一种狭小深基坑的复合式出土坡道的制作方法

1.本实用新型属于基坑施工技术领域，尤其是涉及一种狭小深基坑的复合式出土坡道。


背景技术：

2.近年来，我国城市建设快速发展，为满足城市改造与开发、城市轨道交通和高层建筑建设等的需要，基坑工程逐渐呈现出“深、大、近、紧”的特点，即开挖深度深、规模大、临近重要建(构)筑物和管线以及场地紧凑等，由于其周围环境复杂，施工过程中对基坑的变形控制要求极其严格。
3.针对复杂周边环境(如临近地铁)的深基坑，一般会采取分坑开挖和围护结构和内支撑相结合的支护形式，内支撑常为钢筋混凝土或钢支撑(钢管支撑或型钢支撑)，同时辅以常规的出土方式，如施作栈桥、修筑土坡退挖或长臂挖机垂直转运等。但遭遇基坑面积狭小、开挖深度较深等情况时，传统的出土方式(栈桥或放坡)则会因场地紧张而无法顺利实施，面临土方工程施工周期较长、施工成本高等制约因素；同时使用长臂挖机等设施的垂直运输效率会随基坑深度增加而降低，进而使施工成本增加，延长施工工期，不具备良好的经济效益。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种狭小深基坑的复合式出土坡道，以解决上述技术问题。
5.为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案来实现：
6.一种狭小深基坑的复合式出土坡道，包括基坑，以及依次连接的基坑外坡道、基坑内第一坡道、基坑内第二坡道和基坑内第三坡道，所述基坑的四周设有第一围护结构，基坑的内部沿竖向设有第一支撑、第二支撑和第三支撑，所述基坑角部侧壁的第一支撑和第二支撑之间开设有坡道门洞，坡道门洞所在的基坑角部位置处的第一支撑、第二支撑和第三支撑均为钢筋混凝土结构，所述基坑外坡道为连接于坡道门洞底部的有边坡出土坡道，所述基坑内第一坡道为与第二支撑平齐的无边坡水平坡道，所述基坑内第二坡道为连接于第二支撑和第三支撑之间的有边坡出土坡道，所述基坑内第三坡道为连接于第三支撑和基坑的底部之间的有边坡出土坡道。
7.在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：
8.作为本实用新型的优选技术方案：所述第一支撑为钢筋混凝土结构，所述第二支撑和第三支撑为预应力型钢组合结构。
9.作为本实用新型的优选技术方案：所述基坑内第二坡道的四周设有基坑内第二围护结构，基坑内第二围护结构的顶部之间连接有砼支撑梁，靠近基坑内第一坡道的基坑内第二围护结构前段的顶部与第二支撑平齐，远离基坑内第一坡道的基坑内第二围护结构后
段的顶部与第三支撑平齐。
10.作为本实用新型的优选技术方案：靠近基坑内第一坡道的基坑内第二坡道的两侧设有坡道外留土，所述基坑内第二围护结构内部设有坡道内留土。
11.作为本实用新型的优选技术方案：所述基坑外坡道包括连接于坡道门洞的基坑外第一坡道、以及连接于基坑外第一坡道的基坑外第二坡道，所述基坑外第一坡道的两侧均设有基坑外第一围护结构，所述基坑外第二坡道的两侧均设有两排基坑外第二围护结构，同侧的两排基坑外第二围护结构的顶部之间连接有砼支撑梁。
12.作为本实用新型的优选技术方案：所述第一围护结构的外围、基坑外第一围护结构的外围设有止水帷幕。
13.作为本实用新型的优选技术方案：所述基坑外坡道还包括连接于基坑外第二坡道的基坑外第三坡道，所述基坑外第三坡道的两侧均设有基坑外第二围护结构。
14.作为本实用新型的优选技术方案：所述第一围护结构和基坑外第一围护结构均为钻孔灌注桩，所述止水帷幕为三轴水泥搅拌桩。
15.作为本实用新型的优选技术方案：所述第一围护结构和基坑外第一围护结构均为地连墙。
16.作为本实用新型的优选技术方案：所述基坑内第二围护结构和基坑外第二围护结构均为拉森钢板桩。
17.与现有技术相比，本实用新型的特点和有益效果为：
