CN117328465A - 一种基于土岩地质的坑中坑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，包括A、开挖外坑；B、在外坑的坑底开挖内坑：B1、在外坑坑底的内坑开挖区域边缘浇筑内围护墙；B2‑1、将距离内坑预设开挖深度50厘米以上的空间内土岩挖除并依次架设水平支撑；B2‑2、通过锚杆将内围护墙下端固定住；B2‑3、将内坑区域内土岩开挖至预设深度。本发明旨具有内坑支护墙深度无需大于内坑深度的优点，基于现有技术中的上述不足，解决了现有的坑中坑施工时内坑支护结构的深度需要大于内坑深度导致在土岩地质中施工时成本高的问题。

Description

一种基于土岩地质的坑中坑施工方法

技术领域

本申请涉及基坑施工技术领域，尤其涉及一种基于土岩地质的坑中坑施工方法。

背景技术

在地下空间开发的过程中需要开挖基坑，有的还在基坑内再开挖一个基坑(称为坑中坑)。现有的坑中坑施工的方法为：开挖外坑：先浇筑外坑边缘的围护结构，然后挖除外坑围护结构围出范围内的一定深度的土层并依次架设水平支撑，从而形成外坑；B、在外坑的内部开挖内坑：B1、在外坑坑底的一定区域内浇筑内坑围护结构，B2、挖除内坑围护结构围出的范围内的一定深度的土层并架设水平支撑，从而形成内坑；内坑围护结构的深度低于内坑的预设开挖深度。该方式在土岩地质中进行施工时，由于岩层内打入围护结构技术难度高、耗时时间长且成本高，从而导致内坑围护结构的施工成本高。

发明内容

本发明旨在提供一种内围护墙深度无需大于内坑深度的基于土岩地质的坑中坑施工方法，解决了现有的坑中坑施工时内围护墙的深度需要大于内坑深度导致在土岩地质中施工时成本高的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术：基于土岩地质的坑中坑施工方法，包括A、开挖外坑：确定外坑开挖区域，在所述开挖区域外缘浇筑外围护墙，然后开挖所述区域内土体并依次架设水平支撑，直至外坑开挖至预设深度；B、在外坑的坑底开挖内坑：B1、在外坑坑底范围内确定内坑开挖区域，在所述内坑开挖区域外缘浇筑内围护墙，B2、开挖所述内坑开挖区域内土岩体并依次架设支撑，直至开挖至预设深度，从而形成内坑；其特征在于，A中外围护墙深度大于外坑预设深度；B1中内坑边缘与外坑边缘重叠且外围护墙深度大于内坑预设开挖深度，外围护墙可作为内坑的围护结构，除此之外的内围护墙需从外坑坑底深度处开始浇筑；B1中内围护墙深度均小于内坑预设开挖深度；B2包括：B2-1、将距离内坑预设深度50厘米的上部空间的土岩挖除；B2-2、通过锚杆将内围护墙的下端固定住；B2-3、开挖所述内坑开挖区域内土岩体至预设深度。利用岩层的高强度特性，将现有的固有一贯的将内围护墙深度大于内坑深度方式改为同内坑相当，下端通过锚杆进行固定，从而使得内围护墙深度降低，起到降低施工成本的作用。锚杆的施工成本比通过固定内围护墙增加的深度的成本低。

作为优选，所述锚杆以位于同内围护墙连接的一端高另一端低的状态倾斜，所述锚杆的低端低于内坑的坑底。能够增加锚杆连接的可靠性，在增加锚杆长度以增加锚接力时不会伸出外坑外部而干涉周边建筑。往下倾斜能够使得固定更为可靠。

作为优选，所述锚杆位于外坑的朝下投影所在的区域内。能够避免锚杆伸出外坑所在区域，从而能够降低坑中坑施工时对周边现有建筑的影响。

作为优选，B2-2中安装锚杆的过程为：第一步、通过钻机驱动一端设有钻头的钻杆钻出锚杆安装孔，钻杆安装孔的孔壁上设有沿锚杆安装孔深度方向分的若干环形槽，环形槽沿钻杆安装孔的周向延伸；第二步、将锚杆穿入所述锚杆安装孔内，所述锚杆上设有一一对应地穿设在所述环形槽内的若干勾接杆组，同一个勾接杆组中的勾接杆沿锚杆的周向分布；第三步、给所述锚杆安装孔内进行注浆，所述浆固化后形成粘结层将锚杆固定在锚杆安装孔内；第四步、将锚杆同内围护墙固定在一起。能够提高锚杆的可靠性。

