CN113653088B - 一种沿海淤泥地带深基坑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了深基坑施工领域一种沿海淤泥地带深基坑施工方法，包括基坑开挖、承台施工、防水施工、钢筋绑扎及底板混凝土施工，在承台施工过程中，下放钢胎模结构对承台周围淤泥进行支撑；并且在原有砖胎模设计基础上，降低钢胎模的高度同时增加底板的厚度，使其增加对基坑支护桩的作用力。本发明通过钢胎模的应用可以使得位于淤泥层的承台快速成型，避免影响承台的封底时间而造成坑底暴露时间过长，同时钢胎模可以避免淤泥层流动而造成的大开挖形式，避免给施工带来困难；本发明降低了钢胎模的高度，进而可以增加基坑底部底板的厚度，使得钢胎模和底板对支护系统进行良好支撑。

Description

一种沿海淤泥地带深基坑施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑施工领域，具体的说，是涉及一种沿海淤泥地带深基坑施工方法。

背景技术

建筑行业中，基坑是指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间，深基坑开挖涉及到土力学，变形与稳定性等多方面问题，在国内外至今仍不成熟。在深基坑的施工过程中，为了达到对工程桩的施工保护，需要在基坑底部进行桩承台的搭建。传统的桩承台的施工过程中，需要先将基坑内的土方开挖至底板垫层底部，并对承台区域内部的土方开挖至设计标高，搭建形成5.2m×5.2m×1.2m的立体空间后初步形成承台的范围，在承台范围内砌上砖胎模并在砖胎模内部进行水泥砂浆抹面，浇筑混凝土后形成桩承台的结构。

然而随着城市建设的快速发展，沿海城市的开发利用逐渐增多，加上沿海城市的地质多余淤泥地质，受到淤泥环境的影响，传统的桩承台施工难以进行。其原因如下：

由于沿海城市多为厚淤泥地质，基坑的施工处于淤泥环境中，而淤泥具有流塑性、触变性，其灵敏度高，基坑施工环境差；另外，桩承台的结构为5.2m×5.2m×1.2m的立体形状，横向或纵向相邻两个桩承台之间间隔（即淤泥地质）的土方宽度多为1m，甚至少于1米，加腋承台间的边缘较近。上述原因导致在流塑状的淤泥中开挖加腋承台难以成型，承台开挖基本形成大开挖形式，承台砖胎模无法施工或施工难度加大，直接影响底板封底时间，造成坑底暴露时间过长；另外基坑实际形成的开挖深度较深，基坑支护桩弯矩及变形增大，基坑支护系统存在较大安全隐患。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种沿海淤泥地带深基坑施工方法。

本发明技术方案如下所述：

一种沿海淤泥地带深基坑施工方法，包括基坑开挖、承台施工、防水施工、钢筋绑扎及底板混凝土施工，其特征在于，在承台施工过程中，下放钢胎模结构对承台周围淤泥进行支撑；并且在原有砖胎模设计基础上，降低钢胎模的高度同时增加底板的厚度，使其增加对基坑支护桩的作用力。

根据上述方案的本发明，其特征在于，在承台施工过程中，具体包括：

S21、钢胎模加工成型；

S22、下放钢胎模；

S23、承台土方开挖；

S24、浇筑承台内混凝土垫层。

根据上述方案的本发明，其特征在于，所述钢胎模包括胎模本体、固定于所述胎模本体上端面的上支撑以及固定于所述胎模本体下端内侧面的下支撑，所述胎模本体、所述上支撑及所述下支撑均为钢材质。

进一步的，所述胎模本体包括若干首尾相连的侧板，所述上支撑的两端分别固定相连两个所述侧板的上端面，所述下支撑的两端分别固定相连两个所述侧板下端内侧面。

进一步的，所述上支撑为支撑角钢，所述下支撑为支撑钢板。

进一步的，所述胎模本体的外围尺寸为1.6 m×1.6 m×0.9m。

进一步的，在步骤S22中，采用反铲挖掘机将成型的所述钢胎模压入淤泥土层中，使得所述钢胎模下放到位后，其顶端高于基坑初挖标高。

进一步的，在步骤S22后还包括钢胎模互连的步骤：横向或纵向相邻两个所述钢胎模之间通过钢筋进行焊接连接固定。

根据上述方案的本发明，其特征在于，该深基坑内所有承台位置均下压所述钢胎模进行支护；

或该深基坑内靠近支护桩的两排承台位置下压所述钢胎模进行支护，剩余位置通过砖胎模进行支护。

根据上述方案的本发明，其特征在于，底板混凝土施工后，底板的厚度为0.8m。

根据上述方案的本发明，其有益效果在于：

本发明通过钢胎模的应用可以使得位于淤泥层的承台快速成型，避免影响承台的封底时间而造成坑底暴露时间过长；同时钢胎模可以避免淤泥层流动而造成的大开挖形式，避免给施工带来困难。

