上盖基坑的挖掘方法及上盖增层的施工方法与流程

本发明涉及轨道交通领域，具体而言，涉及一种上盖基坑的挖掘方法及上盖增层的施工方法。

背景技术：

目前，明挖基坑之前一般采用在预挖的基坑周围铺设围护桩，待围护桩铺设完毕后对围护桩内所围区域进行挖掘。对于上述基坑来说，基坑的围护结构(即围护桩)不易变形，基坑挖掘效果好。

但是对于基坑下方具有既有建筑物的情况而言，明挖基坑围护结构的变形控制较难，基坑挖掘质量差。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种上盖基坑的挖掘方法及上盖增层的施工方法，以解决现有技术中的基坑挖掘质量差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种上盖基坑的挖掘方法，包括：步骤s10：设置围护结构，其中，围护结构包括前后围护结构以及左右围护结构，前后围护结构以及左右围护结构之间围成的区域为待挖掘区域，前后围护结构的底部的内侧壁紧贴导洞的外侧壁布置，左右围护结构的底部与车站初期支护的顶面连接；步骤s30：在待挖掘区域内挖掘预设深度并架设钢支撑。

进一步地，前后围护结构和左右围护结构均包括多个排列设置的围护桩，步骤s10包括：步骤s11：挖桩孔并通过护壁钢筋对桩孔进行加固；步骤s12：向桩孔内下入钢筋笼；步骤s13：向桩孔内浇筑混凝土以形成围护桩。

进一步地，在步骤s10与步骤s30之间，上盖基坑挖掘方法还包括：步骤s20：在左右围护结构的外侧的区域采取地表深孔注浆加固处理。

进一步地，步骤s30包括将待挖掘区域在高度方向分为多层挖掘层，每向下挖掘一层均在相应的挖掘层内架设相应的钢支撑。

进一步地，每层挖掘层的深度不大于2m，在开挖至挖掘层所对应的钢支撑的设计位置下方的0.5m时架设钢支撑。

进一步地，最后一层挖掘层的四个底角保留原状土，保留的原状土形成反压土。

进一步地，上盖基坑挖掘方法还包括：步骤s40：在最后一层挖掘层的中部设置预设高度的模结构侧墙；步骤s50：在反压土与模结构侧墙之间的空间回填混凝土；步骤s60：在反压土与模结构侧墙之间的空间回填混凝土；步骤s70：在位于反压土的范围外的混凝土达到设计强度后，开挖反压土，在反压土所在的区域内回填混凝土。

根据本发明的另一方面，提供了一种上盖增层的施工方法，包括：步骤s80：挖掘上盖基坑，挖掘上盖基坑的方法为上述的挖掘方法；步骤s90：在上盖基坑内搭建站厅。

进一步地，先期施工的暗挖部分的外包的第一防水层内预埋有与第一防水层的材料不同的防水材料，上盖增层施工方法还包括：步骤s100：在站厅的外侧墙外包第二防水层，第二防水层的材料与预埋的防水材料相同；步骤s110：将第二防水层与预埋的防水材料搭接。

根据本发明的又一方面，提供了一种上盖增层的施工方法，包括：步骤s80：挖掘上盖基坑，挖掘上盖基坑的方法为上述的挖掘方法；步骤s91：在上盖基坑的模结构侧墙内回填混凝土，在混凝土达到设计强度后，上盖基坑的底壁的上表面形成站厅的底板的上表面；步骤s92：在上盖基坑的底壁上搭建站厅的主体结构。

应用本发明的技术方案，待挖掘基坑的前后方向的下方无既有建筑，因此前后围护结构可以采用嵌固的方法向下伸入至导洞的外侧壁的下方预设深度，从而使得前后围护结构不易变形。而待挖掘基坑的左右方向的下方具有车站初期支护，无法采用嵌固方法。在本实施例中，左右围护结构的底部与车站初期支护的顶面连接，上述结构充分利用车站初期支护嵌固作用，使得左右围护结构不易变形。因此，本实施例的技术方案使得围护结构不易变形，从而有效控制挖掘后的基坑的变形量，保证基坑的挖掘质量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了采用本发明的上盖基坑的挖掘方法的实施例的基坑平面示意图；

