一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法
【专利摘要】本发明涉及基坑施工技术领域，具体来说是一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，所述的施工方法如下：在未进行基坑降水的低渗透淤泥质土层进行开挖，充分利用了基坑超宽这一特性下反压土的作用，通过分块分层开挖，在基坑中间掏槽留反压土，再架设钢支撑，然后开挖出反压土，保证基坑内反压土与支护结构的平衡稳定，同时通过基坑监控量测密切关注基坑异常情况，达到降低支撑对挖土设备干扰，提高施工进度。本发明采用台阶式连续开挖支撑施工，分块分段落开挖，形成了有层次、有节段性、有序、规范化的基坑开挖，减少了机械投入，降低了土方接力倒运的次数，提高了机械使用效率，减少了机械在开挖过程中来回调运。
【专利说明】
一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法
[技术领域]
[0001]本发明涉及基坑施工技术领域，具体来说是一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法。
[【背景技术】]
[0002]众所周知，目前国内沿海大中型城市，人口及建设在原有规划城区已基本饱和，城市城区范围都在向周边进行放大，城市向内陆及海沿线进行扩展，围垦滩涂地区建设增加，我国对沿海围垦滩涂地段传统规划公路建设多为道路与桥涵相结合方式，也不乏在城市建设中为了规划市容市貌，在滩涂地带建设大型下沉式通道已疏导城市道路，但是，在滩涂等地质条件差的地段施工时，按照传统的施工方法都需要提前进行基坑降水，以达到降低地下水位基坑在干燥的情况下施工。但多数滩涂地带地下土质透水性差，很难达到预期效果，也大大影响了施工进度，同时也存在井点降水造成地面沉陷等危害。如果基坑开挖深度较大时，基坑内部设置内支撑，基坑开挖遵循“先撑后挖”的原则，势必存在，内支撑与开挖机械之间的互相干扰，同时施工时环境因素对基坑开挖影响较大，一旦开挖就要在短时间内完成结构，减少基坑外露时间。
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【发明内容】
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[0003]本发明的目的就是为了解决现有方法中先降水后开挖、支撑与开挖机械之间互相干扰、基坑开挖暴露时间长等缺点，在低渗透淤泥质土层时不设置基坑降水，省去基坑开挖前的降水周期，在基坑开挖内部进行先槽式后两侧分层分段放坡开挖，减少内支撑架设与机械设备的干扰，提高在软弱土层开挖的施工工效的一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法。
[0004]为了实现上述目的，设计一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，所述的施工方法如下:在未进行基坑降水的低渗透淤泥质土层进行开挖，充分利用了基坑超宽这一特性下反压土的作用，通过分块分层开挖，在基坑中间掏槽留反压土，再架设钢支撑，然后开挖出反压土，保证基坑内反压土与支护结构的平衡稳定，同时通过基坑监控量测密切关注基坑异常情况，达到降低支撑对挖土设备干扰，提高施工进度。
[0005]所述的施工方法采用台阶式连续开挖支撑施工，台阶式连续开挖支撑施工为分块分段落开挖，形成了有层次有节段性的基坑开挖，按照分块开挖先清除表层土、中间槽式开挖、两侧土方开挖，形成有序规范化的开挖形式，减少了机械投入，降低了土方接力倒运的次数，提高了机械使用效率，减少了机械在开挖过程中来回调运。
[0006]所述的施工方法具体如下:基坑两侧土方开挖时提前预留围护结构反压土层，充分利用了基坑超宽这一特性下利用反压土的作用，采用了留反压土保持支护结构稳定，先掏槽开挖留反压土，开挖完钢支撑下干扰的土方，再架设钢支撑，然后开挖反压土，避免了深基坑开挖过程中与钢支撑架设之间的互相干扰，提高了施工进度及开挖效率。
[0007]台阶式连续开挖支撑施工按照分层、分步、对称、平衡、限时五个要点，遵循竖向分层、纵向分段、随挖随撑、快速封底的原则，每个台阶每层开挖按先中间成槽后向两边扩展的顺序进行开挖，及时按设计架立钢管支撑，并对钢管支撑预加轴向预应力，减少支护前围护粧体的变形。
[0008]本发明同现基坑开挖施工方法相比，其优点在于:
