CN115467335B - 一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基坑施工工程的技术领域，尤其是涉及一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，步骤如下：分区定级，在靠近地铁的位置设置地连墙，利用地连墙将基坑分为三个开挖区；分层分块，按区域从地表向下划分成若干个开挖层，并对单个开挖层进行分块，使得单个开挖层提前形成南北对撑；分层分块开挖，首先开挖中部区域的南侧土方，然后开挖中部区域的北侧土方；检测，开挖的过程中，间断开设检测孔，利用检测设备对基坑内不同检测孔处的预应力进行检测；分析和支撑，根据检测后的数据分析基坑内支撑的应力及坑外变形，开挖过程中在开挖坑内设置有桁架，通过桁架对基坑内的地连墙进行支撑。具有减小靠近地铁的基坑内壁坍塌的概率。

Description

一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法

技术领域

本申请涉及基坑施工工程的技术领域，尤其是涉及一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法。

背景技术

近些年来，在城市地下空间工程逐渐增多，尤其是地铁工程迅速发展的同时，在临近地铁的位置挖坑难度增大。

现有的，工作人员在进行土方开挖之前，先进行定位放线，保证土方开挖减小基坑内壁坍塌的可能性。施工人员在熟练掌握施工图纸以及地质勘查报告，确定土层和地下水位还有挖土的深度、坡度后开挖基坑。完成基坑的开挖后，对基坑内壁的应力进行测量，在测量时，横纵中线两端能够设置超过两个的方向控制桩，桩位设置在基坑的安全范围内，通过开挖的坡度和十字线位置对边线进行测量，并做好标记，准备工作做好之后进行开挖，开挖时专业的技术人员对位置进行实时测量，从而提升开挖过程的安全性。

针对上述中的相关技术，发明人认为由于靠近地铁一侧的变形量大于远离地铁一侧的变形量，采用上述开挖的方式存在靠近地铁位置的土方坍塌的可能性，存在待改进之处。

发明内容

为了在临近地铁的位置挖坑时减小靠近地铁位置的变形超限的可能性，减小土方坍塌，本申请提供一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法。

本申请提供的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，采用如下的技术方案：

一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，包括以下步骤：

分区定级，在靠近地铁的位置设置地连墙，利用地连墙将基坑分为三个开挖区；

分层分块，按区域从地表向下划分成若干个开挖层，并对单个开挖层进行分块，使得单个开挖层提前形成南北对撑；

分层分块开挖，首先开挖中部区域的南侧土方，然后开挖中部区域的北侧土方；

检测，开挖的过程中，间断开设检测孔，利用检测设备对基坑内不同检测孔处的预应力进行检测；

分析和支撑，根据检测后的数据分析基坑内支撑的应力及坑外变形，开挖过程中在开挖坑内设置有桁架，通过所述桁架对基坑内的地连墙进行支撑。

通过采用上述技术方案，在开挖前，可以采用全站仪、水准仪和经纬仪等设备确定测量的位置，根据预先制定的图纸要求开挖基坑，然后利用地连墙将基坑分为三个区，一区施工至±0开挖二区，二区底板完成开挖三区，对每个区域分层分块开挖；开挖的过程中定时设置检测孔，采用全站仪对基坑内设置的检测孔内水平方向的变形位移进行检测；桁架的设置对基坑的内壁进行保护，使得基坑内地连墙的强度更强；分区分块进行开挖，工作人员只需保证每个区域的变形量在合格范围内，最后完成施工的基坑的变形合格，便于工作人员控制后续开挖基坑的变形量，从而减小临近地铁位置的地连墙坍塌的可能性。

可选的，靠近地铁的位置为二区，远离地铁的位置为三区，中间区域为一区，一区共分为N层开挖，二区和三区各分（N-1）层进行开挖。

通过采用上述技术方案，一区土方共分七层进行开挖，1-5层土方划分为九块，二区和三区土方各分为六层进行开挖。提前形成靠近地铁和远离地铁的对撑，有利于控制地铁变形。

可选的，一区从地表向下前（N-2）层均分若干块开挖，首先开挖每块中部对撑区域远离地铁位置处的土方，然后再开挖每块中部对撑区域靠近地铁位置处的土方。

通过采用上述技术方案，工作人员在施工的过程中，背离地铁位置的形状呈拱形，靠近地铁位置的形状也呈拱形，靠近地铁的一侧和远离地铁的一侧形成对撑，增强开挖的孔内地连墙的强度；随后施工靠近桁架和角撑的部位，从而减小在挖掘桁架和角撑部位处时地连墙坍塌的可能性。

可选的，首先使得基坑内靠近地铁的位置与远离地铁的位置形成对撑，然后施工靠近桁架的位置。

通过采用上述技术方案，工作人员在施工的过程中，预先开挖背离地铁的一侧，然后开挖靠近地铁的一侧，远离地铁的一侧产生朝向地铁的作用力，靠近地铁的一侧产生背离地铁一侧的作用力，两侧的作用力形成对撑后，远离地铁一侧产生的作用力大于背离地铁一侧产生的作用力，使得开挖区域内壁的强度更强，从而减小地连墙坍塌的可能性。

