CN114922195A - 一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑施工的技术领域，具体公开了一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，包括以下施工步骤：S1：将整个基坑分为若干大型基坑和若干小型基坑，依次施工围护结构、地下连续墙、立柱桩、钢格构柱；S2：首层土方开挖，施工首层混凝土支撑以及压顶梁；S3：向下开挖第二层土方，并浇筑第二道混凝土支撑，依次交替进行，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕；S4：开挖小型基坑的最下层土方，施工小型基坑基础底板；S5：施工大型基坑中的首层混凝土支撑和压顶梁，然后开挖大型基坑及施工混凝土支撑，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，开挖至大型基坑的基底标高，并施工大型基坑基础底板。本申请避免分期地下连续墙的拆除，缩短了施工工期。

Description

一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法

技术领域

本申请涉及基坑施工的技术领域，尤其是涉及一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法。

背景技术

随着城市地下空间开发的快速拓展，城市大型地下工程建设不断推进，临近重要交通设施、市政管线、保护建筑等工程数量持续增长，对基坑施工过程中围护结构变形等环境扰动的控制要求愈来愈高。

相关技术中，在软土地区，大型基坑由于坑内围护形成周期长易导致围护结构变形较大，因此紧邻地铁隧道的深大基坑通常采用分坑施工，如图1所示，同时，在基坑临近地铁隧道的一侧设置小型基坑2，作为深大基坑施工的缓冲区域，减小基坑施工对交通管线4造成的不利影响。

在对深大基坑施工时，通常先在大型基坑1与小型基坑2之间设置地下连续墙3，需待大坑先行开挖施工且全部回筑完成后，方可进行小坑开挖施工，导致基坑施工周期显著延长；此外，地下连续墙3后期还需进行拆除，以使墙体两侧地下结构连通，导致材料浪费并进一步延长工期，不符合绿色施工要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，优化了深大基坑分区施工流程，缩短了基坑施工周期，降低了对周边环境的扰动。

本申请提供的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法采用如下的技术方案：

一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，包括以下施工步骤：

S1：根据整体基坑设计图纸，将整个基坑分为若干大型基坑和若干小型基坑，所述小型基坑靠--近交通管线一侧，然后依次施工围护结构、地下连续墙、立柱桩、钢格构柱；

其中，所述地下连续墙包括第一地下连续墙和第二地下连续墙，且至少一个小型基坑与其相邻的大型基坑之间设置第一地下连续墙，第一地下连续墙的施工高度至小型基坑预设基底的标高处，其余相邻基坑之间设置第二地下连续墙，第二地下连续墙的施工高度至地面处；

S2：所述S1步骤完成后，进行首层土方开挖，然后施工首层混凝土支撑以及在所述围护结构顶部施工压顶梁；

S3：向下开挖第二层土方，并浇筑第二道混凝土支撑，依次交替进行，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕；

S4：开挖小型基坑的最下层土方，施工小型基坑基础底板；

S5：施工大型基坑中的首层混凝土支撑和压顶梁，然后开挖大型基坑及施工混凝土支撑，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，然后开挖至大型基坑的基底标高，并施工大型基坑基础底板；

S6：地下室结构回筑；

S7：回填土体，然后拆除钢格构柱并补缺。

通过采用上述技术方案，大型基坑和小型基坑同时开挖，而且在后期地下室结构施工中，可将小型、大型基坑地下室结构梁板整体施工，避免分期地下连续墙的拆除，防止材料浪费的同时可有效控制基坑和围护结构变形，减小对周边交通管线的影响，缩短了地下施工工期，具有良好的社会效益和经济效益。

可选的，所述S1中，待围护结构、地下连续墙、立柱桩、钢格构柱按序施工完毕后，再对第一连续墙处的小型基坑进行满堂加固，然后对相邻的大型基坑进行裙边加固，且满堂加固的高度以及裙边加固的高度均达到第一连续墙的顶部位置处。

