深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法

深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法
【专利摘要】深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，涉及岩土工程【技术领域】。针对分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地，现有的基坑围护结构施工方法对基坑周边环境影响大，工程造价高及施工工期长的问题。方法步骤：一、在基坑开挖边线内划分至少四个分区；二、沿开挖边线施工工法桩，并在其上固定混凝土圈梁；三、在一个分区内进行施工，土方开挖前布设轻型井点管；四、开挖当前施工的分区内土方，浇筑底板及牛腿，并在牛腿上架设钢管斜撑；五、施工结束并达到要求后，拆除当前施工的分区内的钢管斜撑，拔出H型钢，循环应用于下一个分区的施工；六、重复步骤三至五，如此循环，依次完成各个分区的施工，以完成整体基坑围护结构。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及岩土工程设计与施工【技术领域】，特别涉及一种适合深厚淤泥质软土复 杂地质条件下，对面积大且开挖深度不大的基坑围护结构的施工方法。 深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法

【背景技术】
[0002] 在软土地区，常常遇到工程场地分布有深厚淤泥质土层的情况，有时土层厚度深 达20?30米。如图1所示，典型深厚淤泥质软土地层剖面可概括为三层，上层I以杂填 土为主，含大量建筑垃圾、塘泥、植物根茎及砼地面等，土质松散，粘聚力约为8kPa，内摩 擦角约为8°，渗透系数大，约为3.0Xl(T 4(Cm/S);中层II为粉质粘土，土层性质较好，但 土层厚度较薄，粘聚力约为20. 2kPa，内摩擦角约为8.8°，渗透系数较小，约为（6. 3? 7. 1) XKT6(cm/S);下层III为深厚淤泥质软土层，土体呈流塑状态，粘聚力约为5. 9kPa，内 摩擦角约为3.8°，渗透系数小，约为（1.7?2.35) XKT6(cm/S)，土层厚度较大，平均厚度 约为 17. 65m。
[0003] 针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地，在施工基坑 围护结构时，常采用放坡、双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙（重力坝）、复合土钉墙、工法桩悬 臂、钻孔灌注桩悬臂、工法桩+对撑、钻孔灌注桩+对撑，或者钻孔灌注桩+斜抛撑等围护结 构及施工方法，缺陷分析如下文：
[0004] 1、采用放坡的施工方法，放坡要求基坑周边环境极为宽松，周边没有需要保护的 对象，放坡开挖基坑稳定性较差，特别是对周边环境影响较大。
[0005] 2、采用双轴水泥土搅拌桩重力式挡墙（重力坝），它是软土地区浅基坑应用较为 广泛的围护结构型式，利用搅拌桩机械施行"两喷三搅"的施工工艺，掺入一定比例的水泥， 形成依靠自身重力挡土的自立式挡墙。缺点是位移难以控制，无法对周边环境和工程桩有 效的保护。当软土层较厚时，搅拌桩宽度和插入深度较大，造价高。
[0006] 3、采用复合土钉墙，它是在基坑坡面上打入土钉以对周边土体进行加固，并挂网 喷锚，形成稳定的挡土结构。复合土钉墙对土层较好的基坑加固效果较好，但防水和止水效 果较差，变形和位移较大，且土钉可能会超出红线，对后期城市的可持续发展不利。
[0007] 4、工法桩悬臂，工法桩是在搅拌桩中内插Η型钢，形成刚度相对较大的挡土结构， 由于缺少上部支撑点，围护体的位移难以控制；工法桩桩端需进入土质较好的嵌固土层才 能形成稳定的挡土结构，当软土层较厚时，工程造价较高。