作为优选，所述钻杆包括若干分段；相邻的分段，一根分段设有连接头、另一根分段设有连接孔，所述连接头穿设在所述连接孔内通过连接销连接在一起，相邻的分段之间形成沿钻杆周向延伸的环形容纳槽，环形容纳槽内设有沿钻杆周向分布的若干切割刀，所述切割刀通过刀轴铰轴在所述连接头上，所述刀轴沿钻杆的轴向延伸，所述切割刀和连接头之间设有切割刀限位挡块，所述钻杆驱动钻头朝钻入的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而合拢到所述容纳槽内，所述钻杆驱动钻头朝退出的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而伸出容纳槽且能够抵接到切割刀限位挡块上；形成所述环形槽的方法为：驱动所述钻杆朝驱动钻头钻入的方向转动而钻出所述钻杆安装孔，该过程中切割刀以刀轴为轴转动合拢到所述容纳槽内；使钻杆朝驱动钻头退出的方向转动，钻杆转动的结果为驱动切割刀以刀轴为轴转动而伸出容纳槽，切割刀在钻杆安装孔的孔壁上切出所述环形槽，切割刀以刀轴转动到同切割刀限位挡块抵接在一起时停止伸出容纳槽。提供了环形槽的一种今天施工的技术方案。

作为优选，所述连接头和连接孔为棱柱面或棱锥面配合。进行传力时的可靠性好。

作为优选，所述勾接杆通过杆轴铰接在锚杆上，所述杆轴沿锚杆的轴向延伸，所述勾接杆和锚杆之间设有勾接杆限位挡块，所述锚杆朝一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动合拢到所述锚杆上，勾接杆合拢到锚杆上时勾接杆能够随同锚杆一起插入所述锚杆安装孔，所述锚杆朝另一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动而同锚杆分开，勾接杆分开到抵接在勾接杆限位挡块上时停止同锚杆分开，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时同一组勾接杆组的所有的勾接杆的自由端所确定的圆的直径大于所述锚杆安装孔的直径；将勾接杆穿入所述环形槽内的方法为：使锚杆朝驱动勾接杆合拢的方向转动到勾接杆能够随同锚杆进入锚杆安装孔，将锚杆插入锚杆安装孔内，当锚杆穿入到勾接杆组同环形槽一一对应地对齐时使锚杆朝驱动勾接杆分开的方向转动到勾接杆同勾接杆限位挡块抵接在一起、从而使勾接杆伸入所述环形槽内。通过了勾接杆装配到环形槽内的一种具体技术方案。

作为优选，所述钻杆的内端连接有支撑轴承。能够使得转动钻杆时省力。

作为优选，所述勾接杆限位挡块为铁磁体结构，所述勾接杆上设有永磁铁，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时所述永磁铁吸附住所述限位挡块使得勾接杆保持抵接在勾接杆限位挡块上。能够在勾接杆伸出后停止转动锚杆，又能够维持勾接杆在环形槽内，从而避免锚杆倾斜设置时锚杆停止转动时勾接杆合拢。

作为优选，锚杆上设有沿锚杆周向螺纹旋转的螺纹槽；锚杆在锚杆安装孔内朝驱动勾接杆张开的方向转动时，勾接杆产生驱动流体朝钻杆安装孔外部流动的力，螺纹槽产生驱动物体朝钻杆安装孔内流动的力；进行注浆的过程中，使锚杆朝驱动勾接杆张开的方向转动，锚杆转动的结果为螺纹槽助力所述浆进入锚杆安装孔、勾接杆产生驱动浆外流的力、使得所述浆进入钻孔安装孔的过程中产生沿锚杆轴向的旋流。从而达到将钻杆安装孔内的空气排出的效果。能够使得粘结层内的气孔少，粘结可靠牢固。