通过采用上述技术方案，对靠近地铁隧道的小型基坑进行坑底加固，并对其相邻的大型基坑进行裙边加固，提高了土体的强度，减少围护结构位移，防止坑底土体隆起破坏，防止坑底土体渗流破坏。

可选的，所述S3中，所述第二道混凝土支撑至倒数第二道混凝土上均安装有变形控制装置，所述变形控制装置分别作用在所述围护结构和对应的混凝土支撑上。

通过采用上述技术方案，可利用变形控制装置对围护结构的变形进行调整，减少了基坑的形变量，提高了施工过程中的安全性。

可选的，待所述变形控制装置准确就位后，通过伺服控制系统给予变形控制装置一预加载值。

通过采用上述技术方案，使得变形控制装置安装位置更准确，各受力部分保持在正常范围内，使得伺服液压缸与预埋件紧密贴合无缝隙。

可选的，所述第二道混凝土支撑的一端一体浇筑有搁板，所述围护结构位于第二道混凝土支撑的位置处设置有预埋件，所述第二道混凝土支撑靠近搁板的一端预埋有预埋钢板，所述搁板、预埋件及预埋钢板之间形成安装槽，变形控制装置位于安装槽内，所述变形控制装置分别作用在预埋件和预埋钢板上。

通过采用上述技术方案，预埋件和预埋钢板能够使得变形控制装置在工作过程中，使得围护结构和混凝土支撑受力更加均匀。

可选的，所述搁板顶面安装有H型钢，H型钢的数量为两个，且分别位于变形控制装置的两侧，H型钢的顶部安装有盖板。

通过采用上述技术方案，盖板配合H型钢能够对变形控制装置起到保护的作用，降低施工过程中变形控制装置收到损坏的风险。

可选的，所述第二道混凝土支撑至倒数第二道混凝土支撑均采取早强混凝土浇筑，同时向早强混凝土中掺入减水剂、保坍剂，掺入量为减水剂:保坍剂=7:8，其中，减水剂为水泥质量的1.2%。

通过采用上述技术方案，向早强混凝土中加入减水剂和保坍剂，在保证混凝土稳定性的同时使其强度尽早满足变形控制装置加压要求。

可选的，所述S6中，回筑过程包括由下而上地对地下室结构柱和地下室梁板的浇筑，循环该步骤，直至最顶层的地下室结构柱和地下室梁板浇筑完成，其中，所述大型基坑和小型基坑中的地下室梁板整体施工。

通过采用上述技术方案，相较于常规方法中将地下连续墙拆除后进行地下室结构的连通，明显缩短了工期。

可选的，所述S7中，地下室结构回筑完毕后，回填地下室外墙与围护结构及地下连续墙之间的肥槽。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过对大型基坑和小型基坑同时开挖，而且在后期地下室结构施工中，可将小型、大型基坑地下室结构梁板整体施工，避免分期地下连续墙的拆除，防止材料浪费的同时可有效控制基坑和围护结构变形，减小对周边交通管线的影响，缩短了地下施工工期，具有良好的社会效益和经济效益；