[0008] 5、钻孔灌注桩悬臂，利用钻机成孔，下放钢筋笼，浇筑混凝土形成的桩墙式挡土结 构，钻孔灌注桩围护外侧须施工搅拌桩或高压旋喷桩形成止水帷幕，造价高，变形和位移控 制优于工法桩悬臂，但依然难以控制在规范要求范围内，同样，当软土层较厚时，钻孔灌注 桩桩端仍需进入土质较好的嵌固土层才能形成稳定的挡土结构，提高了工程造价。
[0009] 6、工法桩+对撑，利用工法桩作为围护结构和止水帷幕，利用对撑的上部支点作 用，形成整体支护结构体系，而对于大面积基坑，内支撑工程量大，造价高，工期长，而且不 利于分区施工。
[0010] 7、钻孔灌注桩+对撑，利用钻孔灌注桩作为围护结构，钻孔灌注桩外侧结合搅拌 桩或高压旋喷桩止水，利用对撑的上部支点作用，形成整体支护结构体系，该类围护结构应 用于大面积基坑，造价最高，工期长，而且不利于分区施工。
[0011] 8、钻孔灌注桩+斜抛撑，利用钻孔灌注桩作为围护结构，钻孔灌注桩外侧结合搅 拌桩或高压旋喷桩止水，利用斜抛撑的上部支点作用，形成整体支护结构体系，钻孔灌注桩 可回收性差，还需单独做止水帷幕，造价高，施工工期长。
[0012] 可见，针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地如何设 计一种安全、经济、合理的基坑围护结构以及施工方法是本领域技术人员亟需解决的技术 问题。


【发明内容】

[0013] 针对上述分布有深厚淤泥质土层，且面积大而挖深不大的工程场地，现有的基坑 围护结构施工方法对基坑周边环境影响大，工程造价高及施工工期长的问题，本发明的目 的是提供一种深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构及其施工方法，能够在满足基坑安 全、保护周边环境的前提下，实现了经济效益的最大化。
[0014] 本发明解决其技术问题所采用的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施 工方法，步骤如下：
[0015] 步骤一：在基坑的开挖边线内将所述基坑的水平面划分为至少四个分区；
[0016] 步骤二：沿所述基坑的开挖边线施打双排双轴水泥土搅拌桩，向所述双轴水泥土 搅拌桩内插入Η型钢形成工法桩，并在所述双轴水泥土搅拌桩上固定混凝土圈梁；
[0017] 步骤三：在一个所述分区内进行围护结构的施工，当前施工的所述分区内的土方 开挖前，在所述分区内布设轻型井点管，所述轻型井点管底部设置的过滤器插入所述分区 的透水层，所述轻型井点管的顶端通过集水总管与抽水设备连通；
[0018] 步骤四：开挖当前施工的所述分区内的土方，浇筑底板及底板上的牛腿，并在所述 牛腿上架设钢管斜撑，所述钢管斜撑的上端固定在所述混凝土圈梁上；
[0019] 步骤五：待所述分区施工结束并达到要求后，拆除当前施工的所述分区内的所述 钢管斜撑，以及拔出所述分区的双轴水泥土搅拌桩内的所述Η型钢，所述钢管斜撑和所述Η 型钢能够循环应用于下一个所述分区的围护结构的施工；
[0020] 步骤六：重复上述步骤三至步骤五，如此循环往复，依次完成各个所述分区内的施 工，以完成整体所述基坑围护结构的施工。
[0021] 优选的，所述步骤四中，当前施工的所述分区内的土方分两次开挖，所述分区边缘 内侧l〇m范围内留土形成开挖区域二，所述开挖区域二包围的区域为开挖区域一，先挖除 所述开挖区域一内的土方，并浇筑其下部底板一和牛腿，架设钢管斜撑后，再挖除所述开挖 区域二内的土方，并浇筑其下部底板二，所述底板一和所述底板二组成当前施工的所述分 区下部的整体底板。
[0022] 优选的，所述步骤五中，当所述牛腿的混凝土强度达到设计要求的80%时，在所述 牛腿及所述混凝土圈梁上开槽架设所述钢管斜撑，或者将所述钢管斜撑的两端分别与所述 牛腿及所述混凝土圈梁内的预埋件焊接连接。
