深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法
【專利摘要】深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，涉及巖土工程【技術(shù)領(lǐng)域】。針對(duì)分布有深厚淤泥質(zhì)土層，且面積大而挖深不大的工程場(chǎng)地，現(xiàn)有的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法對(duì)基坑周邊環(huán)境影響大，工程造價(jià)高及施工工期長(zhǎng)的問題。方法步驟：一、在基坑開挖邊線內(nèi)劃分至少四個(gè)分區(qū)；二、沿開挖邊線施工工法樁，并在其上固定混凝土圈梁；三、在一個(gè)分區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工，土方開挖前布設(shè)輕型井點(diǎn)管；四、開挖當(dāng)前施工的分區(qū)內(nèi)土方，澆筑底板及牛腿，并在牛腿上架設(shè)鋼管斜撐；五、施工結(jié)束并達(dá)到要求后，拆除當(dāng)前施工的分區(qū)內(nèi)的鋼管斜撐，拔出H型鋼，循環(huán)應(yīng)用于下一個(gè)分區(qū)的施工；六、重復(fù)步驟三至五，如此循環(huán)，依次完成各個(gè)分區(qū)的施工，以完成整體基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巖土工程設(shè)計(jì)與施工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種適合深厚淤泥質(zhì)軟土復(fù) 雜地質(zhì)條件下，對(duì)面積大且開挖深度不大的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法。 深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法

【背景技術(shù)】
[0002] 在軟土地區(qū)，常常遇到工程場(chǎng)地分布有深厚淤泥質(zhì)土層的情況，有時(shí)土層厚度深 達(dá)20?30米。如圖1所示，典型深厚淤泥質(zhì)軟土地層剖面可概括為三層，上層I以雜填 土為主，含大量建筑垃圾、塘泥、植物根莖及砼地面等，土質(zhì)松散，粘聚力約為8kPa，內(nèi)摩 擦角約為8°，滲透系數(shù)大，約為3.0Xl(T 4(Cm/S);中層II為粉質(zhì)粘土，土層性質(zhì)較好，但 土層厚度較薄，粘聚力約為20. 2kPa，內(nèi)摩擦角約為8.8°，滲透系數(shù)較小，約為（6. 3? 7. 1) XKT6(cm/S);下層III為深厚淤泥質(zhì)軟土層，土體呈流塑狀態(tài)，粘聚力約為5. 9kPa，內(nèi) 摩擦角約為3.8°，滲透系數(shù)小，約為（1.7?2.35) XKT6(cm/S)，土層厚度較大，平均厚度 約為 17. 65m。
[0003] 針對(duì)上述分布有深厚淤泥質(zhì)土層，且面積大而挖深不大的工程場(chǎng)地，在施工基坑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，常采用放坡、雙軸水泥土攪拌樁重力式擋墻（重力壩）、復(fù)合土釘墻、工法樁懸 臂、鉆孔灌注樁懸臂、工法樁+對(duì)撐、鉆孔灌注樁+對(duì)撐，或者鉆孔灌注樁+斜拋撐等圍護(hù)結(jié) 構(gòu)及施工方法，缺陷分析如下文：
[0004] 1、采用放坡的施工方法，放坡要求基坑周邊環(huán)境極為寬松，周邊沒有需要保護(hù)的 對(duì)象，放坡開挖基坑穩(wěn)定性較差，特別是對(duì)周邊環(huán)境影響較大。
[0005] 2、采用雙軸水泥土攪拌樁重力式擋墻（重力壩），它是軟土地區(qū)淺基坑應(yīng)用較為 廣泛的圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式，利用攪拌樁機(jī)械施行"兩噴三攪"的施工工藝，摻入一定比例的水泥， 形成依靠自身重力擋土的自立式擋墻。缺點(diǎn)是位移難以控制，無法對(duì)周邊環(huán)境和工程樁有 效的保護(hù)。當(dāng)軟土層較厚時(shí)，攪拌樁寬度和插入深度較大，造價(jià)高。
[0006] 3、采用復(fù)合土釘墻，它是在基坑坡面上打入土釘以對(duì)周邊土體進(jìn)行加固，并掛網(wǎng) 噴錨，形成穩(wěn)定的擋土結(jié)構(gòu)。復(fù)合土釘墻對(duì)土層較好的基坑加固效果較好，但防水和止水效 果較差，變形和位移較大，且土釘可能會(huì)超出紅線，對(duì)后期城市的可持續(xù)發(fā)展不利。
[0007] 4、工法樁懸臂，工法樁是在攪拌樁中內(nèi)插Η型鋼，形成剛度相對(duì)較大的擋土結(jié)構(gòu)， 由于缺少上部支撐點(diǎn)，圍護(hù)體的位移難以控制；工法樁樁端需進(jìn)入土質(zhì)較好的嵌固土層才 能形成穩(wěn)定的擋土結(jié)構(gòu)，當(dāng)軟土層較厚時(shí)，工程造價(jià)較高。
[0008] 5、鉆孔灌注樁懸臂，利用鉆機(jī)成孔，下放鋼筋籠，澆筑混凝土形成的樁墻式擋土結(jié) 構(gòu)，鉆孔灌注樁圍護(hù)外側(cè)須施工攪拌樁或高壓旋噴樁形成止水帷幕，造價(jià)高，變形和位移控 制優(yōu)于工法樁懸臂，但依然難以控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)，同樣，當(dāng)軟土層較厚時(shí)，鉆孔灌注 樁樁端仍需進(jìn)入土質(zhì)較好的嵌固土層才能形成穩(wěn)定的擋土結(jié)構(gòu)，提高了工程造價(jià)。
