CN117026990A - 一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法 - Google Patents
一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，包括如下步骤：S1、大高差部位开挖断面工况分析；S2、深基坑内大高差部位深坑支护设计；S3、大高差区域混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩等坑内支护施工；S4、大面开挖；S5、大高差部位坑内土方开挖；S6、设计工况分析与监测数据对比，本发明以优化基坑施工组织方式实现了大幅降低大高差部位的深坑支护配置，降低了支护工程造价；同时避免了坑内冗余的支撑结构施工、养护、后续工序穿插及拆除外运等环节占据的大量劳动力及工期资源，大幅缩短施工周期，降低了大型机械设备及人员工资等管理费，大大减少措施费投入。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法。
背景技术
根据外业调查，目前深基坑土方开挖工程中，由于深基坑中的坑中坑开挖深度相较大面基坑高差较大，开挖范围大，因场地空间受限，且基底土质为淤泥质土，无法采取传统放坡的方式进行土方开挖。为满足开挖安全保障措施，通常采用混凝土灌注桩+钢筋混凝土支撑作为深基坑内大高差部位的深坑的临时支护措施。但是传统的支护措施有以下缺点：灌注桩+钢筋混凝土支撑造价很高；混凝土支撑的施工工期及养护周期较长，影响后续工序施工；土方开挖阶段，挖机作业空间受支撑梁影响，降低土方开挖效率。混凝土支撑后期需要破除，破除产生的费用及破碎垃圾外运成本均较高。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，包括如下步骤：
S1、大高差部位开挖断面工况分析：对深坑部位的开挖断面支护进行工况研究，分析不同高差部位的不同开挖深度的变形、内力相关情况；
S2、深基坑内大高差部位深坑支护设计：利用深基坑内大高差部周边底板的刚度及稳定性对高差部位深坑形成约束，与大高差部位支护共同作用，进而逐一适配不同深度情况的高差部位的支护设计分析选型，确定支护形式；
S3、大高差区域混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩等坑内支护施工；
S4、大面开挖：施工大高差部位周边的结构底板，养护达到设计强度，对高差部位形成约束；
S5、大高差部位坑内土方开挖：待整体基坑降水、支护、工程桩、圈梁等开挖条件满足后，遵循先撑后挖的原则，“分块、分层、对称”进行大高差部位土方开挖及底板施工；
S6、设计工况分析与监测数据对比：土方开挖前对整体基坑布设监测点，开挖过程中对支护桩的桩顶竖向和水平位移进行监测，对比设计工况分析变形数据与监测值。
优选地，步骤S3包括如下步骤：
S31、土方开挖施工前做好场地平整，深基坑坑中坑大高差区域四周混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩同深基坑支护桩、止水帷幕同步施工，在定位放线后，先施工混凝土灌注桩再施工水泥土搅拌桩；
S32、混凝土灌注桩定位放线后埋设护筒，进行成孔施工和一次清孔，验收合格后，将主筋16C25，螺旋箍φ10＠100 、加强箍C18＠2000 合格的钢筋笼，吊装入孔，二次清孔，孔底沉渣满足设计要求，进行水下混凝土灌注；
S33、混凝土灌注桩施工完成后进行水泥土搅拌桩施工，先放线定位开挖导向槽，再孔位定位，桩机就位控制垂直度，将水泥浆液拌制。
优选地，步骤S32中，清孔后泥浆比重要求达到1.1-1.3，黏度小于18秒，含砂率小于3%。
优选地，步骤S32中，为保证桩砼质量，支护桩和立柱桩砼要求超灌,超灌长度为0.8-1.00m。
优选地，步骤S33中，使用42.5级普通硅酸盐水泥，掺入量为20%，采用二搅二喷施工工艺，三轴搅拌机下沉速度控制在0.8m/min以内,搅拌提升速度控制在1.0m/min以内，并保持匀速下沉与匀速提升。