本发明在不影响承台基本功能的情况下，降低了钢胎模的高度，进而可以增加基坑底部底板的厚度，使得钢胎模和底板对支护系统进行良好支撑，避免支护桩的被动土压力减弱而造成的安全隐患，整个施工工序较为简单，且降低了施工周期，不会增加整个施工的成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中桩承台部分的放大图；

图3为钢胎模的结构图；

图4为钢胎模上开口处的俯视图；

图5为钢胎模下开口处的俯视图；

图6为钢胎模的侧面剖视图；

图7为桩承台之间互连的结构图

图8为本发明的流程图；

图9为钢胎模承台施工的流程图。

在图中，1-地面；2-支护桩；3-工程桩；4-钢胎模；5-底板；6-混凝土垫层；7-加固件；

41-侧板；42-上支撑；43-下支撑；

实施方式

下面结合附图以及实施方式对本发明进行进一步的描述：

受到沿海地区厚淤泥地质环境的影响，现有的基坑施工过程中桩承台的结构不满足现场施工质量要求，因此本发明提出一种能够加快封底及承台成型，并且可以对支护桩的被动土压力提供支持的施工结构，并对具体的施工方法进行限定。

如图8、图9所示，一种沿海淤泥地带深基坑施工方法，可以实现在沿海地区淤泥质深基坑施工过程中对工程桩及对应支护系统进行保护。其与传统的基坑施工相比，可以通过钢胎模的应用，将桩承台的尺寸大大缩减，使得桩承台之间的边缘增大，同时可以快速封底并使得承台成型，以减少淤泥层蠕动对工程桩的影响；另外，其可以使得底板的厚度增加，以便对支护系统的被动土压力提供支持。

该基坑的施工结构包括了位于地面1下的支护桩2、位于基坑内部的若干个钢胎模承台。本发明的施工方法包括基坑土方开挖、钢胎模承台施工、防水施工、钢筋绑扎、底板混凝土施工等步骤。在承台施工过程中，下放钢胎模结构对承台周围淤泥进行支撑，并且在原有砖胎模设计基础上，降低钢胎模4的高度同时增加底板的厚度，对支护桩2的被动土压力提供支持。

S1、基坑土方开挖

如图1所示，在开挖时，采用若干台反铲挖掘机（例如徐州牌卡特彼勒PC200型号反铲挖掘机）将基坑设计范围内的土方开挖修整至基坑初挖标高（-7.1m）的位置。优选的，该基坑初挖标高低于基坑设计初挖标高（-6.8m）。

为了避免支护系统中支护桩2受到侧方压力时因应力变化而产生扭曲、裂缝，本发明中在进行基坑开挖时沿着基坑内周边进行，可以对支护桩2起到良好的缓冲效果。

S2、钢胎模承台施工

钢胎模承台的施工过程具体包括钢胎模加工成型、下放钢胎模、承台土方开挖、浇筑承台内混凝土垫层等步骤，为了提高钢胎模的整体稳定性，还可以包括钢胎模互连的步骤。

S21、钢胎模加工成型

如图1、图3至图6所示，该钢胎模4由钢材质支撑，其包括若干首尾相连的侧板41，多个侧板41首尾连接形成立体的胎模本体。该胎模本体呈立方体状，其外围尺寸为1.6 m×1.6 m×0.9m，该尺寸的钢胎模结构可以使得桩承台结构受到淤泥质地质环境影响而流动并影响桩承台成型。即图中钢胎模4边长L为1.6m，其深度H1为0.9m。

为了便于施工，且能够承受周围淤泥质地质的挤压，本发明中的侧板41为钢板，相邻两个钢板焊接固定，且焊缝的厚度为8mm，可以保证侧板41之间连接更加牢固，保证产品的使用寿命，同时可以为承台结构提供稳定的基础。

相连的两个侧板41的上端面通过上支撑42固定连接，即胎模本体的上开口阴角通过上支撑42固定；相连的两个侧板41下端内侧面通过下支撑43固定连接，即胎模本体的下开口阴角通过下支撑43固定。

上支撑42为支撑角钢，其端部固定于侧板41的上端面的一个点位，下支撑43为支撑钢板，其端部固定于侧板41内侧面的一条线位，且该线位平行于侧板41的左右侧边，使得胎模本体竖直放置时，下支撑43的平面垂直于水平面。优选的，作为上支撑42的角钢有开口的一侧朝向胎模本体的外侧，更符合胎模本体的受力支撑，且更方便加工；下支撑43的高度为后期承台施工中垫层厚度的一半，可以作为垫层的连接钢板。通过上述结构的设置，本发明中的下支撑43可以连同侧板41同步插入淤泥地质中，并且可以在后期施工过程中直接浇筑于垫层内；本发明中的上支撑42可以在承台内土方开挖完成时进行拆除，且方便钢筋固定。