[0023] 优选的，所述步骤五中，当所述底板二的混凝土强度达到设计要求的80%时，拆除 当前施工的所述分区内的钢管斜撑。
[0024] 优选的，所述步骤五中，在当前施工的所述分区内的主体地下室结构施工至标高 ±0. 〇〇〇,所述主体地下室结构的外墙与所述双轴水泥土搅拌桩之间回填密实后，间隔拔除 所述分区的双轴水泥土搅拌桩内的所述Η型钢，所述Η型钢拔除后留下的空隙注浆填充。
[0025] 优选的，所述步骤二中，所述双轴水泥土搅拌桩的水泥掺量为13%?16%。
[0026] 优选的，所述步骤四中，所述分区内的土方沿纵向分层开挖，当所述分区的高度大 于4m时，进行二级放坡，所述分区的边坡坡度小于1 :1. 5。
[0027] 所述步骤三中，相邻所述轻型井点管的水平间距为1. 2?1. 5m，其成孔直径大于 30mm，成孔深度大于所述过滤器底端埋深0. 5m，所述过滤器的底端封闭，所述过滤器的外壁 由双层滤网紧密包裹，所述过滤器表面的进水孔直径为10?15mm，所述进水孔中心距为 30 ?40mm。
[0028] 所述步骤三中，所述围护单元还设有地表排水系统，所述地表排水系统包括外排 水沟、内排水沟和集水井，所述外排水沟位于所述开挖边线外侧〇. 5m以外，所述内排水沟 设置于所述围护单元内土方放坡的坡顶上，所述集水井沿所述外排水沟和内排水沟设置， 且相邻两个集水井水平间距为30m?50m。
[0029] 较佳的，每个所述分区的边长d长度为60m?80m。
[0030] 本发明的效果在于：
[0031] 一、本发明的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，采取对大面 积基坑进行灵活分区的方式，各分区按顺序依次进行基坑围护结构的施工，以减小基坑开 挖的长边效应；基坑开挖边线内施打双排双轴水泥土搅拌桩,并内插Η型钢形成工法桩， 混凝土圈梁固定于双轴水泥土搅拌桩上形成一个整体，分区内浇筑完成底板和牛腿后，使 钢管斜撑的下端固定在牛腿上，其上端固定在混凝土圈梁上，混凝土圈梁为钢管斜撑提供 上部支点，有效的控制基坑开挖引起的变形和位移，对周边道路、管线和建筑形成有效的保 护；而且，工法桩具有挡土和止水的双重效果，不需单独施打止水桩，具有较大的经济效益； 尤其重要的是，由于采取分区施工的方法，在当前施工分区内钢管斜撑可以提前拆除并投 入循环使用，并且，当前施工分区的双轴水泥土搅拌桩内的Η型钢也可根据施工情况提前 拔出，缩短了 Η型钢的租赁期，由于钢管斜撑和Η型钢能够在各分区的施工中循环使用，降 低了工程造价；分区土方开挖前，分区放坡平台采取轻型井点持续降水，保持了边坡的稳定 性，降水与放坡相结合，替代分区间的分隔桩，进一步降低了工程造价，解决了分区施工止 水、降水问题；此外，本发明基坑围护结构的宽度为1. 2m，小于基坑开挖边线与用地红线的 最小距离1.9米，将基坑围护结构控制在用地红线以内，保障了周边环境的安全。综上所 述，本发明基坑围护结构的施工方法既能够保证基坑安全，又利于基坑周边环境的保护，同 时实现经济合理，施工便利，实现了经济效益的最大化。
[0032] 二、本发明的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，采用明沟排 水和轻型井点降水相结合的降水思路，基坑进行分区降水，地面和坑底均设置排水沟进行 明沟排水，以保持基坑内干燥的施工环境；坑内分区可用面积大，分区放坡平台位置采用轻 型井点持续降水，能够保持边坡的稳定性，同时，轻型井点降水与放坡相结合，替代传统的 中间分隔桩，降低了工程造价。

【专利附图】

【附图说明】
[0033] 图1为深厚淤泥质软土地层剖面图；
[0034] 图2为本发明一实施例基坑分区的结构示意图；
[0035] 图3为本发明一实施例双轴水泥土搅拌桩平面分布的示意图；