[0009] 6、工法樁+對(duì)撐，利用工法樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕，利用對(duì)撐的上部支點(diǎn)作 用，形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，而對(duì)于大面積基坑，內(nèi)支撐工程量大，造價(jià)高，工期長(zhǎng)，而且不 利于分區(qū)施工。
[0010] 7、鉆孔灌注樁+對(duì)撐，利用鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁外側(cè)結(jié)合攪拌 樁或高壓旋噴樁止水，利用對(duì)撐的上部支點(diǎn)作用，形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，該類圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng) 用于大面積基坑，造價(jià)最高，工期長(zhǎng)，而且不利于分區(qū)施工。
[0011] 8、鉆孔灌注樁+斜拋撐，利用鉆孔灌注樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鉆孔灌注樁外側(cè)結(jié)合攪 拌樁或高壓旋噴樁止水，利用斜拋撐的上部支點(diǎn)作用，形成整體支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，鉆孔灌注樁 可回收性差，還需單獨(dú)做止水帷幕，造價(jià)高，施工工期長(zhǎng)。
[0012] 可見，針對(duì)上述分布有深厚淤泥質(zhì)土層，且面積大而挖深不大的工程場(chǎng)地如何設(shè) 計(jì)一種安全、經(jīng)濟(jì)、合理的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及施工方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù) 問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 針對(duì)上述分布有深厚淤泥質(zhì)土層，且面積大而挖深不大的工程場(chǎng)地，現(xiàn)有的基坑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法對(duì)基坑周邊環(huán)境影響大，工程造價(jià)高及施工工期長(zhǎng)的問題，本發(fā)明的目 的是提供一種深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，能夠在滿足基坑安 全、保護(hù)周邊環(huán)境的前提下，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
[0014] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施 工方法，步驟如下：
[0015] 步驟一：在基坑的開挖邊線內(nèi)將所述基坑的水平面劃分為至少四個(gè)分區(qū)；
[0016] 步驟二：沿所述基坑的開挖邊線施打雙排雙軸水泥土攪拌樁，向所述雙軸水泥土 攪拌樁內(nèi)插入Η型鋼形成工法樁，并在所述雙軸水泥土攪拌樁上固定混凝土圈梁；
[0017] 步驟三：在一個(gè)所述分區(qū)內(nèi)進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的土方 開挖前，在所述分區(qū)內(nèi)布設(shè)輕型井點(diǎn)管，所述輕型井點(diǎn)管底部設(shè)置的過濾器插入所述分區(qū) 的透水層，所述輕型井點(diǎn)管的頂端通過集水總管與抽水設(shè)備連通；
[0018] 步驟四：開挖當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的土方，澆筑底板及底板上的牛腿，并在所述 牛腿上架設(shè)鋼管斜撐，所述鋼管斜撐的上端固定在所述混凝土圈梁上；
[0019] 步驟五：待所述分區(qū)施工結(jié)束并達(dá)到要求后，拆除當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的所述 鋼管斜撐，以及拔出所述分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的所述Η型鋼，所述鋼管斜撐和所述Η 型鋼能夠循環(huán)應(yīng)用于下一個(gè)所述分區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工；
[0020] 步驟六：重復(fù)上述步驟三至步驟五，如此循環(huán)往復(fù)，依次完成各個(gè)所述分區(qū)內(nèi)的施 工，以完成整體所述基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。
[0021] 優(yōu)選的，所述步驟四中，當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的土方分兩次開挖，所述分區(qū)邊緣 內(nèi)側(cè)l〇m范圍內(nèi)留土形成開挖區(qū)域二，所述開挖區(qū)域二包圍的區(qū)域?yàn)殚_挖區(qū)域一，先挖除 所述開挖區(qū)域一內(nèi)的土方，并澆筑其下部底板一和牛腿，架設(shè)鋼管斜撐后，再挖除所述開挖 區(qū)域二內(nèi)的土方，并澆筑其下部底板二，所述底板一和所述底板二組成當(dāng)前施工的所述分 區(qū)下部的整體底板。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟五中，當(dāng)所述牛腿的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，在所述 牛腿及所述混凝土圈梁上開槽架設(shè)所述鋼管斜撐，或者將所述鋼管斜撐的兩端分別與所述 牛腿及所述混凝土圈梁內(nèi)的預(yù)埋件焊接連接。