图2示出了图1的基坑的中部的剖面示意图，其中图2示出了站厅；

图3示出了图1的基坑的端部的剖面示意图；

图4示出了图1的基坑的剖面示意图，其中图4示出了注浆加固的区域；

图5示出了图4的基坑的注浆加固时的注浆孔布置的示意图；

图6示出了图1的基坑的中部的剖面示意图，其中图6示出了反压土；

图7示出了图1的基坑的剖面图的部分结构示意图，其中图7示出了车站初期支护及反压土；

图8示出了图2的基坑的部分结构示意图，其中图8中示出了站厅的底板的回填区域；

图9示出了根据本发明的上盖基坑的挖掘方法的实施例的流程图；以及

图10示出了采用本发明的上盖增层的施工方法的实施例的基坑的第二防水层与先期施工的暗挖部分的第一防水层连接处的局部结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、待挖掘区域；2、导洞；3、车站初期支护；4、区域；5、第一防水层；6、防水材料；10、围护结构；11、前后围护结构；12、左右围护结构；13、围护桩；20、钢支撑；30、注浆孔；40、反压土；50、站厅；51、模结构侧墙；52、底板；53、主体结构；60、第二防水层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图3和图9所示，本实施例的上盖基坑的挖掘方法包括：步骤s10：设置围护结构10，其中，围护结构10包括前后围护结构11以及左右围护结构12，前后围护结构11以及左右围护结构12之间围成的区域为待挖掘区域1，前后围护结构11的底部的内侧壁紧贴导洞2的外侧壁布置，左右围护结构12的底部与车站初期支护3的顶面连接；步骤s30：在待挖掘区域1内挖掘预设深度并架设钢支撑20。

应用本实施例的技术方案，待挖掘基坑的前后方向的下方无既有建筑，因此前后围护结构11可以采用嵌固的方法向下伸入至导洞2的外侧壁的下方预设深度，从而使得前后围护结构11不易变形。而待挖掘基坑的左右方向的下方具有车站初期支护3，无法采用嵌固方法。在本实施例中，左右围护结构12的底部与车站初期支护3的顶面连接，上述结构充分利用车站初期支护3嵌固作用，使得左右围护结构12不易变形。因此，本实施例的技术方案使得围护结构10不易变形，从而有效控制挖掘后的基坑的变形量，保证基坑的挖掘质量。

如图3所示，在本实施例中，前后围护结构11和左右围护结构12均包括多个排列设置的围护桩13，步骤s10包括：挖桩孔并通过护壁钢筋对桩孔进行加固；步骤s12：向桩孔内下入钢筋笼；步骤s13：向桩孔内浇筑混凝土以形成围护桩13。通过上述步骤制作的围护结构10的可靠性高，不易变形。

优选地，在本实施例中，左右围护结构12的施工方法包括：1、挖桩孔至车站初期支护3，并通过护壁钢筋对桩孔进行加固；2、对车站初期支护3的顶部的与桩孔对应的位置进行凿除，凿除深度为预设深度以露出车站初期支护3的格栅钢架主筋，使护壁钢筋的底部伸入车站初期支护3的凿除后的凹部内；3、将护壁钢筋与格栅钢架主筋焊接；4、将钢筋笼下入桩孔内；5、向桩孔内浇筑桩体混凝土以形成围护桩13。这样形成的围护桩13能够与车站初期支护3的顶部牢固的连接在一起，充分利用车站初期支护3嵌固作用，从而使得围护桩13不易变形，有效控制基坑变形。

在本实施例中，护壁钢筋采用多个水平环形钢筋以及竖向钢筋绑扎而成，将竖向钢筋的底部与格栅钢架主筋焊接。上述结构使得护壁钢筋的主要钢筋(竖向钢筋)能够与格栅钢架主筋焊接，保证围护桩13与车站初期支护3的顶部的嵌固效果，从而进一步使得围护桩13不易变形，有效控制基坑变形。

在本实施例中，水平环形钢筋包括多个第一水平环形钢筋以及多个第二水平环形钢筋，第二水平环形钢筋的直径大于第一水平环形钢筋的直径，第二水平环形钢筋位于护壁钢筋的底部，将第二水平环形钢筋与格栅钢架主筋焊接。上述结构能够进一步提高护壁钢筋与车站初期支护3的格栅钢架主筋连接的可靠性，进一步提高围护桩13与车站初期支护3的顶部的嵌固效果，从而进一步使得围护桩13不易变形，有效控制基坑变形。

如图4所示，在本实施例中，在步骤s10与步骤s30之间，上盖基坑的挖掘方法还包括：步骤s20：在左右围护结构12的外侧的区域4采取地表深孔注浆加固处理。上述方法能够有效改善土体性能，提高桩后土体抗变形能力。优选地，注浆加固区域宽度3.0m，深度自地面下3.7m位置至下方车站初期支护3。

如图4和图5所示，在本实施例中，注浆孔30为垂直地面布置的多个，多个注浆孔30采用梅花形布置，相邻两个注浆孔30之间的间距在700mm至900mm之间。上述结构能够保证注浆效果，并提高注浆效率。优选地，相邻两个注浆孔30之间的间距为800mm。

在本实施例中，注浆加固选用水泥-水玻璃双液浆，采用后退式注浆方式，注浆压力0.5～0.8mpa，扩散半径不小于0.5m，注浆加固后土体无侧限抗压强度不小于0.5mpa，渗透系数≤1.0×10-6cm/s，上述结构能够保证注浆效果。

