CN115059086A - 与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，先确定基坑与地铁隧道的空间位置关系；在基坑周边施打一排咬合桩；采用MJS工法桩对基坑坑底加固；采用与地铁斜交的方式分块跳仓开挖，一次跳仓开挖的分块的面积总和不超过基坑面积的1/5；在基坑与地铁隧道交汇处设置降水井，基坑周边设置排水沟；对基坑的隆起量、地表的沉降量、地铁隧道的变形量进行监测；本发明在上跨地铁隧道基坑开挖过程中，在基坑距离地铁隧道结构较近且基坑埋深较浅的条件下，分块垂直开挖减小对地铁的扰动，减小基坑的隆起和变形。

Description

与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法
技术领域
本发明属于基坑工程技术领域，特别涉及一种与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法。
背景技术
随着我国城市化的发展，地铁在改善城市交通的作用愈发明显，特别是一线大城市地铁承担着千万人的出行，每一条地铁线的规划都能带动当地的经济发展，越来越多的开发项目在原有地铁的上方或周边实施基坑开挖，在基坑开挖的过程中如何保证基坑开挖安全性和稳定性，如何保证基坑开挖减少对地铁的扰动，现有的技术大多采用基坑开挖之前采用水泥搅拌桩或旋喷桩作围护结构，用混凝土支撑或钢支撑作为支护结构的传统的支护体系；目前这种支护体系适用于地铁隧道结构与新开挖的基坑坑底距离较远且基坑较深的条件下；当开挖的基坑坑底距离地铁隧道结构较近且基坑较浅再用传统的支护体系，不仅基坑自身的安全性得不到保证，而且对地铁的扰动也得不到较好的控制。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，在上跨地铁隧道基坑开挖过程中，在基坑距离地铁隧道结构较近且基坑埋深较浅的条件下，可减少地铁管片的暴露，减小基坑开挖面积，减小基坑的隆起和变形。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
本发明提供了一种与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，先确定基坑与地铁隧道的空间位置关系，收集基坑周边管线、物探、地勘资料；
步骤S2，在基坑周边施打一排咬合桩，咬合桩长度根据基坑和地铁隧道的空间位置而定；
步骤S3，对基坑开挖范围进行分块，确定基坑分块跳仓开挖顺序，采用MJS工法桩，先对基坑坑底1.5m以下的土体进行坑底加固，然后对后开挖分块区域的基坑坑底土体加固至地表；
步骤S4，基坑开挖，采用与地铁隧道斜交的方式分块跳仓开挖，分块宽度不大于5m；一次跳仓开挖的分块的面积总和不超过基坑面积的1/5；
步骤S5，在基坑与地铁隧道交汇处设置降水井，基坑周边设置排水沟；
步骤S6，对基坑进行监测，监测的内容包括：基坑的隆起量、地表的沉降量、地铁隧道的变形量。
作为优选，所述咬合桩桩底与地铁隧道的距离不小于基坑坑底与地铁隧道的距离的1/3。
作为优选，步骤S4中，根据基坑分块跳仓开挖顺序，开挖先开挖分块区域，开挖之后立即做好先开挖分块区域底板和侧墙的施工；然后再开挖后开挖分块区域，开挖之后立即做好后开挖分块区域底板和侧墙的施工；先开挖分块区域和后开挖分块区域均是沿着地铁隧道的管片斜交垂直开挖。
作为优选，施工完成后继续监测3个月，监测频率0.5次/天，所述监测频率为正常作业时监测频率，出现超过预警值及突发情况时，提高监测频率，跟踪监测。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的与地铁隧道斜交分块垂直开挖的基坑对既有地铁变形控制方法，采用与地铁隧道斜交分块开挖的方式能够减少地铁隧道管片的暴露，减小基坑开挖面积，可以减小基坑的隆起和变形；对深度较浅的基坑可以通过基底加固，分块开挖可以不对基坑进行支护；本发明对限制地铁扰动的效果明显，也对基坑本身安全性有一定的保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例。
图1为本发明实施例中咬合桩布置平面示意图；
图2为本发明实施例中咬合桩布置断面示意图；
图3为本发明实施例中基坑坑底加固和分块开挖顺序平面示意图；
图4为本发明实施例中基坑坑底加固和分块开挖顺序断面示意图；
图5为本发明实施例中地铁隧道断面图监测示意图；
图6为本发明实施例中基坑断面监测示意图；
图7为本发明实施例与地铁斜交式分块垂直开挖与传统开挖方式数据对比示意图。
附图标记说明：
1.地铁隧道；2.基坑；3.咬合桩；4.MJS工法桩；5.降水井；6.排水沟；7.基坑隆起监测点；8.地表沉降监测点；9.地铁隧道变形监测点。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
本实施例的上跨既有地铁隧道的基坑，基坑坑底具有距离地铁隧道结构近、基坑埋深浅且不能放坡开挖的特点，针对本基坑的特点，本实施例提供了一种与地铁隧道斜交分块垂直开挖的基坑对既有地铁变形控制方法，如图1至图7所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，先确定基坑2与地铁隧道1的空间位置关系，收集基坑2周边管线、物探、地勘资料；基坑2坑底与地铁隧道1结构最近处距离H为3.5m。
步骤S2，在基坑2周边施打一排咬合桩3，咬合桩3桩底距离地铁隧道1以上1.5m。咬合桩3采用直径为1200mm的荤桩咬合直径为1000mm的素桩，桩间距为1600mm，嵌固深度为2m，具体如图2所示。
步骤S3，对基坑开挖范围进行分块，确定基坑分块跳仓开挖顺序，先开挖分块区域编号为①，后开挖分块区域编号为②，如图3所示；MJS工法桩4具有成桩质量好，震动小对地铁隧道1扰动小等特点，基坑2开挖时为了减少基坑2坑底土体回弹，因此，采用MJS工法桩4先对基坑2坑底1.5m以下的土体进行坑底加固，然后采用MJS工法桩4对编号为②的后开挖分块区域的基坑坑底土体加固至地表，如图4所示。
步骤S4，基坑2开挖，为确保地铁隧道1管片在开挖时减少暴露，在基坑2开挖时采用与地铁隧道1斜交的方式分块跳仓开挖，如图3和图4所示，具体措施如下：
根据基坑分块跳仓开挖顺序，先开挖编号为①的为先开挖分块区域，开挖之后立即做好先开挖分块区域①的底板和侧墙的施工；然后再开挖编号为②的后开挖分块区域，开挖之后立即做好后开挖分块区域②的底板和侧墙的施工；先开挖分块区域和后开挖分块区域均是沿着地铁隧道的管片斜交垂直开挖。
基坑2分块开挖的宽度不大于5m；一次跳仓开挖的分块的面积总和不能超过基坑面积的1/5。
基坑2开挖时严格控制开挖时间，避免开挖时间过长，基坑2底的土体长时间处于暴露状态。
步骤S5，因为咬合桩3、基坑2、地铁隧道1的交汇处没有闭合，没有形成良好的止水帷幕，所以基坑2开挖时，在基坑2与地铁隧道1交汇处各设置了四口降水井5，降水井5的直径为1000mm，降水井5的坑底在基坑底2m以上；并在基坑周边设置尺寸为600mm×600mm的排水沟6，排水沟6设置在不影响建筑物堆积和工人行走的位置处。
步骤S6，施工完成后，及时对地铁隧道1和基坑2进行动态监测3个月，监测的内容主要包括：基坑的隆起量、地表的沉降量、地铁隧道的变形量，基坑隆起监测点7布置在基坑2内，水平间距为10m，沿着基坑纵向的1/2处布置一道，基坑隆起监测点7打入坑底30cm；地表沉降监测点8沿着基坑四周每隔20m布置一个监测点；地铁隧道变形监测点9在基坑2范围内每隔5m布置一道，基坑2范围外每隔10m布置一道监测基坑两侧各30m，监测频率0.5次/天，以上监测频率为正常作业时监测频率，出现超过预警值及相关突发情况时，应提高监测频率，跟踪监测。
本实施例的监测数据与传统基坑开挖方式的监测数据对比，如图7所示，从图中可以看出，本实施例的基坑隆起量只有传统基坑开挖方式基坑隆起量的1/3，地表沉降量也只有传统基坑开挖方式地表沉降量的1/2，地铁隧道的变形量也只有传统基坑开挖方式地铁隧道变形量的1/4。
通过一系列实际数据对比说明本发明实施例在上跨地铁的基坑斜交式分块开挖具有较好的可操作性，与地铁斜交式分块开挖不仅减小了地铁管片的暴露，还对基坑的隆起起到了一定的限制作用。所以在上跨地铁隧道的浅埋基坑的设计中有一定的实用价值。
由以上技术方案可以看出，本实施例提供的与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，采用与地铁隧道斜交分块开挖的方式能够减少地铁隧道管片的暴露，减小基坑开挖面积，可以减小基坑的隆起和变形；对深度较浅的基坑可以通过基底加固，分块开挖可以不对基坑进行支护；本发明对限制地铁扰动的效果明显，也对基坑本身安全性有一定的保障。
以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。