[0036] 图4为本发明一实施例轻型井点降水平面分布的示意图；
[0037] 图5为本发明一实施例钢管斜撑及角撑的结构示意图；
[0038] 图6为图4的a-a剖面图；
[0039] 图7为图5的b-b剖面图；
[0040] 图8为本发明一实施例的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法 的流程图。

【具体实施方式】
[0041] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围 护结构的施工方法作进一步详细说明。根据下面的说明和权利要求书，本发明的优点和特 征将更清楚。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需 另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅 助说明本发明实施例的目的。
[0042] 结合图2至图8说明本发明的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工 方法，本实施例以分布有巨厚淤泥质软土地层的某建筑工程场地的施工为例，该建筑工程 场地具有基坑面积大、挖深不深、周边环境复杂的特点。详细参数如下：基坑开挖面积约 11. 68万平方米，周长约为1458. 5m，基坑开挖深度约4. 0m，基坑2倍挖深范围内有市政主 干道和在建房屋，东侧和北侧2倍挖深范围内存在在建建筑，基坑开挖边线距离用地红线 最近距离仅1. 9m ;建筑工程场地内存在约22. 5m厚的淤泥质软土层，土层性质差，呈流塑状 态，粘聚力为5. 9kPa，内摩擦角为3. 8°，地下水位较高，年平均稳定水位埋深约0. 5m。基坑 围护结构施工的关键目的是保障基坑、基坑周边的道路和建筑、以及工程场地内工程桩的 安全，并能够取得良好的经济效益。具体施工步骤设计如下：
[0043] S101 :施工前，先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点，精确计算出基坑围护结 构的中心线角点坐标（或转角点坐标），利用测量仪器精确放样出围护结构中心线，并进行 坐标数据复核，根据已知坐标进行围护结构平面轴线的交线定位，并进行复核检查。如图2 所示，根据基坑1〇〇的开挖边线和围护结构平面轴线，将基坑1〇〇的矩形平面划分为四个 区，分别为围合排列的A区、C区、B区和D区，其中，A区和B区位于基坑100的对角线的两 端；
[0044] S102 :如图3和图7所示，用挖掘机沿开挖边线开掘工作沟槽，工作沟槽的宽度和 深度根据基坑围护结构的宽度和深度确定，沿工作沟槽施打两排Φ700@1000双轴水泥土 搅拌桩101，向双轴水泥土搅拌桩101内插入Η型钢112形成工法桩，并在双轴水泥土搅拌 桩101上固定混凝土圈梁102 ;双轴水泥土搅拌桩101施工要求一桩一表，以便及时记录双 轴水泥土搅拌桩101的停打标高，桩体施工采用"三喷四搅"工艺，保证双轴水泥土搅拌桩 101的施工质量；
[0045] S103 :如图4和图6所示，选择Α区先进行围护结构的施工，在Α区土方开挖前，在 A区内布设轻型井点管108,轻型井点管108底端降至地面以下0. 5m?1. Om，使得连接在轻 型井点管108底端的过滤器109插入A区的透水层，轻型井点管108露出地面的顶端通过 集水总管与抽水设备连通，在施工过程中利用抽水设备将地下水从轻型井点管108内不停 抽出，使地下水位降至坑底以下，直至施工完毕；
[0046] S104 :如图5和图7所示，开挖A区内的土方，浇筑底板及底板上的牛腿103,在牛 腿103上架设Φ609Χ16πιπι钢管斜撑104,水平间距6.0m?9.0m，钢管斜撑104的上端固 定在混凝土圈梁102上，并在A区转角部架设角撑105 ;