本发明具有如下有益效果：既能够避免干涉坑中坑周边的现有建筑，又能够使得施工成本降低；内围护墙的固定可靠。

附图说明

图1是坑中坑刚施工出锚杆安装孔时的示意图；

图2是图1的A处的局部放大示意图；

图3是本发明中所用的钻杆的示意图，图中切割刀处于容置在环形容纳槽内的状态；

图4是图3的B—B剖视示意图；

图5是切割刀伸出环形容纳槽到最长时钻杆的横截面示意图；

图6是坑中坑施工到锚杆穿入锚杆安装孔内时的示意图，图中勾接杆已经分开到极限位置；

图7是图6的C处的局部放大示意图；

图8是图7的D—D剖视示意图；

图9是图8的E处的局部放大示意图；

图10是勾接杆合拢到锚杆上时锚杆穿设在锚杆安装孔内时的横截面示意图。

图11是坑中坑施工完成时的示意图；

图12是图11的F处的局部放大示意图；

图13是图12的G处的局部放大示意图。

图中：外坑1、外围护墙2、内坑3、内围护墙4、外围护墙的构成内围护墙的墙壁5、锚杆6、内围护墙围出的空间内的余下的土岩7、钻头9、钻杆10、锚杆安装孔11、环形槽12、勾接杆13、粘结层14、分段15、连接头16、连接销17、环形容纳槽18、切割刀19、刀轴20、切割刀限位挡块21、杆轴22、勾接杆限位挡块23、支撑轴承24、永磁铁25、螺纹槽26、连接孔27。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行所述锚杆以位于同内围护墙连接的一端高另一端低的状态倾斜，所述锚杆的低端低于内坑的坑底。