[0023] 優(yōu)選的，所述步驟五中，當(dāng)所述底板二的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，拆除 當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的鋼管斜撐。
[0024] 優(yōu)選的，所述步驟五中，在當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的主體地下室結(jié)構(gòu)施工至標(biāo)高 ±0. 〇〇〇,所述主體地下室結(jié)構(gòu)的外墻與所述雙軸水泥土攪拌樁之間回填密實(shí)后，間隔拔除 所述分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的所述Η型鋼，所述Η型鋼拔除后留下的空隙注漿填充。
[0025] 優(yōu)選的，所述步驟二中，所述雙軸水泥土攪拌樁的水泥摻量為13%?16%。
[0026] 優(yōu)選的，所述步驟四中，所述分區(qū)內(nèi)的土方沿縱向分層開挖，當(dāng)所述分區(qū)的高度大 于4m時(shí)，進(jìn)行二級(jí)放坡，所述分區(qū)的邊坡坡度小于1 :1. 5。
[0027] 所述步驟三中，相鄰所述輕型井點(diǎn)管的水平間距為1. 2?1. 5m，其成孔直徑大于 30mm，成孔深度大于所述過濾器底端埋深0. 5m，所述過濾器的底端封閉，所述過濾器的外壁 由雙層濾網(wǎng)緊密包裹，所述過濾器表面的進(jìn)水孔直徑為10?15mm，所述進(jìn)水孔中心距為 30 ?40mm。
[0028] 所述步驟三中，所述圍護(hù)單元還設(shè)有地表排水系統(tǒng)，所述地表排水系統(tǒng)包括外排 水溝、內(nèi)排水溝和集水井，所述外排水溝位于所述開挖邊線外側(cè)〇. 5m以外，所述內(nèi)排水溝 設(shè)置于所述圍護(hù)單元內(nèi)土方放坡的坡頂上，所述集水井沿所述外排水溝和內(nèi)排水溝設(shè)置， 且相鄰兩個(gè)集水井水平間距為30m?50m。
[0029] 較佳的，每個(gè)所述分區(qū)的邊長(zhǎng)d長(zhǎng)度為60m?80m。
[0030] 本發(fā)明的效果在于：
[0031] 一、本發(fā)明的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，采取對(duì)大面 積基坑進(jìn)行靈活分區(qū)的方式，各分區(qū)按順序依次進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，以減小基坑開 挖的長(zhǎng)邊效應(yīng)；基坑開挖邊線內(nèi)施打雙排雙軸水泥土攪拌樁,并內(nèi)插Η型鋼形成工法樁， 混凝土圈梁固定于雙軸水泥土攪拌樁上形成一個(gè)整體，分區(qū)內(nèi)澆筑完成底板和牛腿后，使 鋼管斜撐的下端固定在牛腿上，其上端固定在混凝土圈梁上，混凝土圈梁為鋼管斜撐提供 上部支點(diǎn)，有效的控制基坑開挖引起的變形和位移，對(duì)周邊道路、管線和建筑形成有效的保 護(hù)；而且，工法樁具有擋土和止水的雙重效果，不需單獨(dú)施打止水樁，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益； 尤其重要的是，由于采取分區(qū)施工的方法，在當(dāng)前施工分區(qū)內(nèi)鋼管斜撐可以提前拆除并投 入循環(huán)使用，并且，當(dāng)前施工分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的Η型鋼也可根據(jù)施工情況提前 拔出，縮短了 Η型鋼的租賃期，由于鋼管斜撐和Η型鋼能夠在各分區(qū)的施工中循環(huán)使用，降 低了工程造價(jià)；分區(qū)土方開挖前，分區(qū)放坡平臺(tái)采取輕型井點(diǎn)持續(xù)降水，保持了邊坡的穩(wěn)定 性，降水與放坡相結(jié)合，替代分區(qū)間的分隔樁，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，解決了分區(qū)施工止 水、降水問題；此外，本發(fā)明基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度為1. 2m，小于基坑開挖邊線與用地紅線的 最小距離1.9米，將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)控制在用地紅線以內(nèi)，保障了周邊環(huán)境的安全。綜上所 述，本發(fā)明基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法既能夠保證基坑安全，又利于基坑周邊環(huán)境的保護(hù)，同 時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理，施工便利，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
[0032] 二、本發(fā)明的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，采用明溝排 水和輕型井點(diǎn)降水相結(jié)合的降水思路，基坑進(jìn)行分區(qū)降水，地面和坑底均設(shè)置排水溝進(jìn)行 明溝排水，以保持基坑內(nèi)干燥的施工環(huán)境；坑內(nèi)分區(qū)可用面積大，分區(qū)放坡平臺(tái)位置采用輕 型井點(diǎn)持續(xù)降水，能夠保持邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)，輕型井點(diǎn)降水與放坡相結(jié)合，替代傳統(tǒng)的 中間分隔樁，降低了工程造價(jià)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1為深厚淤泥質(zhì)軟土地層剖面圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例基坑分區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例雙軸水泥土攪拌樁平面分布的示意圖；
