模板就位调整,并一次浇筑成环。采用逆作法分节施工,在每段内衬施工时预留下段内衬结构连接钢筋,并在底部安装止水铜片。混凝土浇注采用在大型钢模顶部设置侧向漏斗作为下料斗,考虑到接缝处混凝土不易密实,将漏斗设计为高出模板顶部20cm,在仓内浇满混凝土后可继续将漏斗内充满混凝土,在两节接缝处形成一定的压力,使接缝处混凝土更加密实。内衬模板采用整体提升钢模板(可组合)的形式,如图8所示。混凝土浇注采用龙门吊提升料斗,布料机对称、分层浇注,每层厚度不宜超过500mm,完成整个内衬混凝土浇筑后,最后进行底板施工。
5、底板施工。如图9所示,土方分层开挖与人工凿毛地下连续墙穿插进行,凿毛地下连续墙结束后,进行基底处理、垫层施工、钢筋绑扎、模板安装,并一次浇筑成形。钢筋接头全部采用搭接焊和机械连接的形式。模板采用木模板。混凝土浇注采用龙门吊提升料斗,布料机对称、分层浇注,每层厚度不宜超过500mm,完成整个底板浇筑后,最后进行上剩余部分内衬施工。
上述仅为本发明的具体实施例,但本发明并不局限于此,凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种超深圆形基坑半逆作施工方法,其特征在于按照以下步骤进行:
(1)土方开挖前进行降水施工,每层土方开挖前通过设在坑内的三口降水管井抽水,降低基坑内的地下水位;
(2)水位降至设计深度后,将竖井土方开挖至设计深度,然后分两层依次施作冠梁;
破除锁口圈梁范围内及基坑表层地面,挖除锁口圈梁土方至锁口圈梁垫层底,分两次挖除基坑内土方至冠梁垫层底,同步凿除导墙、地下连续墙浮浆墙顶混凝土至设计墙顶标高;
(3)冠梁施工完成后继续往下进行土方开挖,并逐层施作内衬;
土方开挖遵循“由上而下,分层开挖”的原则,逐层下挖,同步进行凿毛、侧墙抗剪钢筋剥离调直和部分侧墙和暗梁抗剪钢筋植筋工序;
(4)凿毛地下连续墙结束后,进行基底处理、垫层施工、钢筋绑扎和模板安装,并一次浇筑底板成形。
2.根据权利要求1所述的一种超深圆形基坑半逆作施工方法,其特征在于所述的步骤(1)中,降水施工过程中要密切注意观察坑内水位,控制基坑内地下水位低于基坑开挖面以下2m,不得超降。
3.根据权利要求1所述的一种超深圆形基坑半逆作施工方法,其特征在于所述步骤(2)中,分两层依次施作冠梁,第一层冠梁钢筋高2m,预留甩茬侧墙钢筋,进行冠梁第一层混凝土浇筑;凿毛第一层冠梁混凝土后,进行第二层冠梁钢筋安装,同步进行锁口圈梁钢筋安装,验收完成后进行第二次混凝土浇筑。
4.根据权利要求1所述的一种超深圆形基坑半逆作施工方法,其特征在于所述步骤(3)中,土方由上而下,分层开挖具体是竖向整体分节,单节竖向分层、水平分块、留土护壁、限时完成,每一层采取对称方式进行,由中间向两侧,逐段逐层开挖。
5.根据权利要求1所述的一种超深圆形基坑半逆作施工方法,其特征在于所述步骤(4)中,一次浇注采用龙门吊提升料斗,布料机对称、分层浇注,每层厚度不宜超过500mm,完成整个底板浇筑后,最后进行上剩余部分内衬施工。
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