一种大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖施工方法与流程

本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及基坑工程，特别涉及一种大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖施工方法。

背景技术：

在城市发展过程中，土地越发变得匮乏，可有效使用土地资源不断减少，但城市人口却在不断扩增，各种工程还在如火如荼的建设，且呈地下与空间两种对向发展趋势，工程设计直接导致基坑面积变得越来越大，基坑深度也在不断加深，深基坑工程施工无疑成为各类工程施工的前提基础，在安全、质量、工期方面都不可小觑。

在目前深基坑工程施工中，对基坑开挖较为普遍的有以下两种：

1.围护桩加钢筋混凝土对撑加栈桥开挖

钢筋混凝土对称加栈桥开挖后期大多用长臂挖机在栈桥上进行装运，底部土方开挖倒运量较大，长臂挖机的工作效率也较低。

2.围护桩加钢管对撑开挖

钢管对撑对施工工艺要求较高，节点和支撑结构如处理不当，或施工支撑不及时、不准确，会造成失稳；同时土方开挖时含有较多格构柱，对土方开挖有影响，影响土方开挖工期。

技术实现要素：

本发明的目是克服现有施工方法所存在的上述问题，提供一种适用于大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖的施工方法。本发明通过下述技术方案来实现：一种适用于大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖的施工方法，包括如下步骤：

（1）第一次土方开挖进行第一层土方开挖，开挖至第一道圆环桁架支撑底部，分区域进行土方开挖，中心岛留土，同时根据开挖出的区域及时完成第一道圆环桁架支撑施工及进出口部位的栈桥施工，栈桥施工至第一道圆环桁架支撑底部标高位置；

（2）第二次土方开挖进行中心岛部位的土方开挖，该次土方开挖同时第一道圆环桁架支撑进行施工及混凝土等强，开挖高度至第一道圆环桁架支撑底部，已施工的第一道水平支撑的坑槽间回填建筑垃圾，作为运土通道；

（3）第三次土方开挖进行第二层土方开挖，开挖前第一道圆环桁架支撑必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至第二道圆环桁架支撑底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛留土，此次挖土时第一道圆环桁架支撑之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为挖机倒运土方的操作平台；

（4）第四次土方开挖进行第三层土方开挖，开挖前第二道圆环桁架支撑必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板垫层底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛留土，此次挖土时第二道圆环桁架支撑之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为通道；

（5）第五次土方开挖进行中心岛部位的土方开挖，开挖前周边地下室筏板必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板垫层底部，此次土方开挖从一侧栈桥开挖至另一侧栈桥，分两级开挖放坡，中间运用挖机进行土方倒运，最后栈桥部位采用长臂挖机进行土方开挖。

进一步地，所述步骤（1）、（3）和（4）中，土方开挖时保证圆环桁架支撑及筏板能够同步施工，保证混凝土强度能够尽快达到设计要求的强度。

进一步地，所述步骤（3）和（4）中，中心岛部位的土方留作场地内机械与车辆的运输通道；所述步骤（2）中，开挖中心岛部位的土方减少步骤（3）与（4）放坡的长度。

进一步地，所述步骤（1）中，施工的第二道圆环桁架支撑的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（3）。

进一步地，所述步骤（3）中，施工的第二道圆环桁架支撑的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（4）。

进一步地，所述步骤（4）中，施工的周边地下室筏板的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（5）。

与现有技术相比，本发明有效利用在建建筑物地下结构筏板基础作为内支撑支点，阶段性利用预留未开挖的土体形成反压保证基坑稳定，其优点在于：

1.成本效益：因大量减少了类似背景技术围护内支撑结构中提到的钢筋混凝土或钢管等材料，成本大幅降低；

2.工期效益：无论是钢筋混凝土内支撑还是钢管对撑，在基坑支护结构施工阶段及拆除阶段工作量减少，总体占用工期缩短；

3.环保效益：粉尘、噪音污染较小。

附图说明

图1为第一层土方开挖平面布置图。

图2为第二层土方开挖平面布置图。

图3为第三层土方开挖平面布置图。

图4为第一次土方开挖剖面图。

图5为第二次土方开挖剖面图。

图6为第三次土方开挖剖面图。

图7为第四次土方开挖剖面图。

图8为第五次土方开挖剖面图。

图中标注如下：

1围护三轴搅拌桩

2围护钻孔灌注桩

3支撑格构立柱

4中心岛

5第一道圆环桁架支撑

6土方开挖放坡

7栈桥

8第二道圆环桁架支撑

9筏板。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本发明的范围。

一种适用于大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）第一次土方开挖进行第一层土方开挖，开挖至第一道圆环桁架支撑底部，分区域进行土方开挖，中心岛留土，同时根据开挖出的区域及时完成第一道圆环桁架支撑施工及进出口部位的栈桥施工，栈桥施工至第一道圆环桁架支撑底部标高位置；