Claims (4)

1.一种与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，先确定基坑与地铁隧道的空间位置关系，收集基坑周边管线、物探、地勘资料；
步骤S2，在基坑周边施打一排咬合桩，咬合桩长度根据基坑和地铁隧道的空间位置而定；
步骤S3，对基坑开挖范围进行分块，确定基坑分块跳仓开挖顺序，采用MJS工法桩，先对基坑坑底1.5m以下的土体进行坑底加固，然后对后开挖分块区域的基坑坑底土体加固至地表；
步骤S4，基坑开挖，采用与地铁隧道斜交的方式分块跳仓开挖，分块宽度不大于5m；一次跳仓开挖的分块的面积总和不超过基坑面积的1/5；
步骤S5，在基坑与地铁隧道交汇处设置降水井，基坑周边设置排水沟；
步骤S6，对基坑进行监测，监测的内容包括：基坑的隆起量、地表的沉降量、地铁隧道的变形量。
2.根据权利要求1所述的与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，其特征在于，所述咬合桩桩底与地铁隧道的距离不小于基坑坑底与地铁隧道的距离的1/3。
3.根据权利要求1所述的与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，其特征在于，步骤S4中，根据基坑分块跳仓开挖顺序，开挖先开挖分块区域，开挖之后立即做好先开挖分块区域底板和侧墙的施工；然后再开挖后开挖分块区域，开挖之后立即做好后开挖分块区域底板和侧墙的施工；先开挖分块区域和后开挖分块区域均是沿着地铁隧道的管片斜交垂直开挖。
4.根据权利要求1所述的与地铁斜交分块垂直开挖的基坑对地铁变形控制的方法，其特征在于，施工完成后继续监测3个月，监测频率0.5次/天，所述监测频率为正常作业时监测频率，出现超过预警值及突发情况时，提高监测频率，跟踪监测。
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