[0047] S105 :待A区施工结束并达到要求后，拆除A区内的钢管斜撑104,以及拔出A区 的双轴水泥土搅拌桩101内的Η型钢112,钢管斜撑104和Η型钢112能够循环应用于B区 围护结构的施工；
[0048] S106 :重复上述步骤S103至S105,如此循环往复，按ΑΒ⑶的顺序依次完成各分区 内的施工，以形成整体的基坑围护结构。
[0049] 针对本实施例的工程场地内具有深厚淤泥质软土层，基坑面积大且深度浅的三个 典型特点，如采用工法桩悬臂或钻孔灌注桩悬臂，桩端位于淤泥质软土层中，无法形成稳定 的挡土结构，若穿过淤泥质软土层，桩长将达到25. Om，造价高，并且上述两种围护型式位移 大，很难满足周边环境的保护要求；如采用重力坝，坝体宽度和插入深度较大，部分区域没 有重力坝的施工空间，重力坝位移和地表沉降难以控制，周边环境保护要求难以满足；如采 用钻孔灌注桩+对撑，或者工法桩+对撑，对撑工程量巨大，且中间需设置许多立柱桩，工程 造价高，施工工期长；如采用钻孔灌注桩+斜撑，钻孔灌注桩可回收性差，需采用搅拌桩或 高压旋喷桩进行止水，大面积基坑需要分区开挖，分区之间需进行分隔围护，钻孔灌注桩+ 斜撑的围护造价较高。
[0050] 而本发明的深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，采取对大面积 基坑进行灵活分区的方式，各分区按顺序依次进行基坑围护结构的施工，以减小基坑开挖 的长边效应；基坑开挖边线内施打双排双轴水泥土搅拌桩,并内插Η型钢形成工法桩，混凝 土圈梁固定于双轴水泥土搅拌桩上形成一个整体，分区内浇筑完成底板和牛腿后，使钢管 斜撑的下端固定在牛腿上，其上端固定在混凝土圈梁上，混凝土圈梁为钢管斜撑提供上部 支点，有效的控制基坑开挖引起的变形和位移，对周边道路、管线和建筑形成有效的保护； 而且，工法桩具有挡土和止水的双重效果，不需单独施打止水桩，具有较大的经济效益；尤 其重要的是，由于采取分区施工的方法，在当前施工分区内钢管斜撑可以提前拆除并投入 循环使用，并且，当前施工分区的双轴水泥土搅拌桩内的Η型钢也可根据施工情况提前拔 出，缩短了 Η型钢的租赁期，由于钢管斜撑和Η型钢能够在各分区的施工中循环使用，降低 了工程造价；分区土方开挖前，分区放坡平台采取轻型井点持续降水，保持了边坡的稳定 性，降水与放坡相结合，替代分区间的分隔桩，进一步降低了工程造价，解决了分区施工止 水、降水问题；此外，本发明基坑围护结构的宽度为1. 2m，小于基坑开挖边线与用地红线的 最小距离1.9米，将基坑围护结构控制在用地红线以内，保障了周边环境的安全。综上所 述，本发明基坑围护结构的施工方法既能够保证基坑安全，又利于基坑周边环境的保护，同 时实现经济合理，施工便利，实现了经济效益的最大化。
[0051] 请参阅图7,步骤S104中，A区内的土方分两次开挖，土方开挖遵循对称、跳仓、分 层、分块开挖的原则，在A区边缘内侧10m范围内留土形成开挖区域二（图7中虚线所示区 域），开挖区域二包围的区域为开挖区域一（图中未示出），先挖除开挖区域一内的土方，并 浇筑其下部底板一 106和固定于其上的牛腿103,完成钢管斜撑104的架设后，再挖除开挖 区域二内的留土，并浇筑其下部底板二107,底板一 106和底板二107组成A区下部的整体 底板。
[0052] 上述步骤S104中，在钢管斜撑104架设前，A区坑边应预留足够土坡，坡比不宜大 于1 :2,当牛腿103的混凝土强度达到设计要求的80%时，可在牛腿103及混凝土圈梁102 上开槽架设钢管斜撑104,更佳的连接方式是，钢管斜撑104的两端分别与牛腿103及混凝 土圈梁102内的预埋件焊接，焊接尽可能满焊，焊缝高度为10_，确保连接可靠。钢管斜撑 104的安装应对称施工，钢管斜撑104的支撑轴线标高允许偏差不大于20mm，轴线平面位 置偏差不大于30mm，钢管斜撑104的挠曲度不超过1/1000,其两端标高差不超过20mm或 1/600。钢管斜撑104与混凝土圈梁102(即围檩）焊接前必须加设预应力，预应力施加过 程中应检查钢管斜撑104连接节点，必要时进行加固；预应力施加完毕在额定压力稳定后 予以锁定。钢管斜撑104安装完毕后应及时检查各节点的连接状况，确保符合预应力施加 的要求，并且，钢管斜撑104安装经验收后方可挖除开挖区域二的土。