（2）第二次土方开挖进行中心岛部位的土方开挖，该次土方开挖同时第一道圆环桁架支撑进行施工及混凝土等强，开挖高度至第一道圆环桁架支撑底部，已施工的第一道水平支撑的坑槽间回填建筑垃圾，作为运土通道；

（3）第三次土方开挖进行第二层土方开挖，开挖前第一道圆环桁架支撑必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至第二道圆环桁架支撑底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛留土，此次挖土时第一道圆环桁架支撑之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为挖机倒运土方的操作平台；

（4）第四次土方开挖进行第三层土方开挖，开挖前第二道圆环桁架支撑必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板垫层底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛留土，此次挖土时第二道圆环桁架支撑之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为通道；

（5）第五次土方开挖进行中心岛部位的土方开挖，开挖前周边地下室筏板必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板垫层底部，此次土方开挖从一侧栈桥开挖至另一侧栈桥，分两级开挖放坡，中间运用挖机进行土方倒运，最后栈桥部位采用长臂挖机进行土方开挖。

所述步骤（1）、（3）和（4）中，土方开挖时保证圆环桁架支撑及筏板能够同步施工，保证混凝土强度能够尽快达到设计要求的强度。

所述步骤（3）和（4）中，中心岛部位的土方留作场地内机械与车辆的运输通道；所述步骤（2）中，开挖中心岛部位的土方，使中心岛部位的土方开挖高度降低，从而使减少步骤（3）与（4）放坡的长度，使中心岛留存的土方能够给土方开挖机械提供足够的工作面。

所述步骤（1）中，施工的第二道圆环桁架支撑的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（3）。

所述步骤（3）中，施工的第二道圆环桁架支撑的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（4）。

所述步骤（4）中，施工的周边地下室筏板的混凝土达到设计要求的强度后，才能进行步骤（5）。

实施例1

参见图1、图2和图3，一种适用于大直径圆环桁架支撑环境下深基坑土方开挖的施工方法，包括围护三轴搅拌桩1、围护钻孔灌注桩2、第一道圆环桁架支撑5、栈桥7、第二道圆环桁架支撑8及筏板9，第一道圆环桁架支撑5、第二道圆环桁架支撑8及筏板9与围护三轴搅拌桩1及围护钻孔灌注桩2形成支护体系，同时在进行下一层土方开挖时前一道支撑必须成环同时混凝土强度必须达到设计要求值。

参见图4、图5、图6、图7和图8，开挖放坡6比例为1:2，图7及图8分两级开挖放坡，中间平台留作倒运挖机的操作平台。

参见图6、图7和图8，中心岛4在挖至第一道圆环桁架支撑底部标高后不再往下开挖，铺设钢板作为土方清运车辆的临时道路，直到筏板成环且筏板混凝土强度达到设计要求值后再进行开挖。

参见图1至图7，本发明的具体施工操作步骤如下：

步骤（1）第一次土方开挖

进行第一层土方开挖，开挖至第一道圆环桁架支撑5底部，分区域进行土方开挖，中心岛4留土，同时根据开挖出的区域及时完成第一道圆环桁架支撑5施工及进出口部位的栈桥7施工，栈桥7施工至第一道圆环桁架支撑5底部标高位置；

步骤（2）第二次土方开挖

进行中心岛4的土方开挖，该次土方开挖同时第一道圆环桁架支撑5进行施工及混凝土等强，开挖高度至第一道圆环桁架支撑5底部，已施工的第一道水平支撑5的坑槽间回填建筑垃圾，作为运土通道；

步骤（3）第三次土方开挖

进行第二层土方开挖，开挖前第一道圆环桁架支撑5必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至第二道圆环桁架支撑8底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛4留土，此次挖土时第一道圆环桁架支撑5之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为挖机倒运土方的操作平台；

步骤（4）第四次土方开挖

进行第三层土方开挖，开挖前第二道圆环桁架支撑8必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板9垫层底部，分区域进行对称土方开挖，中心岛4留土，此次挖土时第二道圆环桁架支撑8之间的空格区需用土方回填满并比圆环桁架支撑面要高30～40cm，然后铺上走道板，作为通道；

步骤（5）第五次土方开挖

进行中心岛4土方开挖，开挖前周边地下室筏板9必须施工完成且混凝土强度达到设计强度的80%，开挖高度至筏板9垫层底部，此次土方开挖从一侧栈桥7开挖至另一侧栈桥7，分两级开挖放坡6，中间运用挖机进行土方倒运，最后栈桥7部位采用长臂挖机进行土方开挖；

应当指出，对于经充分说明的本发明来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明，而不是对本发明的限制。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型，且以所附权利要求为准。