参见图1到图13，一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，包括A、建筑外坑1：先建筑环绕在形成外坑的区域周缘的外围护墙2，然后挖除外围护墙围出的空间内的土岩，从而形成外坑；B、在外坑的底壁内建筑内坑3：B1、在外坑底壁内的形成内坑的区域的周缘建筑内围护墙4，B2、挖除内围护墙围出的空间内的土岩，从而形成内坑；外围护墙的一侧墙壁构成内围护墙的墙壁，外围护墙的构成内围护墙的墙壁5的下端低于内坑的坑底。B1中内围护墙除由外围护墙构成的墙壁外的墙壁位于外坑底壁内的深度为内坑的深度；B2包括：B2-1、将内围护墙围出的空间内的距离内坑底面10厘米到30厘米以上的区域的土岩挖除；B2-2、通过锚杆6将内围护墙除外围护墙构成的墙壁外的墙壁的下端固定住；B2-3、将内围护墙围出的空间内的余下的土岩7挖除。锚杆以位于同内围护墙连接的一端高另一端低的状态倾斜，锚杆的低端低于内坑的底壁。锚杆位于外坑的朝下投影所在的区域内。B2-2中安装锚杆的过程为：第一步、通过钻机驱动一端设有钻头9的钻杆10钻出锚杆安装孔11，钻杆安装孔的孔壁上设有沿锚杆安装孔深度方向分的若干环形槽12，环形槽沿钻杆安装孔的周向延伸；第二步、将锚杆穿入锚杆安装孔内，锚杆上设有一一对应地穿设在所述环形槽内的若干勾接杆组，同一个勾接杆组中的勾接杆13沿锚杆的周向分布；第三步、给锚杆安装孔内进行注浆，浆固化后形成粘结层14将锚杆固定在锚杆安装孔内；第四步、将锚杆同内围护墙固定在一起。钻杆包括若干分段15；相邻的分段，一根分段设有连接头16、另一根分段设有连接孔27，连接头穿设在连接孔内通过连接销17连接在一起。连接头和连接孔为棱柱面或棱锥面配合。相邻的分段之间形成沿钻杆周向延伸的环形容纳槽18，环形容纳槽内设有沿钻杆周向分布的若干切割刀19，切割刀通过刀轴20铰轴在连接头上，刀轴沿钻杆的轴向延伸，切割刀和连接头之间设有切割刀限位挡块21，钻杆驱动钻头朝钻入的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而合拢到容纳槽内，钻杆驱动钻头朝退出的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而伸出容纳槽且能够抵接到切割刀限位挡块上；形成所述环形槽的方法为：驱动所述钻杆朝驱动钻头钻入的方向转动而钻出所述钻杆安装孔，该过程中切割刀以刀轴为轴转动合拢到容纳槽内；使钻杆朝驱动钻头退出的方向转动且保持钻杆的轴向位置恒定，钻杆转动的结果为驱动切割刀以刀轴为轴转动而伸出容纳槽，切割刀在钻杆安装孔的孔壁上切出环形槽，切割刀以刀轴转动到同切割刀限位挡块抵接在一起时停止伸出容纳槽。勾接杆通过杆轴22铰接在锚杆上，杆轴沿锚杆的轴向延伸，勾接杆和锚杆之间设有勾接杆限位挡块23，锚杆朝一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动合拢到锚杆上，勾接杆合拢到锚杆上时勾接杆能够随同锚杆一起插入锚杆安装孔，锚杆朝另一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动而同锚杆分开，勾接杆分开到抵接在勾接杆限位挡块上时停止同锚杆分开，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时同一组勾接杆组的所有的勾接杆的自由端所确定的圆的直径大于锚杆安装孔的直径；将勾接杆穿入所述环形槽内的方法为：使锚杆朝驱动勾接杆合拢的方向转动到勾接杆能够随同锚杆进入锚杆安装孔，将锚杆插入锚杆安装孔内，当锚杆穿入到勾接杆组同环形槽一一对应地对齐时使锚杆朝驱动勾接杆分开的方向转动到勾接杆同勾接杆限位挡块抵接在一起、从而使勾接杆伸入所述环形槽内。钻杆的内端连接有支撑轴承24。勾接杆限位挡块为铁磁体结构，勾接杆上设有永磁铁25，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时永磁铁吸附住限位挡块使得勾接杆保持抵接在勾接杆限位挡块上。锚杆上设有沿锚杆周向螺纹旋转的螺纹槽26；锚杆在锚杆安装孔内朝驱动勾接杆张开的方向转动时，勾接杆产生驱动流体朝钻杆安装孔外部流动的力，螺纹槽产生驱动物体朝钻杆安装孔内流动的力；进行注浆的过程中，使锚杆朝驱动勾接杆张开的方向转动，锚杆转动的结果为螺纹槽助力浆进入锚杆安装孔、勾接杆产生驱动浆外流的力、使得所述浆进入钻孔安装孔的过程中产生沿锚杆轴向的旋流，从而达到将钻杆安装孔内的空气排出的效果，进而能够使得粘结层内的气孔少，使得粘结可靠牢固。

Claims (10)

1.一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，包括A、开挖外坑：确定外坑开挖区域，在所述开挖区域外缘浇筑外围护墙，然后开挖所述区域内土体并依次架设水平支撑，直至外坑开挖至预设深度；B、在外坑的坑底开挖内坑：B1、在外坑坑底范围内确定内坑开挖区域，在所述内坑开挖区域外缘浇筑内围护墙，B2、开挖所述内坑开挖区域内土岩体并依次架设支撑，直至开挖至预设深度，从而形成内坑；其特征在于，A中外围护墙深度大于外坑预设深度；B1中内坑边缘与外坑边缘重叠且外围护墙深度大于内坑预设开挖深度，外围护墙可作为内坑的围护结构，除此之外的内围护墙需从外坑坑底深度处开始浇筑；B1中内围护墙深度均小于内坑预设开挖深度；B2包括：B2-1、将距离内坑预设深度50厘米的上部空间的土岩挖除；B2-2、通过锚杆将内围护墙的下端固定住；B2-3、开挖所述内坑开挖区域内土岩体至预设深度。