优选地，步骤S5中，大高差部位土方开挖及底板施工遵循“时空效应”原理。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，即先对底板进行合理施工段划分，分析深坑部位减免支护的技术措施，先施工高处基坑结构底板，利用低高差部位底板本身刚度，对临近较深部位形成约束后，再施工临近较深部位深坑底板，待低高差部位全部施工完成，最后施工最大高差部位深坑底板，以优化施工流线组织的方式实现深基坑内大高差部位免支撑的分段土方开挖。同时结合启明星设计软件对深坑部位的开挖断面支护进行工况研究，分析大高差部位的不同开挖深度的变形、内力等相关情况，同时，在开挖过程中对基坑变形情况和侧向土压力进行监测，验证方法的可行性并在开挖过程中实时调整开挖方法，保证基坑开挖的稳定安全。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明工艺流程图；
图2为本发明不同高差部位平面示意图；
图3为本发明大面开挖工况分析示意图；
图4为本发明大高差开挖工况分析示意图；
图5为本发明最大高差工况分析示意图
图6为本发明基坑监测平面点位示意图；
图7为本发明桩顶竖向位移总沉降量（低高差深坑部位开挖）示意图；
图8为本发明桩顶竖向位移总沉降量（中高差深坑部位开挖）示意图；
图9为本发明桩顶竖向位移总沉降量（最大高差深坑部位开挖）示意图；
图10为本发明桩顶水平位移总位移量（低高差深坑部位开挖）示意图
图11为本发明桩顶水平位移总位移量（中高差深坑部位开挖）示意图
图12为本发明（最大高差深坑部位开挖）示意图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
参照图1至图12，本发明一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法具体包括如下步骤：
S1、大高差部位开挖断面工况分析：结合启明星设计软件对深坑部位的开挖断面支护进行工况研究，分析不同高差部位的不同开挖深度的变形、内力等相关情况，保证基坑开挖的稳定安全，分析结果可知，支护结构最大位移为34.1mm，小于设计值40mm，基坑开挖过程中，整体稳定安全，详见附图2～5。
S2、深基坑内大高差部位深坑支护设计：充分利用深基坑内大高差部周边底板的刚度及稳定性对高差部位深坑形成约束，与大高差部位支护共同作用，从而降低高差部位的深坑支护设计配置，进而逐一适配不同深度情况的高差部位的支护设计分析选型，确定支护形式，最终选定采用φ1100的钻孔灌注桩+φ800高压旋喷桩进行深坑的围护结构。
S3、大高差区域混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩等坑内支护施工：
S31、土方开挖施工前做好场地平整，深基坑坑中坑大高差区域四周混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩同深基坑支护桩、止水帷幕同步施工，重点注意顶标高要与筏板底、支护设计剖面图中的设计标高基本一致，并控制好成桩质量，在定位放线后，先施工混凝土灌注桩再施工水泥土搅拌桩。
S32、混凝土灌注桩定位放线后埋设护筒，进行成孔施工和一次清孔，验收合格后，将主筋16C25，螺旋箍φ10＠100 、加强箍C18＠2000 合格的钢筋笼，吊装入孔，二次清孔，清孔后泥浆比重要求达到1.1-1.3，黏度小于18秒，含砂率小于3%，孔底沉渣满足设计要求，进行水下混凝土灌注，为保证桩砼质量，支护桩和立柱桩砼要求超灌一定长度,超灌0.8-1.00m,确保桩头破除后砼质量达到设计要求。
S33、混凝土灌注桩施工完成后进行水泥土搅拌桩施工，先放线定位开挖导向槽，再孔位定位，桩机就位控制垂直度，将水泥浆液拌制，使用42.5级普通硅酸盐水泥，掺入量为20%，采用二搅二喷施工工艺，三轴搅拌机下沉速度控制在0.8m/min以内,搅拌提升速度控制在1.0m/min以内，并保持匀速下沉与匀速提升。
S4、大面开挖：施工大高差部位周边的结构底板，养护达到设计强度，对高差部位形成约束。
S5、大高差部位坑内土方开挖：待整体基坑降水、支护、工程桩、圈梁等开挖条件满足后根据施工要求按“时空效应”原理，遵循先撑后挖的原则，“分块、分层、对称”进行大高差部位土方开挖及底板施工，形成从周边大面底板到大高差部位底板再到最大高差部位深坑底板的依次施工施工顺序，以优化施工流线组织的方式实现了深基坑内大高差部位免支撑的分段土方开挖。
S6、设计工况分析与监测数据对比：土方开挖前对整体基坑布设监测点，开挖过程中对支护桩的桩顶竖向和水平位移进行监测，对比设计工况分析变形数据与监测值，保证开挖过程的安全稳定与动态调整，由对比结果可知，开挖过程中桩顶竖向位移最大值为16.38mm，小于设计值20mm；桩顶水平位移最大值为11.85mm，小于设计警戒值40mm，满足设计及规范要求，基坑整体稳定安全，详见附图6～12。