2.通过对靠近地铁隧道的小型基坑进行坑底加固，并对其相邻的大型基坑进行裙边加固，提高了土体的强度，减少围护结构位移，防止坑底土体隆起破坏，防止坑底土体渗流破坏；

3.通过在第二道混凝土支撑至倒数第二道混凝土上均安装变形控制装置，可利用变形控制装置对围护结构的变形进行调整，减少了基坑的形变量，提高了施工过程中的安全性。

附图说明

图1是背景技术中的结构示意图；

图2是本申请实施例的施工流程图；

图3是本申请实施例的结构示意图；

图4是图3中A-A截面在小型基坑基础底板施工完成后的结构示意图；

图5是图3中A-A截面在大型基坑基础底板施工完成后的结构示意图；

图6是图3中A-A截面在拆除钢格构柱后的结构示意图；

图7是为展示变形控制装置安装位置的结构示意图；

图8是图7中B-B截面图。

图中，1、大型基坑；2、小型基坑；3、围护结构；4、地下连续墙；41、第一地下连续墙；42、第二地下连续墙；5、立柱桩；6、钢格构柱；7、满堂加固；8、裙边加固；9、首层混凝土支撑；10、压顶梁；11、第二道混凝土支撑；12、变形控制装置；13、搁板；14、预埋件；15、预埋钢板；16、安装槽；17、H型钢；18、盖板；19、小型基坑基础底板；20、大型基坑基础底板；21、地下室结构柱；22、地下室梁板；23、肥槽、24、交通管线。

具体实施方式

以下结合附图1-附图8，对本申请作进一步详细说明。

一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，参照图2，包括以下施工步骤：

S1：参照图3和图4，根据整体基坑设计图纸，将整个基坑分为若干大型基坑1和若干小型基坑2，小型基坑2靠近交通管线24一侧，然后依次施工围护结构3、地下连续墙4、立柱桩5、钢格构柱6，其中，地下连续墙4包括第一地下连续墙41和第二地下连续墙42，且至少一个小型基坑2与其相邻的大型基坑1之间设置第一地下连续墙41，本实施例中，以只有一个小型基坑2与其相邻的大型基坑1之间设置第一地下连续墙41为例，第一地下连续墙41的施工高度至小型基坑2预设基底的标高处，其余相邻基坑之间设置第二地下连续墙42，第二地下连续墙42的施工高度至地面处。

围护结构3和地下连续墙4的施工方法具体步骤为：

步骤1：导墙施工，导墙由钢筋混凝土浇筑而成，导墙断面一般为『形、』形或〖形，导墙的作用是作为挖槽机的导向、容蓄泥浆及防止地表土的坍塌；

步骤2：槽段开挖，挖槽前，应预先将围护结构3及地下连续墙4划分为多个施工槽段，槽段的长度为3-7m；挖槽过程中，应保持槽内始终充满泥浆；槽段开挖结束后、灌注槽段混凝土前，应进行槽段的清底换浆工作，以清除槽底沉渣；

步骤3：安放钢筋笼和接头管，先将钢筋笼绑扎完成并吊放至挖好的槽段内，然后利用起重机吊放接头管至槽段内，并将接头管底端打入至沟槽底部；

步骤4：向沟槽内浇筑混凝土，待混凝土灌注完毕2-3h后将接头管拔出。

钢格构柱6与立柱桩5具体施工步骤为：

步骤1：埋设护筒，首先，使用全站仪测定桩位，打入木桩定点，并以十字交叉法引到四周做好护桩；使护筒中心与桩位中心一致，护筒埋好后，护筒外回填粘土并压实；

步骤2：钻孔，钻机采用正循环钻机，钻机就位后开始钻进，达到设计孔深时，检查孔径、孔深、垂直度；

步骤3：立柱桩5钢筋笼制作以及格构柱骨架制作；

步骤4：钢筋笼的安放，钢筋笼吊放入孔时，必须垂直保证桩孔与钢筋笼的同心度；

步骤5：钢筋笼安放后，进行格构柱骨架安装，格构柱各边与桩孔轴线严格垂直或平行，对格构柱顶端定位，使得格构柱顶端中心与桩孔中心保持一致；

步骤6：混凝土浇筑，灌注混凝土前再次确认导管底部距桩孔孔底悬高30-50cm，以保证混凝土顺利灌注。

待围护结构3、地下连续墙4、立柱桩5、钢格构柱6按序施工完毕后，再对第一地下连续墙41的小型基坑2进行满堂加固7，然后对相邻的大型基坑1进行裙边加固8，且满堂加固7的高度以及裙边加固8的高度均达到第一地下连续墙41的顶部位置处。