上支撑42的两端固定在相连两个侧板41的端部的临近的三等分位置，下支撑43的两端固定在相连两个侧板41内侧面的临近的三等分位置，在胎模本体三等分位置对上支撑42和下支撑43进行固定，使得上支撑42和下支撑43能对胎模本体形成更加均匀的力的支撑效果。

本发明中侧板41和下支撑43均由6mm厚的钢板（优选为Q235B钢板）切割形成，上支撑42由L40×4角钢切割形成，各个结构部分的原料更易于取材，且加工更加方便，缩短了胎模本体的加工时间及生产成本。

本发明在进行钢胎模的加工过程中，其详细加工步骤如下：

（1）采购经验收合格的6mm厚Q235B的钢板及Q335B L40×4的角钢。

（2）将6mm厚Q235B的钢板切割形成1.6 m×0.9m的若干板材，且4块板材的0.9m的侧面收尾焊接固定形成1.6 m×1.6 m×0.9m的长方体，即形成钢胎模本体。焊接过程中，焊缝的厚度均为0.8mm。

（3）在钢胎模本体的上下口的四边进行标记，即在上口的四边的三等分点位进行标记，在下口的四内侧边的三等分线位进行标记。

（4）将采购的6mm厚Q235B的钢板切割成若干宽50mm、长750mm的钢板，即形成下支撑的原材；将采购的L40×4角钢切割成750mm长，即形成上支撑的原材。优选的，下支撑的原材的宽度为后期承台内垫层厚度的一半，增加垫层的紧固效果。

该步骤可以与步骤（2）的切割过程同步进行，也可在后续需要时进行单独切割，此处为单独切割的步骤描述。

（5）进行上支撑42和下支撑43的固定安装。

在钢胎模本体的下口两相邻侧边的两个临近的三等分线位分别固定同一下支撑的原材的两端，其中50mm宽度方向垂直于钢胎模本体的下表面，即使得下支撑43的板面平行于钢胎模本体内部空心的轴线。四个下支撑43的原材焊接固定后，形成钢胎模本体的下口阴角内支撑。

在钢胎模本体的上口两相邻侧边的两个临近的三等分点位分别固定同一上支撑的原材的两端，其中角钢的一直角边平行于该钢胎模的上表面，其另一直角边平行于钢胎模本体内部空心的轴线，使得该角钢的开口方向朝向钢胎模本体的外侧。四个上支撑42的原材焊接固定后，形成钢胎模本体的上口阴角内支撑。

本步骤中安装形成的上支撑42采用角钢，使得承台内土方开挖的时候方便拆除，同时方便钢胎模之间的钢筋的固定；下支撑43的安装方式可以提高钢胎模的刚度，以防止机械行走导致土体侧压力过大而引起钢胎模变形。

S22、下放钢胎模

按照施工蓝图测量放线定位承台位置，采用反铲挖掘机（例如徐州牌卡特彼勒PC200型号的反铲挖掘机）将加工成型的钢胎模压入淤泥土层内。优选的，钢胎模下放到位后，使得钢胎模的顶端高于基坑初挖标高（例如，钢胎模顶端标高为-6.8m），可以使得钢胎模顶端固定的钢筋能够浇筑于底板内。在其他实施例中，钢胎模的顶端可以与基坑初挖标高一致。

在一个实施例中，该深基坑内所有需做承台位置均采用该钢胎模结构进行支护，可以增加整个基坑内所有承台位置的施工效果。

在另一个实施例中，选择基坑内靠近支护桩的两排承台位置做钢胎模支护，即沿着基坑周边的两排轴线范围内做加腋承台的固定，其余承台位置按照现有的砖胎模结构进行施工。砖胎模的具体结构此处不再详述。

如图7所示，作为优选方案，本发明在下放钢胎模后还包括A、钢胎模互连的步骤，通过钢胎模之间互连实现钢胎模整体的稳定性。在该优选实施例中，将压入淤泥土层中的横向或纵向两个钢胎模分别连接，采用多根加固件7（优选为φ25的钢筋）在钢胎模上三等分或四等分的位置进行焊接固定，可以提高整个钢胎模系统的稳定性，以防止单独钢胎模偏位、滑移。在本实施例中，将加固件7的两端分别焊接固定在两个钢胎模对应的三等分位置（即上述步骤S21中的三等分点位），通过使用前述步骤的标记点，即减少了施工程序、步骤，同时可以对拆除角钢的位置进行连接，不浪费钢胎模的结构空隙。