可选的，提前开挖每块中部对撑区域远离地铁一侧的土方，充分利用土方通过上道对撑施加预应力的基础上，提前进行下层土方的开挖，同时流水施工。

通过采用上述技术方案，在施工划定的每个区域的过程中，定时测量对撑区域的强度，在强度合格的前提下提前对下层土方进行开挖，实现流水开挖，加快总体施工进度。

可选的，测量对撑区域的强度，当对撑区域的强度合格后提前进行下层土方开挖。

通过采用上述技术方案，工作人员充分利用远离地铁的一侧向朝向地铁的一侧的预应力的基础，可以节约部分支撑养护的时间，从而减少窝工时间。

可选的，中部对撑背离地铁的一侧开设孔的形状呈敞口设置。

通过采用上述技术方案，使得挖掘后孔内土方的稳定性更强，对靠近地铁一侧的支撑更加稳定，从而减小靠近地铁一侧土方坍塌的可能性。

可选的，基坑中开设有若干个检测孔，相邻两个检测孔之间的距离不得大于20m，检测孔的倾斜角度不得大于4度。

通过采用上述技术方案，控制检测孔之间的距离，便于工作人员对基坑内各部位强度的控制更加方便；检测孔倾斜度的控制，一方面便于检测设备的安装，另一方面方便检测，从而为工作人员提供方便，提升了检测结果的精确度。

可选的，每个检测孔的检测时间控制在40s以内。

通过采用上述技术方案，同一水平面上检测的时间越短，基坑的变形越小，使得检测数据的准确度更高。

可选的，远离地铁和靠近地铁侧地连墙产生的位移变形比不得大于1.4。

通过采用上述技术方案，严格控制位移变化比的大小，减小工作人员在施工过程中的误差，从而使得施工的精确度更高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.工作人员在挖掘的过程中，将待挖掘的基坑分区域分块设置，保证每块区域的强度合格，从而保证最后挖掘成型的基坑的强度，减小靠近地铁一侧的地连墙坍塌的可能性。

2.背离地铁的一侧为临时分隔墙，变形控制可以适当放松，因此工作人员在施工的过程中，预先挖掘背离地铁的位置，背离地铁的一侧对靠近地铁的一侧施加作用力，然后挖掘靠近地铁的一侧，靠近地铁的一侧产生朝向背离地铁一侧的作用力，两侧形成对撑，从而提升靠近地铁一侧地连墙的强度。

附图说明

图1是本申请实施例中开挖基坑的方法步骤图。

图2是本申请实施例中非对称土方开挖示意图。

图3是本申请实施例中土方开挖流程图。

附图标记：1、桁架；2、检测孔；3、地连墙。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法。

参照图1和图2，一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，包括以下步骤：

S1、分区定级，工作人员利用全站仪、水准仪和经纬仪等设备确定基坑开挖的位置，通过建筑施工图纸要求利用挖掘机在地铁附近南北方向开挖槽，在槽内固定钢筋，浇灌混凝土形成地连墙3，本申请中地连墙3设置有两个，两个地连墙3将靠近地铁的位置分隔成三个区域，靠近地铁的区域为二区，远离地铁的位置为三区，二区和三区之间为一区。在施工的过程中预先施工一区，然后施工二区，最后施工三区。

参照图1和图3，S2、分层分块，一区分七层，一到五层土方均划分为九块，九块分别是1-1块、1-2块、2-1块、2-2块、3-1块、3-2块、4-1块、4-2块和5块；六层和七层均分为十一块；二区和三区土方各分为六层进行开挖，每层均划分为九块，九块分别是1-1块、1-2块、2-1块、2-2块、3-1块、3-2块、4-1块、4-2块和5块。

参照图1、图2和图3，S3、分层分块开挖，预先开挖一区，一区开挖的过程中，预先通过挖掘机开挖1-1块区域，然后依次开挖1-2块、2-1块、2-2块、3-1块、3-2块、4-1块、4-2块和5块，提前使得靠近地铁的位置与远离地铁的位置形成对撑，有利于控制地铁的变形；在开挖每块的过程中，在基坑的内壁上固定桁架1，桁架1附近的土方通过人工进行开挖，减小对桁架1造成的干扰。

一区施工至±0开挖二区，二区每层开挖的顺序均采用依次开挖1-2块、2-1块、2-2块、3-1块、3-2块、4-1块、4-2块和5块的方式，二区底板完成开挖三区，分区开挖便于工作人员控制施工时的误差。分区开挖便于工作人员控制施工时的误差。