S2：S1步骤完成后，进行首层土方开挖，然后施工首层混凝土支撑9以及在围护结构3顶部施工压顶梁10。

其中，压顶梁10的具体施工步骤为：

(1)确定基线:按照测量护桩图坐标重新测量放线，再用白灰标注；

(2)开挖至压顶梁10底土方：按设计桩顶标高进行现场开挖，过程中不能损坏桩的锚固钢筋，桩头里人工清挖方式去土；

(3)破旋挖桩头：按设计要求桩顶留高100mm，锚入压顶梁10，桩顶周边保护圆整不要破烂。桩周边1:3水泥砂浆做50mm原垫层，按设计图纸宽；

(4)清理并制作安装压顶梁10钢筋：锚索施工时如有泥浆污染桩顶面清洗干净，再进行钢筋安装；

(5)模板安装：放好墨线之后用钢钉、钉好压脚板，用18mm厚胶合板按图纸尺寸封模，模板安装需要现场检梁截面尺寸，模板稳定性，板缝超宽等；

(6)浇灌混凝土:沿梁纵向20~25m设一道伸缩缝，以便和桩基挡土板伸缩缝保持一致，进行采用连续浇灌成品表面要有薄层水泥浆和均匀的外观、水平面；

(7)拆模及养护:混凝土浇捣完成后要24小时才能拆除模板，拆除过程不能损害梁体菱角。后期浇水养护最少要7天时间。

首层混凝土支撑9的具体施工步骤为：

步骤1：基槽开挖，挖掘机沿混凝土支撑设计路段依次开挖，开挖至设计标高30cm左右时，人工清理基底；

步骤2：槽底处理，人工清底后，若基底有淤泥质土不易清除时，在其上铺10cm厚碎石，M5砂浆抹面处理，厚度2cm；若是老土，且基槽内未受雨水浸泡，先夯实，然后做5cm厚砂浆垫层8，尺寸比围凛、支撑轮廓尺寸大50cm；

步骤3：支撑的钢筋笼绑扎及安装，绑扎完成后吊运至对应基槽内；

步骤4：模板安装，模板由一端向另一端安装，模板的拼缝处用胶带纸封闭，在浇筑混凝土前，模板应浇水湿润，并冲洗干净；

步骤5：浇筑混凝土，浇筑之前应对模板、钢筋、预埋件14再次进行检查，并清楚模内杂物；

步骤6：混凝土养护，混凝土收光抹面完毕，即可进行养护工作，养护时覆盖土工布采用洒水养护。

S3：参照图7和图8，向下开挖第二层土方，并浇筑第二道混凝土支撑11，第二道混凝土支撑11浇筑方法与首层混凝土支撑9浇筑方法相同，但，第二道混凝土支撑11与首层道混凝土支撑9结构略有区别，具体表现为：第二道混凝土支撑11的一侧或两侧安装有变形控制装置12，变形控制装置12分别作用在围护结构3和第二道混凝土支撑11上，利用变形控制装置12调整围护结构3的变形量。本实施例中，第二道混凝土支撑11的一侧安装有变形控制装置12，变形控制装置12为伺服液压缸。

进一步地，第二道混凝土支撑11的一端一体浇筑有搁板13，搁板13的厚度小于第二道混凝土支撑11的厚度，且搁板13的底面与第二道混凝土支撑11的底面共面，围护结构3位于第二道混凝土支撑11的位置处设置有预埋件14，本实施例中，预埋件14为钢板，且与围护结构3焊接固定。

同时，第二道混凝土支撑11靠近搁板13的一端预埋有预埋钢板15，预埋钢板15的底面与搁板13的顶面平齐。搁板13、预埋件14及预埋钢板15之间形成安装槽16，待搁板13、预埋件14及预埋钢板15施工完成后，将伺服液压缸安装在安装槽16内，其中，搁板13对伺服液压缸起到支撑作用，伺服液压缸的缸体作用到预埋件14上，活塞端作用到预埋钢板15上。