2.根据权利要求1所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述锚杆以位于同内围护墙连接的一端高另一端低的状态倾斜，所述锚杆的低端低于内坑的坑底。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述锚杆位于外坑的朝下投影所在的区域内。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，B2-2中安装锚杆的过程为：第一步、通过钻机驱动一端设有钻头的钻杆钻出锚杆安装孔，钻杆安装孔的孔壁上设有沿锚杆安装孔深度方向分的若干环形槽，环形槽沿钻杆安装孔的周向延伸；第二步、将锚杆穿入所述锚杆安装孔内，所述锚杆上设有一一对应地穿设在所述环形槽内的若干勾接杆组，同一个勾接杆组中的勾接杆沿锚杆的周向分布；第三步、给所述锚杆安装孔内进行注浆，所述浆固化后形成粘结层将锚杆固定在锚杆安装孔内；第四步、将锚杆同内围护墙固定在一起。

5.根据权利要求4所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述钻杆包括若干分段；相邻的分段，一根分段设有连接头、另一根分段设有连接孔，所述连接头穿设在所述连接孔内通过连接销连接在一起，相邻的分段之间形成沿钻杆周向延伸的环形容纳槽，环形容纳槽内设有沿钻杆周向分布的若干切割刀，所述切割刀通过刀轴铰轴在所述连接头上，所述刀轴沿钻杆的轴向延伸，所述切割刀和连接头之间设有切割刀限位挡块，所述钻杆驱动钻头朝钻入的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而合拢到所述容纳槽内，所述钻杆驱动钻头朝退出的方向转动时切割刀能够以刀轴为轴转动而伸出容纳槽且能够抵接到切割刀限位挡块上；形成所述环形槽的方法为：驱动所述钻杆朝驱动钻头钻入的方向转动而钻出所述钻杆安装孔，该过程中切割刀以刀轴为轴转动合拢到所述容纳槽内；使钻杆朝驱动钻头退出的方向转动，钻杆转动的结果为驱动切割刀以刀轴为轴转动而伸出容纳槽，切割刀在钻杆安装孔的孔壁上切出所述环形槽，切割刀以刀轴转动到同切割刀限位挡块抵接在一起时停止伸出容纳槽。

6.根据权利要求5所述的一种基于土岩复层地层的坑中坑施工方法，其特征在于，所述连接头和连接孔为棱柱面或棱锥面配合。

7.根据权利要求4所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述勾接杆通过杆轴铰接在锚杆上，所述杆轴沿锚杆的轴向延伸，所述勾接杆和锚杆之间设有勾接杆限位挡块，所述锚杆朝一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动合拢到所述锚杆上，勾接杆合拢到锚杆上时勾接杆能够随同锚杆一起插入所述锚杆安装孔，所述锚杆朝另一个方向转动时勾接杆以杆轴为轴转动而同锚杆分开，勾接杆分开到抵接在勾接杆限位挡块上时停止同锚杆分开，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时同一组勾接杆组的所有的勾接杆的自由端所确定的圆的直径大于所述锚杆安装孔的直径；将勾接杆穿入所述环形槽内的方法为：使锚杆朝驱动勾接杆合拢的方向转动到勾接杆能够随同锚杆进入锚杆安装孔，将锚杆插入锚杆安装孔内，当锚杆穿入到勾接杆组同环形槽一一对应地对齐时使锚杆朝驱动勾接杆分开的方向转动到勾接杆同勾接杆限位挡块抵接在一起、从而使勾接杆伸入所述环形槽内。

8.根据权利要求7所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述钻杆的内端连接有支撑轴承。

9.根据权利要求7所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，所述勾接杆限位挡块为铁磁体结构，所述勾接杆上设有永磁铁，勾接杆抵接在勾接杆限位挡块上时所述永磁铁吸附住所述限位挡块使得勾接杆保持抵接在勾接杆限位挡块上。

10.根据权利要求7所述的一种基于土岩地质的坑中坑施工方法，其特征在于，锚杆上设有沿锚杆周向螺纹旋转的螺纹槽；锚杆在锚杆安装孔内朝驱动勾接杆张开的方向转动时，勾接杆产生驱动流体朝钻杆安装孔外部流动的力，螺纹槽产生驱动物体朝钻杆安装孔内流动的力；进行注浆的过程中，使锚杆朝驱动勾接杆张开的方向转动，锚杆转动的结果为螺纹槽助力所述浆进入锚杆安装孔、勾接杆产生驱动浆外流的力、使得所述浆进入钻孔安装孔的过程中产生沿锚杆轴向的旋流。