小平面基坑逆作快速施工装置及其方法与流程

本发明涉及小平面施工技术领域，尤其涉及小平面基坑逆作快速施工装置及其方法。

背景技术：

以长三角地区现有小平面基坑的施工方法为例，其基坑围护形式大致可分为拉森钢板桩+内支撑围护、型钢水泥土搅拌桩的smw工法围护及钻孔灌注桩+内支撑围护。其中smw工法及钻孔桩的围护形式还普遍应用于顶管工作坑及顶管接收坑中。

现有围护形式在基坑安全性上已得到了充分可靠的验证，且已成为了该类型基坑较为常规的围护结构形式。但在一些特殊工况中这些基坑围护形式还存在着自身的一些缺点，如拉森钢板桩遇卵石、砂砾层或漂石等地下障碍物时很难打入，钢板桩打入后锁扣止水效果不佳，钢板桩拔出时对周边影响较大等缺点。

型钢水泥土搅拌桩的smw工法围护经常碰到的难题是所需施工场地较大，设备平面尺寸就有7m×10m左右，高约有20m，且还需要一定的设备转动及移动的空间，该方法虽然在施工完成后将型钢进行了拔出再利用，但经水泥浆拌和的土体本身已受到了一定程度的土壤污染，且搅拌后的土体强度偏高，对未来该区域其他工程的建设施工造成一定困难。

型钢水泥土搅拌桩的smw工法围护还经常碰到下部土层为碎石、漂石或岩石时无法施工等问题。

钻孔灌注桩+内支撑的围护结构形式相比smw工法所需操作空间相对较小，但钻孔桩围护结构因无法止水，经常与旋喷桩一并配合使用，所占平面面积较大，单边至少为0.6m的钻孔桩+0.8m的单排或双排旋喷桩，宽度可达1.4m至1.9m左右，且钻孔桩在工程完工后将成为永久障碍物，为日后管线及其他工程造成较大障碍。

逆作法施工方法在基坑施工中也经常采用，但大部分为打设地下连续墙或桩基之后逆作内衬的施工方式；人工挖孔桩的钢筋砼护壁形式，逆作在于钢筋砼护壁的逆作，开挖1m之后浇筑该范围的护壁的围护结构形式。

本技术领域的技术人员致力于解决上述技术缺陷。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的技术目的在于解决上述背景技术当中存在的缺陷。

为实现上述技术目的，本发明提供了本发明的一种小平面基坑逆作快速施工装置，包括第一节钢护桶、第二节钢护桶、第三节钢护桶、第四节钢护桶和第五节钢护桶，第一节钢护桶、第二节钢护桶、第三节钢护桶、第四节钢护桶和第五节钢护桶由上至下依次呈线性排列，第二节钢护桶紧贴于第一节钢护桶的内壁，所述第三节钢护桶紧贴于第二节钢护桶的内壁，所述第四节钢护桶紧贴于第三节钢护桶的内壁，所述第五节钢护桶紧贴于第四节钢护桶的内壁，每个钢护桶上设置有槽口，第四节钢护桶和第五节钢护桶上均设置有接收段与普通段，所述接收段与普通段分别包括位于顶管顶入位置的多片相互拼接的接收段管片及其余位置处的普通段管片，第四节钢护筒的接收区包括左右两块独立的承板和可插入承板上方的插板。

进一步的，所述钢护桶的顶部沿周边均匀设置有四个吊点；任意所述钢护桶上槽口的数量均为八个，且所述槽口的位于桶顶至桶底以上二十厘米处。

进一步的，所述第一节钢护桶的外径为5.575米，内径为5.525米，其桶壁厚0.25米，其护桶的高度为2米；第二节钢护桶的外径为5.52米，内径为5.47米，其桶壁厚0.25米，其护桶高度为2米；所述第三节钢护桶的外径为5.465米，内径为5.415米，其桶壁厚为0.25米，其护桶高度为2米；所述第四节钢护桶的外径为5.41米，内径为5.34米，其桶壁厚为0.35米，其护桶高度为3米；所述第五节钢护桶的外径为5.205米，内径为5.155米，其桶壁厚为0.25米，其护桶高度为2.04米。