[0053] 请继续参阅图7,步骤S105中，待底板二107的混凝土强度达到设计要求的80% 时，拆除A区内的钢管斜撑104。拆除前应采取有效措施保护结构梁板和主体地下室结构 200的外墙，防止钢管斜撑104拆除对结构构件产生不利影响，拆除应分区、分块进行，钢管 斜撑104与混凝土圈梁102连接处应先给予凿断，避免大面积拆除钢管斜撑104时，因密集 的振动对邻近建筑产生不利影响。上述的混凝土强度设计要求是指混凝土强度符合《混凝 土结构工程施工质量验收规范》的规定。
[0054] 上述步骤S105中，当A区内的主体地下室结构200施工至标高±0. 000,主体地下 室结构200外墙与双轴水泥土搅拌桩101之间回填密实后，间隔拔除A区的双轴水泥土搅 拌桩101内的Η型钢112, Η型钢112起拔采用液压起拔机，Η型钢112拔除后留下的空隙 应及时注浆填充。由于Η型钢112在Α区施工完成后即可拔出，而不必等待整个基坑围护 结构施工完成后拔出，有效的缩短了 Η型钢的租赁期，在保证基坑安全、稳定和周边环境保 护的前提下，降低了基坑围护结构的工程造价。
[0055] 优选的，步骤S102中，混凝土圈梁102施工前，应凿除双轴水泥土搅拌桩101上表 面泥浆、混凝土松软层及凸出于桩体的混凝土，保证混凝土圈梁102与双轴水泥土搅拌桩 101接触密实。混凝土圈梁102纵截面尺寸1100X700mm(长X宽），其小于基坑开挖边线 距离用地红线的最近距离1. 9m，保障了基坑100周边环境的安全。Η型钢112是在双轴水 泥土搅拌桩101施工结束后30min内依靠自重插入桩体内，且插入前须检查Η型钢112的 直线度及接头焊接质量，确保其满足垂直度要求。
[0056] 上述步骤S102中，施工中严格控制搅拌钻机的下沉速度和提升速度，确保搅拌时 间，根据双轴水泥土搅拌桩101的设计深度，搅拌钻机在钻孔内下沉和提升过程中，钻头下 沉速度为〇. 5?1. Om/min，提升速度为0. 5m/min，每根桩均应勻速下钻、勻速提升，钻头每 转一圈的提升或下沉量为l〇mm?15mm。根据钻头下沉和提升的两种不同速度，向钻孔内注 入水泥浆液，使水泥浆液与被加固土体均匀拌和，确保双轴水泥土搅拌桩101在初凝前达 到充分搅拌，以保证双轴水泥土搅拌桩101的加固质量。根据深厚淤泥质软土地区的土层 性质，搅拌桩按照常规的水泥掺量无法达到设计要求，本实施例根据淤泥质软土地区的土 层参数的差别，定义双轴水泥土搅拌桩101的水泥掺量为13%?16%。同时，搅拌过程中 进行现场实测压浆泵的流量、泥浆比重、浆液配合比等，使理论数据与实测数据相吻合，确 保桩体的成桩质量。双轴水泥土搅拌桩101采用标准连续方式或单侧挤压连续方式施工， 当相邻桩施工时间超过10小时时，须采用复搅、或外包加桩、或高压旋喷桩等对施工冷缝 进行处理。本实施例中相邻双轴水泥土搅拌桩101之间搭接长度不小于200mm，以保证基坑 围护结构的连续性和接头的施工质量。