需要说明的是，由于部分注浆区临近既有车站及军事通道结构，需严格控制注浆压力，并做好实时监测，严防因压力太大造成浆液渗入既有结构内。

在本实施例中，步骤s30包括将待挖掘区域1在高度方向分为多层挖掘层，每向下挖掘一层均在相应的挖掘层内架设相应的钢支撑20。上述结构能够保证每层挖掘层的挖掘质量，最终保证整个上盖基坑的质量。需要说明的是，明挖基坑按照“竖向分层、水平分区、对称平衡开挖、先中间后两侧、先支后挖”的原则施工。

在本实施例中，每层挖掘层的深度不大于2m，在开挖至挖掘层所对应的钢支撑20的设计位置下方的0.5m时架设钢支撑20。上述结构能够保证每层挖掘层的挖掘质量，最终保证整个上盖基坑的质量。优选地，在本实施例中，随着挖掘层的挖掘需要在围护结构的内壁上设置型钢围檩，每层的钢支撑20均包括水平地设置在前后方向上的型钢围檩之间的第一支撑结构以及设置在挖掘层四个角处并连接在型钢围檩上的第二支撑结构。第一层挖掘层的第二支撑结构为钢筋混凝土支撑，第一层挖掘层的第一支撑结构以及其余挖掘层的第一支撑结构和第二支撑结构均为钢支撑结构。

如图6和图7所示，在本实施例中，最后一层挖掘层的四个底角保留原状土，保留的原状土形成反压土40。上述结构能够辅助控制基坑变形，从而进一步保证整个上盖基坑的质量。具体在本实施例中，反压土纵向长度8m，横向宽度6m，高度2m，临时边坡坡率不大于1:1，并根据稳定性情况采用喷锚防护。

如图6所示，在本实施例中，上盖基坑的挖掘方法还包括：步骤s40：在最后一层挖掘层的中部设置预设高度的模结构侧墙51；步骤s50：在反压土40与模结构侧墙51之间的空间回填混凝土；步骤s60：在反压土40与模结构侧墙51之间的空间回填混凝土；步骤s70：在位于反压土40的范围外的混凝土达到设计强度后，开挖反压土40，在反压土40所在的区域内回填混凝土。上述结构使得基坑不易变形，能够保证基坑的质量。

如图2所示，本申请还提供了一种上盖增层的施工方法，根据本申请的上盖增层的施工方法的实施例包括：步骤s80：挖掘上盖基坑，挖掘上盖基坑的方法为上述的挖掘方法；步骤s90：在上盖基坑内搭建站厅50。由于上述挖掘上盖基坑的方法具有基坑不易变形，基坑挖掘质量好的优点，因此具有其的上盖增层的施工方法也具有上述优点。

如图10所示，先期施工的暗挖部分的外包的第一防水层5内预埋有与第一防水层5的材料不同的防水材料6，上盖增层的施工方法还包括：步骤s100：在站厅50的外侧墙外包第二防水层60，第二防水层60的材料与预埋的防水材料6相同；步骤s110：将第二防水层60与预埋的防水材料6搭接。上述结构使得新建的站厅50与下方的既有建筑能够形成完整外包防水体系，从而保证整体建筑的防水效果。

在现有技术中，在制作站厅的底板时，需要在基坑的底部上浇筑立柱以及夹层板，夹层高度2.48m，板厚200mm、81个钢筋混凝土立柱400×400mm。但是，上述浇筑方式较慢，影响施工进度。为了解决上述问题，发明人提出了将控制基坑变形和站厅的底板成型步骤整合在一起的方案。具体地，如图6和图8所示，步骤s40：在最后一层挖掘层的中部设置预设高度的模结构侧墙51；步骤s50：在反压土40与模结构侧墙51之间的空间回填混凝土；步骤s60：在反压土40与模结构侧墙51之间的空间回填混凝土；步骤s70：在位于反压土40的范围外的混凝土达到设计强度后，开挖反压土40，在反压土40所在的区域内回填混凝土。步骤s80：挖掘上盖基坑，挖掘上盖基坑的方法为上述的挖掘方法；步骤s91：在上盖基坑的模结构侧墙51内回填混凝土，在混凝土达到设计强度后，上盖基坑的底壁的上表面形成站厅50的底板52的上表面；步骤s92：在上盖基坑的底壁上搭建站厅50的主体结构53。上述步骤利用模结构侧墙51的预埋，然后分次填充相应区域，在有效控制基坑变形的基础上能够快速形成站厅50的底板52，不必浇筑立柱设置夹层板。因此能够加快施工进度，提高施工效率。此外，通过上述步骤除了产生上述优点以外还能够提高施工安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。