进一步的，所述第四节钢护桶和第五节钢护桶的内壁上下两端均设置有预应力钢索固定点，所述预应力钢索固定点连接有预应力钢索。

本发明的小平面基坑逆作快速施工方法，具体步骤如下：

第一步、整平现场土地，开挖并换填砂垫层；

第二步、安装所述第一节钢护桶，掏挖第一节钢护桶内的土体，并将所述第一节钢护桶下沉至设定的标高处；

第三步、当所述第一节钢护桶下沉至设定的标高处后，起吊第二节钢护桶，按槽口位置相对应的安装第二节钢护桶，同样对所述第二节钢护桶内的土体进行开挖，并使其下沉至设定的标高处，然后利用同样的方法安装所述第三节钢护桶；

第四步、在安装所述第四节钢护桶时，需要先拼装第四节钢护桶的接收段和普通段，接收段将圆弧形的插板(板厚15mm)插入两块承板内，拼装后在锚索固定点(锚索固定点：因为钢护筒与钢护筒是由两个及以上的管片拼接而成的，需像由木板拼接的水桶一样外面加一圈铁丝并施加预应力，本工程无法像木水桶一样在外面施加钢丝的预应力，因此在护筒与护筒的地方，每隔300mm的空间就焊接一个图示的半圆环形的把手或耳口在钢桶上，以便钢绞线可在护筒内的把手或耳口内穿过进而形成一个将钢护筒固定位整体的一个圆圈)的圆孔内插入预应力钢绞线并施加预应力，随后按照所述第一节钢护桶的安装方法进行安装；

第五步，拼装所述第五节钢护桶的接收段与普通段，将锚索固定点的圆孔内插入预应力钢绞线并施加预应力，起吊所述第五节钢护桶，并将所述第五节钢护桶按接收孔(因钢护筒的上方是有顶管的所以将钢护筒由接收段管片和普通段管片拼接而成，安装定位时需确定接收的顶管在钢护筒的接收区管片范围内)的位置安装，开挖土体并下沉；

第六步，顶管接入前拔出第四节的插板，在顶管机头回收后浇筑或砌筑内部检查井，待其形成设定强度后，回填土体至预应力钢索的下面，切断预应力钢索后继续回填至下一个预应力钢索面，切断回填面处的预应力钢索，待回填土回填至每节钢护桶顶部后，拔出节钢护筒，拔出后对钢护筒拔出产生的空隙进行回填，回收所述第四节钢护桶与第五节钢护桶时，先起吊普通段的护桶，待普通段的护桶回收完成后，将接收段的护桶一边向侧向移动一边向上拔出；

第七步，按照上述步骤继续回填并拔出每节钢护桶至地面。

第二步中，如果第一节钢护桶因为外侧壁的阻力过高无法下沉时，采取人工下压和锤击的方法助沉。

第四步中，第四节钢护筒起吊安装前，在拼装时接收段将插板涂抹凡士林后插入承口内。

第六步中，回填应分层进行，并保证不小于0.90的压实度。

第六步中，待回填土回填至每节钢护桶顶部后采用吊机拔出已回填处的钢护桶，每节钢护桶回填前采用内壁涂抹润滑剂的方法减阻。

第六步中，拔出后用中粗砂或跟踪注浆对空隙进行回填。

本发明的有益效果：

本发明的装置和方法，施工占地小，对周边环境影响小，止水效果好，遇地下障碍物易清理，施工简便、快速。

附图说明

图1为本发明cdr法围护平面图；

图2为本发明cdr法围护剖面图；

图3为本发明接收段钢板承插详图；

图4为本发明钢护桶桶壁结构示意图。

图中：1第一钢护桶、2第二钢护桶、3第三钢护桶、4第四钢护桶、5第五钢护桶、6槽口、7顶管、8吊点、9预应力钢索固定点、10承板、11插板、12预应力钢索。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

实施例：

参照图1-图4，本发明的一种小平面基坑逆作快速施工装置，包括第一节钢护桶1第二节钢护桶2、第三节钢护桶3、第四节钢护桶4和第五节钢护桶5，所述第一节钢护桶1、第二节钢护桶2、第三节钢护桶3、第四节钢护桶4和第五节钢护桶5由上至下依次呈线性排列，所述第二节钢护桶2紧贴于第一节钢护桶1的内壁，所述第三节钢护桶3紧贴于第二节钢护桶2的内壁，所述第四节钢护桶4紧贴于第三节钢护桶3的内壁，所述第五节钢护桶5紧贴于第四节钢护桶4的内壁，每个钢护桶上设置有槽口6，所述第四节钢护桶4和第五节钢护桶5上均设置有接收段与普通段，所述接收段与普通段分别包括位于顶管7顶入位置的多片相互拼接的接收段管片及其余位置处的普通段管片，第四节钢护筒4的接收区包括左右两块独立的承板10和可插入承板10上方的插板11。