[0057] 更佳的，步骤S104中，A区内的土方沿纵向分层开挖，土方挖机、运输车辆直接进 入A区作业时，为保证坡道稳定，坡道坡度不宜大于1 :8,开挖的土方不得在临近建筑及基 坑周边影响范围内堆放，并应及时外运。当A区开挖厚度大于4m时，应二级放坡，临时边坡 坡度不大于1 :1. 5。坑底以上30cm土方应采取人工修底的方式挖除，并防止坑底土体扰动， 挖土到设计标高后，应在8小时内浇筑垫层，垫层浇至桩边，无垫层坑底最大暴露面积不得 大于200m 2。邻近开挖边线的局部深坑（深度超过1.5m)应在大面积垫层完成后开挖，严禁 一次开挖到底。基坑分块开挖时，挖至坑底后，相应分块底板需在15天内浇筑完成。基坑 边超载应控制在20kN/m 2以内，并严格控制不均匀堆载；大量超载位置应另行加固。钢管斜 撑104所述区域土方应分段开挖，盆式挖土，坑边留土平台宽度5. 0m?8. 0m。遵循先撑后 挖、限时支撑、严禁超挖的原则，无支撑暴露时间控制在48小时之内，无支撑暴露长度不大 于30m。挖土机械严禁碰撞工程桩、围护桩、降水井管及支撑系统腰，挖土应先掏空降水井 管、工程桩四周。主体地下室结构200的外墙距离基坑开挖边线800mm，为主体地下室结构 200墙体混凝土浇筑施工提供合理的操作空间。
[0058] 本实施例工程场地内地表水位较高，水系丰富，步骤S103中，轻型井点管108采 用直径为38?55mm钢管，相邻轻型井点管108水平间距为1. 2?1. 5m ;成孔直径不小于 300mm，成孔深度大于过滤器109底端埋深0. 5m ;50根轻型井点管108为一套相应总管，单 套总管长度宜为50?60m。过滤器109长度为1?2m，过滤器109底端封闭，过滤器109 表面的进水孔直径10?15mm，中心距30?40mm ;过滤器109外壁采用双层滤网包裹（内 层40目、外层18目）紧密包裹，最外层由铁丝缠绕包扎。过滤器109内滤料采用干净的中 粗砂，并回填密实，滤料回填顶面与地面高差不小于lm，滤料顶面与地面之间须采用粘土封 填密实。每套轻型井点管108设置完毕后,应进行试抽水，检查管路连接处及每根轻型井点 管108周围的密封质量，轻型井点管108内真空度不小于65kPa，抽出的地下水应肉眼不见 泥砂、避免混浊。
[0059] 较为优选的，A区土方开挖前，对其进行降水疏干，预抽水时间不少于15天，且坑 内水位应降至开挖面以下0. 5m?1. Om。A区开挖过程中，在坑外和放坡平台均设置地表排 水系统，避免地表水流入A区内，地表排水系统包括外排水沟111、内排水沟110和集水井 (图中未示出），外排水沟111布置在开挖边线外侧0. 5m以外，并具有可靠的防渗措施，防 止由于双轴水泥土搅拌桩101位移引起外排水沟111开裂损害，导致地表水深入基坑100 周围土体中。内排水沟110设置于A区内土方放坡的坡顶上，以疏导坑内明水；集水井沿外 排水沟111和内排水沟110设置，且相邻两个集水井水平间距为30m?50m，集水井中的明 水采用抽水设备抽至地面，盲沟中宜回填级配砾石作为滤水层。
[0060] 本发明的施工方法，采用明沟排水和轻型井点降水相结合的降水思路，基坑进行 分区降水，地面和坑底均设置排水沟进行明沟排水，以保持基坑内干燥的施工环境；坑内分 区可用面积大，分区放坡平台位置采用轻型井点持续降水，能够保持边坡的稳定性，同时， 轻型井点降水与放坡相结合，替代传统的中间分隔桩，降低了工程造价。
[0061] 更佳的，每个分区的边长d长度为60m?80m，既能够减小基坑开挖的长边效应，又 便于施工。
[〇〇62] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发 明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护 范围。
【权利要求】