18.(1)本实用新型基于实际工程，针对临近重要建(构)筑物或设施(如地铁)、面积狭小、深度较深、工期紧张、周边环境复杂的深基坑工程，提出一种出土坡道和施工方法。该出土坡道包括基坑、基坑外坡道、基坑内第一坡道、基坑内第二坡道和基坑内第三坡道。基坑内设置第一支撑、第二支撑和第三支撑，该出土坡道穿越基坑侧壁。基坑外坡道采用放坡施工，基坑内第一坡道直接铺设在第二支撑上，在第二支撑和第三支撑之间放坡施工形成基坑内第二坡道，在第三支撑和基坑底部之间自然放坡施工形成基坑内第三坡道。这种坡道结构整体优点在于：施工便捷、效率高、工期短。与传统栈桥相比，出土设施施工便捷、效率高、成本低。与传统放坡相比，避免了坡道反复挖填；与传统长臂挖掘机垂直转运相比，极大的提高了出土效率。
19.(2)本实用新型在基坑内第二坡道四周设第二围护结构，靠近基坑内第一坡道的基坑内第二坡道的两侧设有坡道外留土，基坑内第二围护结构内部设有坡道内留土。本施工方法优点在于，通过计算分析并结合相关施工经验，巧妙利用第二支撑、第三支撑、基坑内第二围护结构、以及坡道外留土、坡道内留土形成整体结构，用作基坑内部出土坡道。与栈桥、垂直转运出土相比，施工便捷、效率高。与传统放坡相比，减少土坡反复挖填次数，且第二支撑、第三支撑处的土方可与基坑内其他区域土方同步开挖，可极大程度缩短施工工期。
20.(3)本实用新型在基坑的内部沿竖向设有第一支撑、第二支撑和第三支撑，坡道门洞所在的基坑角部位置处的第一支撑、第二支撑和第三支撑均为钢筋混凝土结构，其余位置的第一支撑为钢筋混凝土结构，第二支撑和第三支撑均为预应力型钢组合结构，可以很好地控制土体变形，而且便于施工复合式出土设施。本施工方法结合周边环境和相关施工经验，形成砼支撑和钢支撑的混合支撑型式，可降低施工成本并很好的主动控制基坑变形，
具体在于：周边环境复杂，第一支撑根据相关规定一般采用砼支撑；第二、第三支撑采用预应力型钢组合支撑配合伺服系统，施工快速便捷、成本较低，并可在施工过程中按需施加预应力，达到主动控制基坑土体变形的目的。坡道门洞处的三道支撑均采用砼支撑，可配合第二支撑上砼板形成连接基坑外坡道和基坑内第二坡道的基坑内第一坡道。
21.(4)本实用新型的基坑外坡道包括依次连接的基坑外第一坡道、基坑外第二坡道和基坑外第三坡道。基坑外第一坡道的两侧设有基坑外第一围护结构；基坑外第二坡道的两侧均设有两排基坑外第二围护结构，同侧的两排基坑外第二围护结构的顶部之间连接有砼支撑梁；基坑外第三坡道的两侧均设有基坑外第二围护结构。这种做法的优点在于：经过数值计算并结合相关施工经验，在基坑外第一坡道的两侧设有基坑外第一围护结构，可增加受坡道门洞影响的基坑整体稳定性；基坑外第二坡道和第三坡道两侧围护结构及相关设施的设置，施工快速便捷，解决了因场地有限和周边环境复杂等而不能放坡的难题。
22.(5)本实用新型在基坑内部新设坡道，即基坑内第一坡道和基坑内第二坡道，施工过程中，基坑内部坡道门洞所在的基坑角部位置处的土方开挖不存在滞后现象，可同基坑内其他区域的土方按施工步骤同时开挖，相应的坡道门洞所在的角部位置处的第二支撑和第三支撑可同其余位置的支撑同时施工，极大程度缩短工期、降低成本。
附图说明
23.图1为第一支撑所在平面的示意图。
24.图2为图1中a部分放大示意图。
25.图3为第二支撑所在平面的示意图。
26.图4为第三支撑所在平面的示意图。
27.图5为图4中s-s剖面的示意图。
28.图6为图1中a-a剖面的示意图。
29.图7为图1中b-b剖面的示意图。
30.图8为图3中c-c剖面的示意图。
31.图9为图1中d-d剖面或e-e剖面的示意图。
32.图10为图1中f-f剖面的示意图。
33.图11为图1中g-g剖面的示意图。
34.图12为图1中h-h剖面的示意图。
35.图13为图4中k-k剖面的示意图。
36.图14为图4中m-m剖面的示意图。
37.图15为步骤二的施工示意图。
38.图16为步骤三的施工示意图。
39.图17为图16中k-k剖面的示意图。
40.图18为图16中m-m剖面的示意图。
41.图19为步骤四的施工示意图。
42.图20为图19中k-k剖面的示意图。
43.图21为图19中m-m剖面的示意图。