进一步的，所述钢护桶的顶部沿周边均匀设置有四个吊点8；

进一步的，任意所述钢护桶上槽口6的数量均为八个，且所述槽口6的位于桶顶至桶底以上二十厘米处；

进一步的，所述第一节钢护桶1的外径为5.575米，内径为5.525米，其桶壁厚0.25米，其护桶的高度为2米；

进一步的，所述第二节钢护桶2的外径为5.52米，内径为5.47米，其桶壁厚0.25米，其护桶高度为2米；

进一步的，所述第三节钢护桶3的外径为5.465米，内径为5.415米，其桶壁厚为0.25米，其护桶高度为2米；

进一步的，所述第四节钢护桶4的外径为5.41米，内径为5.34米，其桶壁厚为0.35米，其护桶高度为3米；

进一步的，所述第五节钢护桶5的外径为5.205米，内径为5.155米，其桶壁厚为0.25米，其护桶高度为2.04米；

进一步的，所述第四节钢护桶4和第五节钢护桶5的内壁上下两端均设置有预应力钢索固定点9，所述预应力钢索固定点9连接有预应力钢索12。

本发明的小平面基坑逆作快速施工方法，具体步骤如下：

第一步、整平现场土地，开挖并换填砂垫层；

第二步、安装所述第一节钢护桶1，掏挖第一节钢护桶1内的土体，并将所述第一节钢护桶1下沉至设定的标高处；

第三步、当所述第一节钢护桶1下沉至设定的标高处后，起吊第二节钢护桶2，按槽口6位置相对应的安装第二节钢护桶2，同样对所述第二节钢护桶2内的土体进行开挖，并使其下沉至设定的标高处，然后利用同样的方法安装所述第三节钢护桶3；

第四步、在安装所述第四节钢护桶4时，需要先拼装第四节钢护桶4的接收段和普通段，接收段将圆弧形的插板(板厚15mm)插入两块承板内，拼装后在锚索固定点(锚索固定点：因为钢护筒4与钢护筒5是由两个及以上的管片拼接而成的，需像由木板拼接的水桶一样外面加一圈铁丝并施加预应力，本工程无法像木水桶一样在外面施加钢丝的预应力，因此在护筒4与护筒5的地方，每隔300mm的空间就焊接一个图示的半圆环形的把手或耳口在钢桶上，以便钢绞线可在护筒内的把手或耳口内穿过进而形成一个将钢护筒固定位整体的一个圆圈)的圆孔内插入预应力钢索并施加预应力，随后按照所述第一节钢护桶1的安装方法进行安装；

第五步，拼装所述第五节钢护桶5的接收段与普通段，将锚索固定点的圆孔内插入预应力钢绞线并施加预应力，起吊所述第五节钢护桶5，并将所述第五节钢护桶5按接收孔(因钢护筒5的上方是有顶管的所以将钢护筒5由接收段管片和普通段管片拼接而成，安装定位时需确定接收的顶管在钢护筒5的接收区管片范围内)的位置安装，开挖土体并下沉；

第六步，顶管7接入前拔出第四节的插板，在顶管机头回收后浇筑或砌筑内部检查井，待其形成设定强度后，回填土体至预应力钢索的下面，切断预应力钢索12后继续回填至下一个预应力钢索12面，切断回填面处的预应力钢索12，待回填土回填至每节钢护桶顶部后，拔出钢护筒，拔出后对拔出钢护筒产生的空隙进行回填，回收所述第四节钢护桶4与第五节钢护桶5时，先起吊普通段的护桶，待普通段的护桶回收完成后，将接收段的护桶一边向侧向移动一边向上拔出；

第七步，按照上述步骤继续回填并拔出每节钢护桶至地面。

本实施例中，第二步中，如果第一节钢护桶1因为外侧壁的阻力过高无法下沉时，采取人工下压和锤击的方法助沉。

本实施例中，第四步中，接收段将插板涂抹凡士林后插入耳口内。

本实施例中，第六步中，回填应分层进行，并保证不小于0.90的压实度。

本实施例中，第六步中，待回填土回填至每节钢护桶顶部后采用吊机拔出已回填处的钢护桶，每节钢护桶回填前采用内壁涂抹润滑剂的方法减阻。

本实施例中，第六步中，拔出后用中粗砂或跟踪注浆对空隙进行回填。

本发明施工占地小，对周边环境影响小，止水效果好，遇地下障碍物易清理，施工简便、快速。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。