采用本发明专利，以优化基坑施工组织方式实现了大幅降低大高差部位的深坑支护配置，降低了支护工程造价；同时避免了坑内冗余的支撑结构施工、养护、后续工序穿插及拆除外运等环节占据的大量劳动力及工期资源，大幅缩短施工周期，降低了大型机械设备及人员工资等管理费，大大减少措施费投入。
如上，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (6)
1.一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、大高差部位开挖断面工况分析：对深坑部位的开挖断面支护进行工况研究，分析不同高差部位的不同开挖深度的变形、内力相关情况；
S2、深基坑内大高差部位深坑支护设计：利用深基坑内大高差部周边底板的刚度及稳定性对高差部位深坑形成约束，与大高差部位支护共同作用，进而逐一适配不同深度情况的高差部位的支护设计分析选型，确定支护形式；
S3、大高差区域混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩等坑内支护施工；
S4、大面开挖：施工大高差部位周边的结构底板，养护达到设计强度，对高差部位形成约束；
S5、大高差部位坑内土方开挖：待整体基坑降水、支护、工程桩、圈梁等开挖条件满足后，遵循先撑后挖的原则，“分块、分层、对称”进行大高差部位土方开挖及底板施工；
S6、设计工况分析与监测数据对比：土方开挖前对整体基坑布设监测点，开挖过程中对支护桩的桩顶竖向和水平位移进行监测，对比设计工况分析变形数据与监测值。
2.根据权利要求1所述的一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于：步骤S3包括如下步骤：
S31、土方开挖施工前做好场地平整，深基坑坑中坑大高差区域四周混凝土灌注桩、水泥土搅拌桩同深基坑支护桩、止水帷幕同步施工，在定位放线后，先施工混凝土灌注桩再施工水泥土搅拌桩；
S32、混凝土灌注桩定位放线后埋设护筒，进行成孔施工和一次清孔，验收合格后，将主筋16C25，螺旋箍φ10＠100 、加强箍C18＠2000 合格的钢筋笼，吊装入孔，二次清孔，孔底沉渣满足设计要求，进行水下混凝土灌注；
S33、混凝土灌注桩施工完成后进行水泥土搅拌桩施工，先放线定位开挖导向槽，再孔位定位，桩机就位控制垂直度，将水泥浆液拌制。
3.根据权利要求1所述的一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于：步骤S32中，清孔后泥浆比重要求达到1.1-1.3，黏度小于18秒，含砂率小于3%。
4.根据权利要求1所述的一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于：步骤S32中，为保证桩砼质量，支护桩和立柱桩砼要求超灌,超灌长度为0.8-1.00m。
5.根据权利要求1所述的一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于：步骤S33中，使用42.5级普通硅酸盐水泥，掺入量为20%，采用二搅二喷施工工艺，三轴搅拌机下沉速度控制在0.8m/min以内,搅拌提升速度控制在1.0m/min以内，并保持匀速下沉与匀速提升。
6.根据权利要求1所述的一种深基坑内大高差部位深坑免支撑的分段开挖施工方法，其特征在于：步骤S5中，大高差部位土方开挖及底板施工遵循“时空效应”原理。
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| CN117266207A (zh) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 北京建工集团有限责任公司 | 一种规模小且不易造成沉降的基坑低成本降水系统 |
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Cited By (2)
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| CN117266207A (zh) * | 2023-11-23 | 2023-12-22 | 北京建工集团有限责任公司 | 一种规模小且不易造成沉降的基坑低成本降水系统 |
| CN117266207B (zh) * | 2023-11-23 | 2024-02-09 | 北京建工集团有限责任公司 | 一种不易造成沉降的基坑降水系统 |
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