44.图中：1-基坑、2-基坑外坡道、21-基坑外第一坡道、22-基坑外第二坡道、23-基坑
外第三坡道、3-基坑内第一坡道、4-基坑内第二坡道、5-基坑内第三坡道、6-第一支撑、7-第二支撑、8-第三支撑、9-第一围护结构、10-止水帷幕、11-基坑内第二围护结构、111-基坑内第二围护结构前段、112-基坑内第二围护结构后段、12-坡道外留土、13-坡道内留土、14-砼支撑梁、15-支撑立柱、16-第二层土体、17-第一层土体、18-基坑外第一围护结构、19-基坑外第二围护结构、20-第三层土体。
具体实施方式
45.为使本实用新型实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本实用新型进一步说明。
46.在此记载的实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.如图1-14所示，一种狭小深基坑的复合式出土坡道包括基坑1，以及依次连接的基坑外坡道2、基坑内第一坡道3、基坑内第二坡道4和基坑内第三坡道5。基坑1的四周设有第一围护结构9，第一围护结构9的顶部设置冠梁。由于场地外存在较高水位，本实用新型在第一围护结构9的外围设有止水帷幕10。基坑1的内部沿竖向设有第一支撑6、第二支撑7和第三支撑8，基坑1角部侧壁的第一支撑6和第二支撑7之间开设有坡道门洞，基坑外坡道2为连接于坡道门洞底部的有边坡出土坡道，基坑内第一坡道3为与第二支撑7平齐的无边坡水平坡道，基坑内第二坡道4为连接于第二支撑7和第三支撑8之间的有边坡出土坡道，基坑内第三坡道5为连接于第三支撑8和基坑1的底部之间的有边坡出土坡道。
50.由于临近重要建筑物，第一支撑6为钢筋混凝土结构。为了降低成本及更好的控制土体变形，第二支撑7和第三支撑8为预应力型钢组合结构。为了便于施工复合式出土设施，坡道门洞所在的基坑1角部位置处的第一支撑6、第二支撑7和第三支撑8均为钢筋混凝土结构。第一支撑6设置在冠梁的内侧，第一围护结构9的内侧还设有两道围檩，第二支撑7和第三支撑8分别连接于围檩的内侧。
51.基坑内第二坡道4的四周设有基坑内第二围护结构11，基坑内第二围护结构11的顶部设有冠梁，基坑内第二围护结构11顶部的冠梁之间连接有砼支撑梁14，靠近基坑内第
一坡道3的基坑内第二围护结构前段111的顶部与第二支撑7平齐，远离基坑内第一坡道3的基坑内第二围护结构后段112的顶部与第三支撑8平齐，靠近基坑内第一坡道3的基坑内第二坡道4的两侧设有坡道外留土12，基坑内第二围护结构11内部设有坡道内留土13。
52.基坑外坡道2包括连接于坡道门洞的基坑外第一坡道21、以及连接于基坑外第一坡道21的基坑外第二坡道22，基坑外第一坡道21的两侧均设有基坑外第一围护结构18，基坑外第一围护结构18的顶部设有冠梁，基坑外第一围护结构18的外围设有止水帷幕10。基坑外第一坡道21两侧的基坑外第一围护结构18之间也设有垂直坡道方向的基坑外第一围护结构18。基坑外第二坡道22的两侧均设有两排基坑外第二围护结构19，基坑外第二围护结构19的顶部设有冠梁，同侧的两排基坑外第二围护结构19顶部的冠梁之间连接有砼支撑梁14。基坑外坡道2还包括连接于基坑外第二坡道22的基坑外第三坡道23，基坑外第三坡道23的两侧均设有基坑外第二围护结构19，基坑外第二围护结构19的顶部设有冠梁。
53.本实用新型针对临近重要建构筑物或设施如地铁、面积狭小、深度较深、工期紧张、周边环境复杂的深基坑工程，提出一种适用性极强的临近重要建筑物等复杂环境下的狭小深基坑的出土坡道的施工方法。该施工之前先进行调研，提出初步设计方案，根据数值模拟和结构计算等分析方案实施的可行性，并反复调整确定最终设计方案。确定坡道门洞所在的基坑1角部位置处的第一支撑6、第二支撑7和第三支撑8均为钢筋混凝土结构。其余位置的第一支撑6为钢筋混凝土结构，第二支撑7和第三支撑8为预应力型钢组合结构。该施工方法具体为：