每个区域开挖均采用先开挖背离地铁一侧的土方，靠近地铁一侧的土方起到支撑护壁的作用，背离地铁的区域预先产生朝向地铁一侧的预应力，对靠近地铁的一侧进行支撑，从而具有增强靠近地铁土方强度的作用；随后对靠近地铁一侧的土方进行挖掘，靠近地铁一侧的位置产生朝向背离地铁一侧的预应力，两侧的预应力方向相反，起到平衡作用力的效果。

背离地铁一侧为临时分隔墙，产生的朝向靠近地铁一侧的预应力较大，靠近地铁一侧产生的预应力较小，故在开挖的过程中背离地铁的一侧对靠近地铁的一侧施加作用力，使得在施工的过程中靠近地铁一侧的地连墙3更加牢固。

在开挖的过程中，每块区域朝向地铁的一侧形成有一定坡度，使得挖掘的坑呈敞口设置，对靠近地铁一侧的地连墙3进行更好的支撑，使得开挖过程中靠近地铁一侧地连墙3的强度更强。

完成开挖后，远离地铁和靠近地铁地连墙3产生的位移变形比不得大于1.4，通过控制位移变形比的大小，严格控制每个区域土方的变形量，有利于提升靠近地铁一侧地连墙3的强度的作用。完成开挖后，最终实现靠近地铁的地连墙3变形比远离地铁的地连墙3变形小6-9mm，使得基坑开挖的精准度更高。

提前开挖远离地铁一侧的土方，在充分利用土方通过上道对撑施加预应力的基础上，可同时流水施工，连续作业，节约部分支撑养护时间和窝工时间。严格控制支撑施工的土方开挖宽度，并集中资源进行抢工，在最短时间内形成远离地铁和靠近地铁侧的对撑。靠近地铁侧留土区域无支撑暴露时间严格控制在24小时内，减小由于暴露时间过久而造成的靠近地铁部位处的土方变形量超出标准变形量。

参照图1和图2，S4、检测，在开挖每块区域的过程中，在基坑的内壁上间隔均匀的开设多个检测孔2，通过全站仪检测每个检测孔2在水平方向上位移的变形，对每个检测孔2处的预应力进行检测，保证每个检测孔2位置处产生的预应力在合格的范围内。

相邻检测孔2之间的距离为20m，检测孔2的倾斜角度不得大于4度。工作人员可以采用全站仪对基坑内土方水平方向的变形进行测量，有利于控制基坑内各区域变形的大小。每个检测孔2检测的时间控制在40S内，同一高度上检测的时间越短，检测数据的准确度越高，且减小了工作人员的施工时间。

参照图1和图3，S5、分析和支撑，每个半个小时对检测数据进行统计，并且分析每块区域所受的应力和坑外变形，保证在合格范围内；开挖每块区域的过程中，在基坑内固定桁架1，桁架1的设置对每块区域的土方进行支撑，减小每块区域土方坍塌的可能性。

以上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，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 (8)

1.一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

分区定级，在靠近地铁的位置设置地连墙（3），利用地连墙（3）将基坑分为三个开挖区；

分层分块，按区域从地表向下划分成若干个开挖层，并对单个开挖层进行分块，使得单个开挖层提前形成南北对撑；

分层分块开挖，首先开挖中部区域的南侧土方，然后开挖中部区域的北侧土方；

检测，开挖的过程中，间断开设检测孔（2），利用检测设备对基坑内不同检测孔（2）处的预应力进行检测；

分析和支撑，根据检测后的数据分析基坑内支撑的应力及坑外变形，开挖过程中在开挖坑内设置有桁架（1），通过所述桁架（1）对基坑内的地连墙（3）进行支撑；

靠近地铁的位置为二区，远离地铁的位置为三区，中间区域为一区，一区共分为N层开挖，二区和三区各分（N-1）层进行开挖；

一区从地表向下前（N-2）层均分若干块开挖，首先开挖每块中部对撑区域远离地铁位置处的土方，然后再开挖每块中部对撑区域靠近地铁位置处的土方；

一区施工至±0开挖二区，二区底板完成开挖三区。

2.根据权利要求1所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：首先使得基坑内靠近地铁的位置与远离地铁的位置形成对撑，然后施工靠近桁架（1）的位置。

3.根据权利要求1所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：提前开挖每块中部对撑区域远离地铁一侧的土方，充分利用土方通过上道对撑施加预应力的基础上，提前进行下层土方的开挖，同时流水施工。

4.根据权利要求3所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：测量对撑区域的强度，当对撑区域的强度合格后提前进行下层土方开挖。

5.根据权利要求1所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：中部对撑背离地铁的一侧开设孔的形状呈敞口设置。

6.根据权利要求1所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：基坑中开设有若干个检测孔（2），相邻两个检测孔（2）之间的距离不得大于20m，检测孔（2）的倾斜角度不得大于4度。

7.根据权利要求6所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：每个检测孔（2）的检测时间控制在40s以内。

8.根据权利要求1所述的一种临地铁深基坑非对称土方开挖控制基坑变形的施工方法，其特征在于：远离地铁和靠近地铁侧地连墙（3）产生的位移变形比不得大于1.4。