进一步地，搁板13顶面安装有H型钢17，H型钢17的数量为两个，且分别位于伺服液压缸的两侧，H型钢17的顶部安装有盖板18，盖板18配合H型钢17对伺服液压缸起到保护作用。

待变形控制装置12准确就位后，通过伺服控制系统给予伺服液压缸一预加载值，使得伺服液压缸与预埋件14紧密贴合无缝隙。然后，结合现场监测数据，进行轴力逐级加载，通过伺服系统自动调控伺服液压缸所施加的轴力大小，以减小基坑围护变形。

进一步地，第二道混凝土支撑11至倒数第二道混凝土支撑均采取早强混凝土浇筑。同时向早强混凝土中掺入减水剂、保坍剂，在保证混凝土稳定性的同时使其强度尽早满足变形控制装置12加压要求，其中掺入量为减水剂:保坍剂=7:8，其中，减水剂为水泥质量的1.2%。

重复本步骤，即，挖土方和混凝土支撑交替施工，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，其中，第二道混凝土支撑11至倒数第二道混凝土支撑结构和施工方法完全相同。

S4：开挖小型基坑2的最下层土方，挖至小型基坑2基底设计标高后，施工小型基坑2基础底板，基础底板的具体施工步骤为：

步骤1：垫层施工，浇筑100mm厚C15素混凝土；

步骤2：防水施工，采用1.2mm厚单面预铺反粘高分子防水卷材，卷材横向、纵向互粘搭接宽度为80mm；

步骤3：钢筋笼绑扎及施工；

步骤4：混凝土浇筑施工及养护。

S5：参照图5和图6，施工大型基坑1中的首层混凝土支撑9和压顶梁10，施工步骤同小型基坑2中的相同；然后开挖大型基坑1及施工混凝土支撑，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，具体施工步骤同小型基坑2中的相同；然后开挖至大型基坑1的基底标高，并施工大型基坑1基础底板，基础底板施工步骤同小型基坑2的相同。

S6：由下而上拆除混凝土支撑，并同步进行地下室结构回筑，回筑过程包括由下而上地对地下室结构柱21和地下室梁板22的浇筑，循环该步骤，直至最顶层的地下室结构柱21和地下室梁板22浇筑完成，其中，大型基坑1和小型基坑2中的地下室梁板22可整体施工，相较于常规方法中将地下连续墙拆除后进行地下室结构的连通，明显缩短了工期。

S7：回填土体，地下室结构回筑完毕后，回填地下室外墙与围护结构3及地下连续墙4之间的肥槽23，然后拆除钢格构柱6并补缺。

本申请实施例的实施原理为：

首先根据整体基坑设计图纸，将整个基坑分为若干大型基坑1和若干小型基坑2，然后依次施工围护结构3、地下连续墙4、立柱桩5、钢格构柱6，施工完毕后，进行首层土方开挖，然后施工首层混凝土支撑9以及在围护结构3顶部施工压顶梁10，向下开挖第二层土方，并浇筑第二道混凝土支撑11，同时在第二道混凝土支撑11上安装变形控制装置12，利用变形控制装置12调整围护结构3的变形量。待变形控制装置12准确就位后，通过伺服控制系统给予伺服液压缸一预加载值，使得伺服液压缸与预埋件14紧密贴合无缝隙，重复上述步骤，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，开挖小型基坑2的最下层土方，挖至小型基坑2基底设计标高后，施工小型基坑2基础底板。

然后施工大型基坑1中的首层混凝土支撑9和压顶梁10，并开挖大型基坑1及施工混凝土支撑，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，然后开挖至大型基坑1的基底标高，并施工大型基坑1基础底板。然后地下室结构回筑，直至最顶层的地下室结构柱21和地下室梁板22浇筑完成，地下室结构回筑完毕后，回填地下室外墙与围护结构3及地下连续墙4之间的肥槽23，然后拆除钢格构柱6并补缺。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：