在后期施工过程中，该加固件7浇筑在底板内，可以增加底板的稳定性。

S23、承台土方开挖

采用反铲挖掘机（徐州牌卡特彼勒PC200型号的反铲挖掘机）配合人工开挖的方式，将承台内的土方开挖至承台设计标高（如-7.7m）。先采用机械挖土的方式进行开挖，后期采用人工的方式对承台坑内的土方进行清整，清整后的承台坑满足后期浇筑垫层需求即可。

由于本发明采用钢胎模结构作为承台的基本结构，其后期无需铺设砖胎模结构，节省了施工的工序，且可以适应淤泥质的地质环境，避免承台周围泥土松垮。

S24、浇筑承台内混凝土垫层

如图1、图2所示，按照设计图纸要求，浇筑承台内的混凝土垫层6至垫层设计标高。

本实施例中，混凝土垫层6的厚度为钢胎模内下支撑高度的两倍（即0.1m），以便浇筑混凝土垫层6的时候将下支撑浇筑在内，增加承台内混凝土垫层6的牢固程度。在其他实施例中，还可以浇筑混凝土垫层6直至0.2m的厚度，以便对承台进行支撑，同时增加承台内结构的稳定性。

在本发明中，为了适应淤泥质环境，步骤S23、承台土方开挖及步骤S24、浇筑承台内混凝土垫层两者可以同步进行，以便在淤泥土质松垮前完成后续工程步骤。

S3、防水施工

沿着承台及周围环境铺贴防水卷材，需要使得防水卷材严密的铺贴于钢胎模及内部混凝土垫层的表面，以保证整个基坑施工基础的防水性能。

S4、钢筋绑扎

对承台内的工程桩进行钢筋的绑扎，以便提供基坑支撑基础。同时，还可以在浇筑底板之前对整个平台系统进行钢筋的绑扎，以便使得底板形成完整的网络系统。

S5、底板混凝土施工

如图1所示，对承台内外进行混凝土的浇筑，使其形成基坑的底板5。在本发明中，浇筑底板混凝土直至承台上方0.8m的位置，即图中底板的厚度H2为0.8m，使得底板5的顶部达到底板设计标高（此处为-6.0m）。

本发明通过与钢胎模的结构进行对应，通过在不影响承台结构稳定性的情况下，降低钢胎模的高度，进而可以增加底板的厚度，使得基坑的系统能够对周围的支护系统起到支撑作用，避免支护桩收到的被动土压力削弱，进而造成基坑支护系统存在较大的安全隐患。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种沿海淤泥地带深基坑施工方法，包括基坑开挖、承台施工、防水施工、钢筋绑扎及底板混凝土施工，其特征在于，在承台施工过程中，下放钢胎模结构对承台周围淤泥进行支撑；并且在原有砖胎模设计基础上，降低钢胎模的高度同时增加底板的厚度，使其增加对基坑支护桩的作用力；

在承台施工过程中，具体包括：

S21、钢胎模加工成型；

S22、下放钢胎模；

所述钢胎模下放到位后，其顶端高于基坑初挖标高；

S23、承台土方开挖；

S24、浇筑承台内混凝土垫层；

其中，所述钢胎模包括胎模本体、固定于所述胎模本体上端面的上支撑以及固定于所述胎模本体下端内侧面的下支撑，所述胎模本体、所述上支撑及所述下支撑均为钢材质；

所述胎模本体包括若干首尾相连的侧板，所述上支撑的两端分别固定相连两个所述侧板的上端面，使得胎模本体的上开口阴角通过上支撑固定，所述上支撑的两端固定在相连两个侧板的端部的临近的三等分位置；所述下支撑的两端分别固定相连两个所述侧板下端内侧面，使得胎模本体的下开口阴角通过下支撑固定；

所述上支撑为支撑角钢，所述下支撑为支撑钢板，所述下支撑的平面垂直于水平面，下支撑的高度为后期承台施工中垫层厚度的一半；

在步骤S22后还包括钢胎模互连的步骤：横向或纵向相邻两个所述钢胎模之间通过钢筋进行焊接固定，将钢筋的两端分别焊接固定在两个钢胎模对应的三等分位置；

该深基坑内所有承台位置均下压所述钢胎模进行支护；

或该深基坑内靠近支护桩的两排承台位置下压所述钢胎模进行支护，剩余位置通过砖胎模进行支护。

2.根据权利要求1所述的沿海淤泥地带深基坑施工方法，其特征在于，所述胎模本体的外围尺寸为1.6 m×1.6 m×0.9m。

3.根据权利要求1所述的沿海淤泥地带深基坑施工方法，其特征在于，在步骤S22中，采用反铲挖掘机将成型的所述钢胎模压入淤泥土层中。

4.根据权利要求1所述的沿海淤泥地带深基坑施工方法，其特征在于，底板混凝土施工后，底板的厚度为0.8m。