[0036] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例輕型井點(diǎn)降水平面分布的示意圖；
[0037] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例鋼管斜撐及角撐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖6為圖4的a-a剖面圖；
[0039] 圖7為圖5的b-b剖面圖；
[0040] 圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法 的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍 護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面的說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特 征將更清楚。以下將由所列舉之實(shí)施例結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及特征。需 另外說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔 助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0042] 結(jié)合圖2至圖8說明本發(fā)明的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工 方法，本實(shí)施例以分布有巨厚淤泥質(zhì)軟土地層的某建筑工程場(chǎng)地的施工為例，該建筑工程 場(chǎng)地具有基坑面積大、挖深不深、周邊環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)。詳細(xì)參數(shù)如下：基坑開挖面積約 11. 68萬平方米，周長(zhǎng)約為1458. 5m，基坑開挖深度約4. 0m，基坑2倍挖深范圍內(nèi)有市政主 干道和在建房屋，東側(cè)和北側(cè)2倍挖深范圍內(nèi)存在在建建筑，基坑開挖邊線距離用地紅線 最近距離僅1. 9m ;建筑工程場(chǎng)地內(nèi)存在約22. 5m厚的淤泥質(zhì)軟土層，土層性質(zhì)差，呈流塑狀 態(tài)，粘聚力為5. 9kPa，內(nèi)摩擦角為3. 8°，地下水位較高，年平均穩(wěn)定水位埋深約0. 5m?；?圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵目的是保障基坑、基坑周邊的道路和建筑、以及工程場(chǎng)地內(nèi)工程樁的 安全，并能夠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。具體施工步驟設(shè)計(jì)如下：
[0043] S101 :施工前，先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和業(yè)主提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，精確計(jì)算出基坑圍護(hù)結(jié) 構(gòu)的中心線角點(diǎn)坐標(biāo)（或轉(zhuǎn)角點(diǎn)坐標(biāo)），利用測(cè)量?jī)x器精確放樣出圍護(hù)結(jié)構(gòu)中心線，并進(jìn)行 坐標(biāo)數(shù)據(jù)復(fù)核，根據(jù)已知坐標(biāo)進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面軸線的交線定位，并進(jìn)行復(fù)核檢查。如圖2 所示，根據(jù)基坑1〇〇的開挖邊線和圍護(hù)結(jié)構(gòu)平面軸線，將基坑1〇〇的矩形平面劃分為四個(gè) 區(qū)，分別為圍合排列的A區(qū)、C區(qū)、B區(qū)和D區(qū)，其中，A區(qū)和B區(qū)位于基坑100的對(duì)角線的兩 端；
[0044] S102 :如圖3和圖7所示，用挖掘機(jī)沿開挖邊線開掘工作溝槽，工作溝槽的寬度和 深度根據(jù)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度和深度確定，沿工作溝槽施打兩排Φ700@1000雙軸水泥土 攪拌樁101，向雙軸水泥土攪拌樁101內(nèi)插入Η型鋼112形成工法樁，并在雙軸水泥土攪拌 樁101上固定混凝土圈梁102 ;雙軸水泥土攪拌樁101施工要求一樁一表，以便及時(shí)記錄雙 軸水泥土攪拌樁101的停打標(biāo)高，樁體施工采用"三噴四攪"工藝，保證雙軸水泥土攪拌樁 101的施工質(zhì)量；
[0045] S103 :如圖4和圖6所示，選擇Α區(qū)先進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，在Α區(qū)土方開挖前，在 A區(qū)內(nèi)布設(shè)輕型井點(diǎn)管108,輕型井點(diǎn)管108底端降至地面以下0. 5m?1. Om，使得連接在輕 型井點(diǎn)管108底端的過濾器109插入A區(qū)的透水層，輕型井點(diǎn)管108露出地面的頂端通過 集水總管與抽水設(shè)備連通，在施工過程中利用抽水設(shè)備將地下水從輕型井點(diǎn)管108內(nèi)不停 抽出，使地下水位降至坑底以下，直至施工完畢；