[0009]1、适用范围广，对土质要求降低，低渗透淤泥质土层在不降水的情况下也可进行基坑开挖，节约成本；
[0010]2、采用台阶式连续开挖支撑施工，分块分段落开挖，形成了有层次有节段性的基坑开挖，按照分块开挖先清除表层土、中间槽式开挖、两侧土方开挖，形成有序规范化的开挖形式，减少了机械投入，降低了土方接力倒运的次数，提高了机械使用效率，减少了机械在开挖过程中来回调运；
[0011]3、合理分块分层开挖，保证了基坑开挖过程中与钢支撑架设互相干扰，提高了施工进度和降低了安全风险；
[0012]4、基坑两侧土方开挖时提前预留围护结构反压土层，充分利用了基坑超宽这一特性下利用反压土的作用，采用了留反压土保持支护结构稳定，先掏槽开挖留反压土，开挖完钢支撑下干扰的土方，再架设钢支撑，然后开挖反压土，避免了深基坑开挖过程中与钢支撑架设之间的互相干扰，提高了施工进度及开挖效率。
[【附图说明】]
[0013]图1是本发明基坑开挖支护断面图；
[0014]图2(a)是本发明的基坑表土开挖平面图；
[0015]图2(b)是本发明的基坑表土开挖断面图；
[0016]图2(c)是本发明的基坑表土开挖完成断面图；
[0017]图3(a)是本发明的格构柱中间台阶式槽式开挖平面图；
[0018]图3(b)是本发明的格构柱中间台阶式槽式开挖断面图；
[0019]图3(c)是本发明的基坑格构柱中间台阶式槽式开挖完成断面图；
[0020]图3(d)是本发明的基坑开挖分层台阶法断面图；
[0021 ]图4(a)是本发明的基坑两侧土方开挖平面图；
[0022]图4(b)是本发明的基坑两侧土方开挖断面图；
[0023]图4(c)是本发明的基坑两侧土方开挖完成断面图；
[0024]图4(d)是本发明的基坑开挖钢支撑架设位置关系断面图；
[0025]图5是本发明的基坑开挖完成第二道支撑架设断面图；
[0026]图中:1.水沟2.冠梁3.第一道支撑4.格构柱5.第二道支撑6.H型钢7.土体加固8.钻孔灌注粧9.挡土墙10.临时道路11.挖掘机12.临时便道13.基坑底14.基坑开挖土 15.集水井16.自卸汽车17.分块线18.SMff工法粧；
[0027]指定图4c为本发明的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0028]下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]超宽低渗透淤泥质土层深基坑开挖方法即台阶式连续开挖支撑施工方法，是在未进行基坑降水的低渗透淤泥质土层进行开挖，充分利用了基坑超宽这一特性下反压土的作用，采用分块分层台阶法施工，合理编排开挖次序，按照分层、分步、对称、平衡、限时五个要点，遵循竖向分层、纵向分段、随挖随撑、快速封底的原则，每层开挖厚度不宜超过3m，并处理好开挖和支撑的关系，具体先在基坑中间掏槽留反压土，再架设钢支撑，然后开挖出反压土，保证基坑内反压土与支护结构的平衡稳定，同时通过基坑监控量测密切关注基坑异常情况，达到降低支撑对挖土设备干扰大幅提高施工进度及满足工期要求。工法粧达到设计强度后方可进行开挖，开挖采用反铲挖掘机直接开挖，深层土方开挖采用台阶反铲接力的方法将土方转至地面自卸汽车装车外运。每个台阶每层开挖按先中间成槽后向两边扩展的顺序进行开挖，及时按设计架立钢管支撑，并对钢管支撑预加轴向预应力，减少支护前围护粧体的变形。
[0030]以下结合附图及具体实施例对本发明中的施工技术方案进行进一步说明。
[0031]实施例1
[0032]参见图1，在基坑开挖前完成临时道路、水沟、冠梁、土体加固、钻孔灌注粧及格构柱、SMff工法粧等基坑加固和支撑架设完成。
[0033]参见图2(a)、(b)、(c)，表层土清除前应将地表积水及时抽排出基坑范围外，组织机械设备及周转材料到场，同时选取合适弃土场。利用场地整平时使用的较好的土修建临时道路，临时道路修建在基坑两侧，保证土方运输车可正常行驶，同时配备足够钢板，清理表土时采用2台挖掘机进行开挖，每台挖机配备3块6000 X 3000 X 20mm厚钢板配合挖机进行站位，两台挖机分别各负责半幅基坑开挖面，基坑两侧倒退开挖，每天挖机配备不少于2台自卸汽车进行倒土，挖除土方直接送至土方车拉出基坑，运输至弃土场。清表开挖厚度控制在高2.5m的位置，在格构柱土方开挖Im时(第一道钢支撑下0.5m)，应提前在格构柱上安装小牛腿(连续梁托架)，以防止基坑挖深后，小牛腿焊接困难，开挖完成后露出软弱土层，应预留排水沟及集水坑，然后进行晾晒，准备进行下步开挖。