1. 深厚淤泥质软土地区大面积基坑围护结构的施工方法，步骤如下： 步骤一：在基坑的开挖边线内将所述基坑的水平面划分为至少四个分区； 步骤二：沿所述基坑的开挖边线施打双排双轴水泥土搅拌桩，向所述双轴水泥土搅拌 桩内插入Η型钢形成工法桩，并在所述双轴水泥土搅拌桩上固定混凝土圈梁； 步骤三：在一个所述分区内进行围护结构的施工，当前施工的所述分区内的土方开挖 前，在所述分区内布设轻型井点管，所述轻型井点管底部设置的过滤器插入所述分区的透 水层，所述轻型井点管的顶端通过集水总管与抽水设备连通； 步骤四：开挖当前施工的所述分区内的土方，浇筑底板及底板上的牛腿，并在所述牛腿 上架设钢管斜撑，所述钢管斜撑的上端固定在所述混凝土圈梁上； 步骤五：待所述分区施工结束并达到要求后，拆除当前施工的所述分区内的所述钢管 斜撑，以及拔出所述分区的双轴水泥土搅拌桩内的所述Η型钢，所述钢管斜撑和所述Η型钢 能够循环应用于下一个所述分区的围护结构的施工； 步骤六：重复上述步骤三至步骤五，如此循环往复，依次完成各个所述分区内的施工， 以完成整体所述基坑围护结构的施工。
2. 根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，当前施工的所述分区 内的土方分两次开挖，所述分区边缘内侧l〇m范围内留土形成开挖区域二，所述开挖区域 二包围的区域为开挖区域一，先挖除所述开挖区域一内的土方，并浇筑其下部底板一和牛 腿，架设钢管斜撑后，再挖除所述开挖区域二内的土方，并浇筑其下部底板二，所述底板一 和所述底板二组成当前施工的所述分区下部的整体底板。
3. 根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，当所述牛腿的混凝土 强度达到设计要求的80%时，在所述牛腿及所述混凝土圈梁上开槽架设所述钢管斜撑，或 者将所述钢管斜撑的两端分别与所述牛腿及所述混凝土圈梁内的预埋件焊接连接。
4. 根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，当所述底板二的混凝 土强度达到设计要求的80%时，拆除当前施工的所述分区内的钢管斜撑。
5. 根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，在当前施工的所述分 区内的主体地下室结构施工至标高±0. 〇〇〇,所述主体地下室结构的外墙与所述双轴水泥 土搅拌桩之间回填密实后，间隔拔除所述分区的双轴水泥土搅拌桩内的所述Η型钢，所述Η 型钢拔除后留下的空隙注浆填充。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，所述双轴 水泥土搅拌桩的水泥掺量为13 %?16%。
7. 根据权利要求1至5任一项所述的施工方法，其特征在于：所述步骤四中，所述分区 内的土方沿纵向分层开挖，当所述分区的高度大于4m时，进行二级放坡，所述分区的边坡 坡度小于1 :1. 5。
8. 根据权利要求1至5任一项所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，相邻所述 轻型井点管的水平间距为1. 2?1. 5m，其成孔直径大于30mm，成孔深度大于所述过滤器底 端埋深0. 5m，所述过滤器的底端封闭，所述过滤器的外壁由双层滤网紧密包裹，所述过滤器 表面的进水孔直径为10?15mm，所述进水孔中心距为30?40mm。
9. 根据权利要求1至5任一项所述的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，所述围 护单元还设有地表排水系统，所述地表排水系统包括外排水沟、内排水沟和集水井，所述 外排水沟位于所述开挖边线外侧0. 5m以外，所述内排水沟设置于所述围护单元内土方放 坡的坡顶上，所述集水井沿所述外排水沟和内排水沟设置，且相邻两个集水井水平间距为 30m ?50m。
10.根据权利要求1至5任一项所述的施工方法，其特征在于：每个所述分区的边长d 长度为60m?80m。
【文档编号】E02D3/10GK104110038SQ201410366394
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】阳吉宝, 吴顺, 张会新, 孙海忠, 田全红 申请人:上海市建工设计研究院有限公司