[0046] S104 :如圖5和圖7所示，開挖A區(qū)內(nèi)的土方，澆筑底板及底板上的牛腿103,在牛 腿103上架設(shè)Φ609Χ16πιπι鋼管斜撐104,水平間距6.0m?9.0m，鋼管斜撐104的上端固 定在混凝土圈梁102上，并在A區(qū)轉(zhuǎn)角部架設(shè)角撐105 ;
[0047] S105 :待A區(qū)施工結(jié)束并達(dá)到要求后，拆除A區(qū)內(nèi)的鋼管斜撐104,以及拔出A區(qū) 的雙軸水泥土攪拌樁101內(nèi)的Η型鋼112,鋼管斜撐104和Η型鋼112能夠循環(huán)應(yīng)用于B區(qū) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工；
[0048] S106 :重復(fù)上述步驟S103至S105,如此循環(huán)往復(fù)，按ΑΒ⑶的順序依次完成各分區(qū) 內(nèi)的施工，以形成整體的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0049] 針對(duì)本實(shí)施例的工程場(chǎng)地內(nèi)具有深厚淤泥質(zhì)軟土層，基坑面積大且深度淺的三個(gè) 典型特點(diǎn)，如采用工法樁懸臂或鉆孔灌注樁懸臂，樁端位于淤泥質(zhì)軟土層中，無法形成穩(wěn)定 的擋土結(jié)構(gòu)，若穿過淤泥質(zhì)軟土層，樁長(zhǎng)將達(dá)到25. Om，造價(jià)高，并且上述兩種圍護(hù)型式位移 大，很難滿足周邊環(huán)境的保護(hù)要求；如采用重力壩，壩體寬度和插入深度較大，部分區(qū)域沒 有重力壩的施工空間，重力壩位移和地表沉降難以控制，周邊環(huán)境保護(hù)要求難以滿足；如采 用鉆孔灌注樁+對(duì)撐，或者工法樁+對(duì)撐，對(duì)撐工程量巨大，且中間需設(shè)置許多立柱樁，工程 造價(jià)高，施工工期長(zhǎng)；如采用鉆孔灌注樁+斜撐，鉆孔灌注樁可回收性差，需采用攪拌樁或 高壓旋噴樁進(jìn)行止水，大面積基坑需要分區(qū)開挖，分區(qū)之間需進(jìn)行分隔圍護(hù)，鉆孔灌注樁+ 斜撐的圍護(hù)造價(jià)較高。
[0050] 而本發(fā)明的深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，采取對(duì)大面積 基坑進(jìn)行靈活分區(qū)的方式，各分區(qū)按順序依次進(jìn)行基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，以減小基坑開挖 的長(zhǎng)邊效應(yīng)；基坑開挖邊線內(nèi)施打雙排雙軸水泥土攪拌樁,并內(nèi)插Η型鋼形成工法樁，混凝 土圈梁固定于雙軸水泥土攪拌樁上形成一個(gè)整體，分區(qū)內(nèi)澆筑完成底板和牛腿后，使鋼管 斜撐的下端固定在牛腿上，其上端固定在混凝土圈梁上，混凝土圈梁為鋼管斜撐提供上部 支點(diǎn)，有效的控制基坑開挖引起的變形和位移，對(duì)周邊道路、管線和建筑形成有效的保護(hù)； 而且，工法樁具有擋土和止水的雙重效果，不需單獨(dú)施打止水樁，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益；尤 其重要的是，由于采取分區(qū)施工的方法，在當(dāng)前施工分區(qū)內(nèi)鋼管斜撐可以提前拆除并投入 循環(huán)使用，并且，當(dāng)前施工分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的Η型鋼也可根據(jù)施工情況提前拔 出，縮短了 Η型鋼的租賃期，由于鋼管斜撐和Η型鋼能夠在各分區(qū)的施工中循環(huán)使用，降低 了工程造價(jià)；分區(qū)土方開挖前，分區(qū)放坡平臺(tái)采取輕型井點(diǎn)持續(xù)降水，保持了邊坡的穩(wěn)定 性，降水與放坡相結(jié)合，替代分區(qū)間的分隔樁，進(jìn)一步降低了工程造價(jià)，解決了分區(qū)施工止 水、降水問題；此外，本發(fā)明基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度為1. 2m，小于基坑開挖邊線與用地紅線的 最小距離1.9米，將基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)控制在用地紅線以內(nèi)，保障了周邊環(huán)境的安全。綜上所 述，本發(fā)明基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法既能夠保證基坑安全，又利于基坑周邊環(huán)境的保護(hù)，同 時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)合理，施工便利，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
[0051] 請(qǐng)參閱圖7,步驟S104中，A區(qū)內(nèi)的土方分兩次開挖，土方開挖遵循對(duì)稱、跳倉、分 層、分塊開挖的原則，在A區(qū)邊緣內(nèi)側(cè)10m范圍內(nèi)留土形成開挖區(qū)域二（圖7中虛線所示區(qū) 域），開挖區(qū)域二包圍的區(qū)域?yàn)殚_挖區(qū)域一（圖中未示出），先挖除開挖區(qū)域一內(nèi)的土方，并 澆筑其下部底板一 106和固定于其上的牛腿103,完成鋼管斜撐104的架設(shè)后，再挖除開挖 區(qū)域二內(nèi)的留土，并澆筑其下部底板二107,底板一 106和底板二107組成A區(qū)下部的整體 底板。