[0034]参见图3(a)、(b)、(c)、(d)，格构柱中间台阶式槽式开挖，将机械设备及周转钢板调转至基坑两格构柱中间部位，此时由于已开挖至软弱土层，基坑内原状土已不能满足运输车行驶，需采用路基钢板铺设临时道路，必到满足运输车通行，每工作面设置12块6000 X3000 X20mm厚钢板，可铺设满足运输长度的临时道路。两格构柱之间槽式开挖采用纵向分层对称开挖，每个工作面配备2台挖掘机，此时基坑开挖深度为5.7m，分两层进行开挖，每层开挖控制在2.85m左右，2台挖掘机接力倒运一次，自卸汽车配置2台，剩余自卸汽车可调转至其他工作面，每天挖机应同时配置不少于3块站位钢板，保证开挖时挖机在软土层上操作稳定，土方运输车形式在挖机使用半径以内。开挖放坡应不小于1: 2，每层开挖深度为2.85m，挖掘机最大展臂距离为6.48?7.18m，挖掘机最大挖掘半径为11.lm，使用挖掘机满足开挖需求。中间台阶式槽式开挖一次性直接开挖至基坑底部，同时在基坑两侧预留反压土，已保证基坑整体稳定性，此时应进行连续梁安装，然后将机械设备调转至基坑两侧，准备下步基坑开挖。
[0035]参见图4(a)、(b)、(c)、(d)，开挖两侧土体至第二道支撑处同时架设第一道钢支撑，槽式开挖完成后，进行两侧土体开挖，两侧开挖时间应进行同步对称开挖，每个工作面配备两台挖掘机，同样采用纵向分层对称开挖，每层开挖厚度在2.85m左右，在开挖至基坑-4.5m时，应提前在SMW工法粧上安装牛腿，必备钢围檩安装及钢支撑架设使用，开挖至第二层台阶时架设第一道钢支撑(标高在-5.35m)，通过基坑整体稳定性计算得知，第一道钢支撑的极限作用范围为5m(实际钢支撑架设间距为3.5m)，并且架设一道钢支撑后开挖至基坑底，也满足基坑稳定性的要求。在开挖第二层台阶后，架设第一道钢支撑，第一道钢支撑架设标高为-1m位置，第二层台阶顶为-5.35m,第一道钢支撑与第二道台阶净空为5.35-1 =4.35m,挖掘机运行高度为3.2m，满足挖掘机使用空间。
[0036]参见图5，在基坑底开挖完成后，立即架设第二道支撑，同时准备碎石垫层铺设，降低基坑底暴露时间。
【主权项】
1.一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，其特征在于所述的施工方法如下:在未进行基坑降水的低渗透淤泥质土层进行开挖，充分利用了基坑超宽这一特性下反压土的作用，通过分块分层开挖，在基坑中间掏槽留反压土，再架设钢支撑，然后开挖出反压土，保证基坑内反压土与支护结构的平衡稳定，同时通过基坑监控量测密切关注基坑异常情况，达到降低支撑对挖土设备干扰，提高施工进度。2.如权利要求1所述的一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，其特征在于所述的施工方法采用台阶式连续开挖支撑施工，台阶式连续开挖支撑施工为分块分段落开挖，形成了有层次有节段性的基坑开挖，按照分块开挖先清除表层土、中间槽式开挖、两侧土方开挖，形成有序规范化的开挖形式，减少了机械投入，降低了土方接力倒运的次数，提高了机械使用效率，减少了机械在开挖过程中来回调运。3.如权利要求1所述的一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，其特征在于所述的施工方法具体如下:基坑两侧土方开挖时提前预留围护结构反压土层，充分利用了基坑超宽这一特性下利用反压土的作用，采用了留反压土保持支护结构稳定，先掏槽开挖留反压土，开挖完钢支撑下干扰的土方，再架设钢支撑，然后开挖反压土，避免了深基坑开挖过程中与钢支撑架设之间的互相干扰，提高了施工进度及开挖效率。4.如权利要求2所述的一种超宽低渗透淤泥深基坑开挖施工方法，其特征在于台阶式连续开挖支撑施工按照分层、分步、对称、平衡、限时五个要点，遵循竖向分层、纵向分段、随挖随撑、快速封底的原则，每个台阶每层开挖按先中间成槽后向两边扩展的顺序进行开挖，及时按设计架立钢管支撑，并对钢管支撑预加轴向预应力，减少支护前围护粧体的变形。
【文档编号】E02D17/02GK105887889SQ201610247429
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】徐明发, 刘习生, 曲建华, 张红乾, 梁贤伟, 吕东强
【申请人】中铁上海工程局集团有限公司, 中铁上海工程局集团华海工程有限公司