S1：根据整体基坑设计图纸，将整个基坑分为若干大型基坑（1）和若干小型基坑（2），所述小型基坑（2）靠近交通管线（24）一侧，然后依次施工围护结构（3）、地下连续墙（4）、立柱桩（5）、钢格构柱（6）；

其中，所述地下连续墙（4）包括第一地下连续墙（41）和第二地下连续墙（42），且至少一个小型基坑（2）与其相邻的大型基坑（1）之间设置第一地下连续墙（41），第一地下连续墙（41）的施工高度至小型基坑（2）预设基底的标高处，其余相邻基坑之间设置第二地下连续墙（42），第二地下连续墙（42）的施工高度至地面处；

S2：所述S1步骤完成后，进行首层土方开挖，然后施工首层混凝土支撑（9）以及在所述围护结构（3）顶部施工压顶梁（10）；

S3：向下开挖第二层土方，并浇筑第二道混凝土支撑（11），依次交替进行，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕；

S4：开挖小型基坑（2）的最下层土方，施工小型基坑（2）基础底板；

S5：施工大型基坑（1）中的首层混凝土支撑（9）和压顶梁（10），然后开挖大型基坑（1）及施工混凝土支撑，直至倒数第二道混凝土支撑施工完毕，然后开挖至大型基坑（1）的基底标高，并施工大型基坑（1）基础底板；

S6：地下室结构回筑；

S7：回填土体，然后拆除钢格构柱（6）并补缺。

2.根据权利要求1所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述S1中，待围护结构（3）、地下连续墙（4）、立柱桩（5）、钢格构柱（6）按序施工完毕后，再对第一连续墙处的小型基坑（2）进行满堂加固（7），然后对相邻的大型基坑（1）进行裙边加固（8），且满堂加固（7）的高度以及裙边加固（8）的高度均达到第一地下连续墙（41）的顶部位置处。

3.根据权利要求1所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述S3中，所述第二道混凝土支撑（11）至倒数第二道混凝土上均安装有变形控制装置（12），所述变形控制装置（12）分别作用在所述围护结构（3）和对应的混凝土支撑上。

4.根据权利要求3所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，待所述变形控制装置（12）准确就位后，通过伺服控制系统给予变形控制装置（12）一预加载值。

5.根据权利要求3所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述第二道混凝土支撑（11）的一端一体浇筑有搁板（13），所述围护结构（3）位于第二道混凝土支撑（11）的位置处设置有预埋件（14），所述第二道混凝土支撑（11）靠近搁板（13）的一端预埋有预埋钢板（15），所述搁板（13）、预埋件（14）及预埋钢板（15）之间形成安装槽（16），变形控制装置（12）位于安装槽（16）内，所述变形控制装置（12）分别作用在预埋件（14）和预埋钢板（15）上。

6.根据权利要求5所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述搁板（13）顶面安装有H型钢（17），H型钢（17）的数量为两个，且分别位于伺服液压缸的两侧，H型钢（17）的顶部安装有盖板（18）。

7.根据权利要求1所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述第二道混凝土支撑（11）至倒数第二道混凝土支撑均采取早强混凝土浇筑，同时向早强混凝土中掺入减水剂、保坍剂，掺入量为减水剂:保坍剂=7:8，其中，减水剂为水泥质量的1.2%。

8.根据权利要求1所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述S6中，回筑过程包括由下而上地对地下室结构柱（21）和地下室梁板（22）的浇筑，循环该步骤，直至最顶层的地下室结构柱（21）和地下室梁板（22）浇筑完成，其中，所述大型基坑（1）和小型基坑（2）中的地下室梁板（22）整体施工。

9.根据权利要求1所述的一种紧邻保护对象的软土深大基坑施工方法，其特征在于，所述S7中，地下室结构回筑完毕后，回填地下室外墙与围护结构（3）及地下连续墙（4）之间的肥槽（23）。

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