[0052] 上述步驟S104中，在鋼管斜撐104架設(shè)前，A區(qū)坑邊應(yīng)預(yù)留足夠土坡，坡比不宜大 于1 :2,當(dāng)牛腿103的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，可在牛腿103及混凝土圈梁102 上開槽架設(shè)鋼管斜撐104,更佳的連接方式是，鋼管斜撐104的兩端分別與牛腿103及混凝 土圈梁102內(nèi)的預(yù)埋件焊接，焊接盡可能滿焊，焊縫高度為10_，確保連接可靠。鋼管斜撐 104的安裝應(yīng)對(duì)稱施工，鋼管斜撐104的支撐軸線標(biāo)高允許偏差不大于20mm，軸線平面位 置偏差不大于30mm，鋼管斜撐104的撓曲度不超過1/1000,其兩端標(biāo)高差不超過20mm或 1/600。鋼管斜撐104與混凝土圈梁102(即圍檁）焊接前必須加設(shè)預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力施加過 程中應(yīng)檢查鋼管斜撐104連接節(jié)點(diǎn)，必要時(shí)進(jìn)行加固；預(yù)應(yīng)力施加完畢在額定壓力穩(wěn)定后 予以鎖定。鋼管斜撐104安裝完畢后應(yīng)及時(shí)檢查各節(jié)點(diǎn)的連接狀況，確保符合預(yù)應(yīng)力施加 的要求，并且，鋼管斜撐104安裝經(jīng)驗(yàn)收后方可挖除開挖區(qū)域二的土。
[0053] 請(qǐng)繼續(xù)參閱圖7,步驟S105中，待底板二107的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80% 時(shí)，拆除A區(qū)內(nèi)的鋼管斜撐104。拆除前應(yīng)采取有效措施保護(hù)結(jié)構(gòu)梁板和主體地下室結(jié)構(gòu) 200的外墻，防止鋼管斜撐104拆除對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生不利影響，拆除應(yīng)分區(qū)、分塊進(jìn)行，鋼管 斜撐104與混凝土圈梁102連接處應(yīng)先給予鑿斷，避免大面積拆除鋼管斜撐104時(shí)，因密集 的振動(dòng)對(duì)鄰近建筑產(chǎn)生不利影響。上述的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求是指混凝土強(qiáng)度符合《混凝 土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定。
[0054] 上述步驟S105中，當(dāng)A區(qū)內(nèi)的主體地下室結(jié)構(gòu)200施工至標(biāo)高±0. 000,主體地下 室結(jié)構(gòu)200外墻與雙軸水泥土攪拌樁101之間回填密實(shí)后，間隔拔除A區(qū)的雙軸水泥土攪 拌樁101內(nèi)的Η型鋼112, Η型鋼112起拔采用液壓起拔機(jī)，Η型鋼112拔除后留下的空隙 應(yīng)及時(shí)注漿填充。由于Η型鋼112在Α區(qū)施工完成后即可拔出，而不必等待整個(gè)基坑圍護(hù) 結(jié)構(gòu)施工完成后拔出，有效的縮短了 Η型鋼的租賃期，在保證基坑安全、穩(wěn)定和周邊環(huán)境保 護(hù)的前提下，降低了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工程造價(jià)。
[0055] 優(yōu)選的，步驟S102中，混凝土圈梁102施工前，應(yīng)鑿除雙軸水泥土攪拌樁101上表 面泥漿、混凝土松軟層及凸出于樁體的混凝土，保證混凝土圈梁102與雙軸水泥土攪拌樁 101接觸密實(shí)?；炷寥α?02縱截面尺寸1100X700mm(長(zhǎng)X寬），其小于基坑開挖邊線 距離用地紅線的最近距離1. 9m，保障了基坑100周邊環(huán)境的安全。Η型鋼112是在雙軸水 泥土攪拌樁101施工結(jié)束后30min內(nèi)依靠自重插入樁體內(nèi)，且插入前須檢查Η型鋼112的 直線度及接頭焊接質(zhì)量，確保其滿足垂直度要求。
[0056] 上述步驟S102中，施工中嚴(yán)格控制攪拌鉆機(jī)的下沉速度和提升速度，確保攪拌時(shí) 間，根據(jù)雙軸水泥土攪拌樁101的設(shè)計(jì)深度，攪拌鉆機(jī)在鉆孔內(nèi)下沉和提升過程中，鉆頭下 沉速度為〇. 5?1. Om/min，提升速度為0. 5m/min，每根樁均應(yīng)勻速下鉆、勻速提升，鉆頭每 轉(zhuǎn)一圈的提升或下沉量為l〇mm?15mm。根據(jù)鉆頭下沉和提升的兩種不同速度，向鉆孔內(nèi)注 入水泥漿液，使水泥漿液與被加固土體均勻拌和，確保雙軸水泥土攪拌樁101在初凝前達(dá) 到充分?jǐn)嚢?，以保證雙軸水泥土攪拌樁101的加固質(zhì)量。根據(jù)深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)的土層 性質(zhì)，攪拌樁按照常規(guī)的水泥摻量無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，本實(shí)施例根據(jù)淤泥質(zhì)軟土地區(qū)的土 層參數(shù)的差別，定義雙軸水泥土攪拌樁101的水泥摻量為13%?16%。同時(shí)，攪拌過程中 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)壓漿泵的流量、泥漿比重、漿液配合比等，使理論數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相吻合，確 保樁體的成樁質(zhì)量。雙軸水泥土攪拌樁101采用標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)方式或單側(cè)擠壓連續(xù)方式施工， 當(dāng)相鄰樁施工時(shí)間超過10小時(shí)時(shí)，須采用復(fù)攪、或外包加樁、或高壓旋噴樁等對(duì)施工冷縫 進(jìn)行處理。本實(shí)施例中相鄰雙軸水泥土攪拌樁101之間搭接長(zhǎng)度不小于200mm，以保證基坑 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量。