54.步骤一、如图1所示，在基坑1内部施工支撑立柱15，在基坑1四周施工第一围护结构9和止水帷幕10，在基坑外第一坡道21的两侧施工基坑外第一围护结构18和止水帷幕10，在基坑外第二坡道22的两侧和基坑外第三坡道23的两侧施工基坑外第二围护结构19；并在基坑外第二坡道22同侧的两排基坑外第二围护结构19的顶部之间施工砼支撑梁14；在第一围护结构9和基坑外第一围护结构18的顶部施工冠梁；在基坑1内施工第一支撑6；在同侧的两排基坑外第二围护结构19的顶部之间施工砼支撑梁14。
55.步骤二、如图15所示，开挖基坑1内的第二支撑7上方、坡道门洞、以及基坑1外的第一层土体17；在第一围护结构9的内侧施工一道围檩，在围檩内侧施工第二支撑7；施工一部分的基坑内第二围护结构前段111及其顶部的冠梁、砼支撑梁14；施工基坑外坡道2和基坑内第一坡道3的坡道面、以及一部分的基坑内第二围护结构前段111内的坡道面，坡道面为钢筋混凝土板。
56.步骤三、如图16-18所示，开挖基坑1内的第二支撑7和第三支撑8之间的第二层土体16；在第一围护结构9的内侧施工一道围檩，在围檩内侧施工第三支撑8；施工剩余部分的基坑内第二围护结构前段111及其顶部的冠梁、砼支撑梁14、内部的坡道面；施工基坑内第二围护结构后段112及其顶部的冠梁、砼支撑梁14、内部的坡道面。
57.步骤四、如图19-21所示，开挖基坑1内的第三支撑8和基坑1的底部之间的第三层土体20。开挖第三层土体20时，在靠近基坑内第一坡道3的基坑内第二坡道4的两侧留有坡道外留土12，基坑内第三坡道5采用自然放坡施工。
58.步骤五、拆除基坑内第二坡道4中的坡道面，挖除基坑内第二坡道4的坡道外留土12，挖除基坑内第三坡道5，施工结构底板，从下至上依次拆除第三支撑8、第二支撑7和第一支撑6。
59.具体以某工程为例，第一围护结构9和基坑外第一围护结构18均为φ1000@1200的钻孔灌注桩，桩底标高以进入基坑底部一倍开挖深度控制。钻孔灌注桩外侧施工φ850@600的三轴水泥搅拌桩，桩底标高以进入基坑底部4m控制。基坑内第二围护结构11和基坑外第二围护结构19均为拉森钢板桩。剖面h-h采用1:1自然放坡，开挖深度为0-1.5m。剖面g-g、f-f、e-e采用1:7放坡。剖面g-g下部拉森钢板桩悬臂，桩长9m。剖面g-g的开挖深度为1.5-3.0m。剖面f-f开挖深度3-4.6m，双排拉森钢板桩悬臂，桩长9m。剖面e-e开挖深度4.6-5.1m，钻孔灌注桩悬臂，桩长同剖面a-a和剖面b-b。剖面d-d开挖深度5.1m，钻孔灌注桩悬臂，桩长同剖面a-a和剖面b-b。剖面c-c开挖深度为剖面a-a/b-b中第二支撑到基坑底部。剖面a-a、b-b中钻孔桩桩长是开挖深度的2倍。剖面k-k/m-m中拉森钢板桩的桩长为15m。另外，也可以根据实际情况对围护结构、支撑型式、出土方式等调整，达到最优的土方施工策略。如第一围护结构9和基坑外第一围护结构18可以采用地连墙，基坑内第二围护结构11和基坑外第二围护结构19采用钻孔灌注桩。剖面f-f、g-g取消基坑外第二围护结构19，改为放坡。
60.若施工场地允许，坡道门洞处的第一围护结构9的标高降至第三支撑8所在平面，并调整出土步骤，具体为：
61.步骤一、同上述步骤一。
62.步骤二、开挖基坑1内的第二支撑7上方、坡道门洞、以及基坑1外的第一层土体17；在除坡道门洞外的第一围护结构9的内侧施工一道围檩，在围檩内侧施工第二支撑7；施工部分的基坑外坡道2的坡道面，坡道面为钢筋混凝土板。
63.步骤三、开挖基坑1内的第二支撑7和第三支撑8之间的第二层土体16；在第一围护结构9的内侧施工一道围檩，在围檩内侧施工第三支撑8；施工剩余的基坑外坡道2的坡道面；施工基坑内第二围护结构11及其坡道面。
64.步骤四、开挖基坑1内的第三支撑8和基坑1的底部之间的第三层土体20。同时施工基坑内第三坡道5。
65.步骤五、拆除基坑内第三坡道5和基坑内第二坡道4，进行结构底板施工，并依次拆除支撑，向上作业。
66.以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。