[0057] 更佳的，步驟S104中，A區(qū)內(nèi)的土方沿縱向分層開挖，土方挖機(jī)、運(yùn)輸車輛直接進(jìn) 入A區(qū)作業(yè)時(shí)，為保證坡道穩(wěn)定，坡道坡度不宜大于1 :8,開挖的土方不得在臨近建筑及基 坑周邊影響范圍內(nèi)堆放，并應(yīng)及時(shí)外運(yùn)。當(dāng)A區(qū)開挖厚度大于4m時(shí)，應(yīng)二級(jí)放坡，臨時(shí)邊坡 坡度不大于1 :1. 5。坑底以上30cm土方應(yīng)采取人工修底的方式挖除，并防止坑底土體擾動(dòng)， 挖土到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)澆筑墊層，墊層澆至樁邊，無墊層坑底最大暴露面積不得 大于200m 2。鄰近開挖邊線的局部深坑（深度超過1.5m)應(yīng)在大面積墊層完成后開挖，嚴(yán)禁 一次開挖到底?；臃謮K開挖時(shí)，挖至坑底后，相應(yīng)分塊底板需在15天內(nèi)澆筑完成?；?邊超載應(yīng)控制在20kN/m 2以內(nèi)，并嚴(yán)格控制不均勻堆載；大量超載位置應(yīng)另行加固。鋼管斜 撐104所述區(qū)域土方應(yīng)分段開挖，盆式挖土，坑邊留土平臺(tái)寬度5. 0m?8. 0m。遵循先撐后 挖、限時(shí)支撐、嚴(yán)禁超挖的原則，無支撐暴露時(shí)間控制在48小時(shí)之內(nèi)，無支撐暴露長(zhǎng)度不大 于30m。挖土機(jī)械嚴(yán)禁碰撞工程樁、圍護(hù)樁、降水井管及支撐系統(tǒng)腰，挖土應(yīng)先掏空降水井 管、工程樁四周。主體地下室結(jié)構(gòu)200的外墻距離基坑開挖邊線800mm，為主體地下室結(jié)構(gòu) 200墻體混凝土澆筑施工提供合理的操作空間。
[0058] 本實(shí)施例工程場(chǎng)地內(nèi)地表水位較高，水系豐富，步驟S103中，輕型井點(diǎn)管108采 用直徑為38?55mm鋼管，相鄰輕型井點(diǎn)管108水平間距為1. 2?1. 5m ;成孔直徑不小于 300mm，成孔深度大于過濾器109底端埋深0. 5m ;50根輕型井點(diǎn)管108為一套相應(yīng)總管，單 套總管長(zhǎng)度宜為50?60m。過濾器109長(zhǎng)度為1?2m，過濾器109底端封閉，過濾器109 表面的進(jìn)水孔直徑10?15mm，中心距30?40mm ;過濾器109外壁采用雙層濾網(wǎng)包裹（內(nèi) 層40目、外層18目）緊密包裹，最外層由鐵絲纏繞包扎。過濾器109內(nèi)濾料采用干凈的中 粗砂，并回填密實(shí)，濾料回填頂面與地面高差不小于lm，濾料頂面與地面之間須采用粘土封 填密實(shí)。每套輕型井點(diǎn)管108設(shè)置完畢后,應(yīng)進(jìn)行試抽水，檢查管路連接處及每根輕型井點(diǎn) 管108周圍的密封質(zhì)量，輕型井點(diǎn)管108內(nèi)真空度不小于65kPa，抽出的地下水應(yīng)肉眼不見 泥砂、避免混濁。
[0059] 較為優(yōu)選的，A區(qū)土方開挖前，對(duì)其進(jìn)行降水疏干，預(yù)抽水時(shí)間不少于15天，且坑 內(nèi)水位應(yīng)降至開挖面以下0. 5m?1. Om。A區(qū)開挖過程中，在坑外和放坡平臺(tái)均設(shè)置地表排 水系統(tǒng)，避免地表水流入A區(qū)內(nèi)，地表排水系統(tǒng)包括外排水溝111、內(nèi)排水溝110和集水井 (圖中未示出），外排水溝111布置在開挖邊線外側(cè)0. 5m以外，并具有可靠的防滲措施，防 止由于雙軸水泥土攪拌樁101位移引起外排水溝111開裂損害，導(dǎo)致地表水深入基坑100 周圍土體中。內(nèi)排水溝110設(shè)置于A區(qū)內(nèi)土方放坡的坡頂上，以疏導(dǎo)坑內(nèi)明水；集水井沿外 排水溝111和內(nèi)排水溝110設(shè)置，且相鄰兩個(gè)集水井水平間距為30m?50m，集水井中的明 水采用抽水設(shè)備抽至地面，盲溝中宜回填級(jí)配礫石作為濾水層。
[0060] 本發(fā)明的施工方法，采用明溝排水和輕型井點(diǎn)降水相結(jié)合的降水思路，基坑進(jìn)行 分區(qū)降水，地面和坑底均設(shè)置排水溝進(jìn)行明溝排水，以保持基坑內(nèi)干燥的施工環(huán)境；坑內(nèi)分 區(qū)可用面積大，分區(qū)放坡平臺(tái)位置采用輕型井點(diǎn)持續(xù)降水，能夠保持邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)， 輕型井點(diǎn)降水與放坡相結(jié)合，替代傳統(tǒng)的中間分隔樁，降低了工程造價(jià)。
[0061] 更佳的，每個(gè)分區(qū)的邊長(zhǎng)d長(zhǎng)度為60m?80m，既能夠減小基坑開挖的長(zhǎng)邊效應(yīng)，又 便于施工。
[〇〇62] 上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā) 明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù) 范圍。
【權(quán)利要求】
1. 深厚淤泥質(zhì)軟土地區(qū)大面積基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，步驟如下： 步驟一：在基坑的開挖邊線內(nèi)將所述基坑的水平面劃分為至少四個(gè)分區(qū)； 步驟二：沿所述基坑的開挖邊線施打雙排雙軸水泥土攪拌樁，向所述雙軸水泥土攪拌 樁內(nèi)插入Η型鋼形成工法樁，并在所述雙軸水泥土攪拌樁上固定混凝土圈梁； 步驟三：在一個(gè)所述分區(qū)內(nèi)進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的土方開挖 前，在所述分區(qū)內(nèi)布設(shè)輕型井點(diǎn)管，所述輕型井點(diǎn)管底部設(shè)置的過濾器插入所述分區(qū)的透 水層，所述輕型井點(diǎn)管的頂端通過集水總管與抽水設(shè)備連通； 步驟四：開挖當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的土方，澆筑底板及底板上的牛腿，并在所述牛腿 上架設(shè)鋼管斜撐，所述鋼管斜撐的上端固定在所述混凝土圈梁上； 步驟五：待所述分區(qū)施工結(jié)束并達(dá)到要求后，拆除當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的所述鋼管 斜撐，以及拔出所述分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的所述Η型鋼，所述鋼管斜撐和所述Η型鋼 能夠循環(huán)應(yīng)用于下一個(gè)所述分區(qū)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工； 步驟六：重復(fù)上述步驟三至步驟五，如此循環(huán)往復(fù)，依次完成各個(gè)所述分區(qū)內(nèi)的施工， 以完成整體所述基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述步驟四中，當(dāng)前施工的所述分區(qū) 內(nèi)的土方分兩次開挖，所述分區(qū)邊緣內(nèi)側(cè)l〇m范圍內(nèi)留土形成開挖區(qū)域二，所述開挖區(qū)域 二包圍的區(qū)域?yàn)殚_挖區(qū)域一，先挖除所述開挖區(qū)域一內(nèi)的土方，并澆筑其下部底板一和牛 腿，架設(shè)鋼管斜撐后，再挖除所述開挖區(qū)域二內(nèi)的土方，并澆筑其下部底板二，所述底板一 和所述底板二組成當(dāng)前施工的所述分區(qū)下部的整體底板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步驟五中，當(dāng)所述牛腿的混凝土 強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，在所述牛腿及所述混凝土圈梁上開槽架設(shè)所述鋼管斜撐，或 者將所述鋼管斜撐的兩端分別與所述牛腿及所述混凝土圈梁內(nèi)的預(yù)埋件焊接連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步驟五中，當(dāng)所述底板二的混凝 土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的80%時(shí)，拆除當(dāng)前施工的所述分區(qū)內(nèi)的鋼管斜撐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述步驟五中，在當(dāng)前施工的所述分 區(qū)內(nèi)的主體地下室結(jié)構(gòu)施工至標(biāo)高±0. 〇〇〇,所述主體地下室結(jié)構(gòu)的外墻與所述雙軸水泥 土攪拌樁之間回填密實(shí)后，間隔拔除所述分區(qū)的雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)的所述Η型鋼，所述Η 型鋼拔除后留下的空隙注漿填充。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的施工方法，其特征在于：所述步驟二中，所述雙軸 水泥土攪拌樁的水泥摻量為13 %?16%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的施工方法，其特征在于：所述步驟四中，所述分區(qū) 內(nèi)的土方沿縱向分層開挖，當(dāng)所述分區(qū)的高度大于4m時(shí)，進(jìn)行二級(jí)放坡，所述分區(qū)的邊坡 坡度小于1 :1. 5。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的施工方法，其特征在于：所述步驟三中，相鄰所述 輕型井點(diǎn)管的水平間距為1. 2?1. 5m，其成孔直徑大于30mm，成孔深度大于所述過濾器底 端埋深0. 5m，所述過濾器的底端封閉，所述過濾器的外壁由雙層濾網(wǎng)緊密包裹，所述過濾器 表面的進(jìn)水孔直徑為10?15mm，所述進(jìn)水孔中心距為30?40mm。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的施工方法，其特征在于：所述步驟三中，所述圍 護(hù)單元還設(shè)有地表排水系統(tǒng)，所述地表排水系統(tǒng)包括外排水溝、內(nèi)排水溝和集水井，所述 外排水溝位于所述開挖邊線外側(cè)0. 5m以外，所述內(nèi)排水溝設(shè)置于所述圍護(hù)單元內(nèi)土方放 坡的坡頂上，所述集水井沿所述外排水溝和內(nèi)排水溝設(shè)置，且相鄰兩個(gè)集水井水平間距為 30m ?50m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的施工方法，其特征在于：每個(gè)所述分區(qū)的邊長(zhǎng)d 長(zhǎng)度為60m?80m。
【文檔編號(hào)】E02D3/10GK104110038SQ201410366394
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】陽吉寶, 吳順, 張會(huì)新, 孫海忠, 田全紅 申請(qǐng)人:上海市建工設(shè)計(jì)研究院有限公司