CN110685286A - 一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，包括以下步骤：步骤1、在道路旁进行基坑开挖至岩石层，进行放坡施工，形成第一基坑；步骤2、沿第一基坑的坑底边缘打设第一柱桩形成第一斜柱支撑；步骤3、在第一基坑的坑底处开挖岩石层形成第二基坑，进行放坡施工，然后进行锚杆支护；步骤4、沿第二基坑的坑底边缘打设第二柱桩形成第二斜柱支撑。本发明通过采用斜柱支护+锚杆支护+斜柱支护的方式来对深基坑的支护，解决了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护难、施工成本高、易出现安全隐患等问题，实现了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工，为支护施工领域提供了成功的实践经验。

Description

一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺

技术领域

本发明涉及基坑支护施工技术领域，特别涉及一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺。

背景技术

基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护与地下水控制的临时措施，基坑支护工程是个临时工程，设计的安全储备相对较小，但其造价高，开工数量多，技术复杂，是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点，同时也是降低工程造价，确保工程质量的重点。

基坑支护的形式主要有排桩支护、水泥挡土墙、土钉墙、地下连续墙支护、逆作拱墙等，一般地，这些基坑支护形式主要根据基坑深度不同而适用不同，然而，对于复杂地质条件下的深基坑支护，其地质条件基本是软硬地质分层出现，一直是施工方的重点和难点，而如何运用这些基坑支护形式，则需要根据深基坑具体复杂地质条件来确定。以申请人所承接的成兰铁路成都至川主寺段CLZF-2标工程为例，在修筑黄胜关及川主寺站房工程时，现场临时场地较狭窄，基坑开挖线距现场临时道路约50cm，基坑深度超过5m，地质条件复杂，地层上部为松散、湿度很高的土层，下部为坚硬紧凑的岩石层，如果采用常规的连续式垂直挡土板支撑(水平挡土板不适宜深度超过5m的基坑)，则由于土层只有2-3m和临近道路的原因，垂直挡土板并不能有效起到挡土作用，基坑壁也不适宜做成垂直式，土体在承压下易变形、坍塌，相应地，如果采用现有的排桩支护结构，则由于坚硬岩石层的存在，混凝土灌注桩受到的剪切力较大，也不能形成有效的支护作用。因此，传统单一的支护形式不能形成有效的支护结构，而如果组合使用支护形式，由于没有可以借鉴的实例，根据各个支护形式的特点，技术人员能够想到的是，采用连续式垂直挡土板支撑+排桩支护的方式来解决，然而该方式的主要缺点是，岩石层不是垂直放坡结构，导致岩石层边坡与排桩之间存在较大间隙，需要回填大量土体来填充，施工量大，后期清理麻烦，同时，由于深度较深，需要制作高度较高的灌注桩，施工成本高，并且，当边坡出现溃破和滚石时，排桩拦截剪切力受力过大，易出现安全隐患，因此，该方式也不适用，亟需开发一种适合复杂地质条件下，特别是边坡表面临近道路的情况下，深基坑支护的施工工艺。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，本发明采用斜柱支护+锚杆支护+斜柱支护的方式来对深基坑的支护，解决了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护难、施工成本高、易出现安全隐患等问题。

本发明采用的技术方案如下：一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在道路旁进行基坑开挖，直到基坑底部到达岩石层为止，同时对形成的基坑进行放坡施工，形成第一基坑；

步骤2、沿第一基坑的坑底边缘打设第一柱桩，在第一柱桩内侧支设挡土板并用第一斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实形成第一斜柱支撑；

步骤3、在第一基坑的坑底处开挖岩石层形成第二基坑，开挖起点距离第一斜柱支撑0.5-2m，开挖深度直至达到设计深度，同时对形成的基坑进行放坡施工，然后按照现有锚杆支护施工标准，对第二基坑的岩石边坡进行锚杆支护；

步骤4、沿第二基坑的坑底边缘打设第二柱桩，在第二柱桩内侧支设挡石板并用第二斜撑支顶形成第二斜柱支撑。

在上述方法中，首先，对于具有软硬地质结构的深基坑施工，采用分层开挖基坑的方式来做支护，通过分层支护的方式来解决不同地质条件的问题，由此避免同一支护结构不能适用不同地质条件的缺陷，进一步，通过设计采用斜柱支护+锚杆支护+斜柱支护的方式，在地质最上层采用斜柱支护，为路基提供侧面支撑的同时，避免了路基周围松散的基土在重压和雨水作用下坍塌的问题，减小了基坑对道路路基强度的影响，并且还能防止溃散的基土滚落至第二基坑内而影响施工，为第二基坑形成支护结构提供了良好施工条件，在岩石层(坚硬层)采用锚杆支护，主要是为了防止岩石层崩塌和大块岩石滚落的问题，同时配合第二基坑坑底处的斜柱支护，其不仅解决了第二基坑支护的问题，还避免了采用具有高柱桩结构的排桩支护的方式，大幅减少了回填土量和施工成本，排除了安全隐患，同时，在整体上也解决了组合使用各类支护结构时，各支护结构之间不能形成有效配合的问题，实现了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工，为支护施工领域提供了成功的实践经验。

进一步，考虑到岩石层边坡滚落的碎石会对第二斜柱支撑的柱桩形成冲击，特别是第二柱桩与基坑坑底连接处，其形成的应力集中程度较大，在挡石板与岩石层边坡之间填土夯实形成缓冲土层，以解决碎石冲击第二柱桩造成连接处应力集中的问题。

进一步，考虑到前期夯土回填和后期清场方便的问题，所述缓冲土层的回填高度为所第二述柱桩高度的2/5-3/5之间，在尽可能减少回填夯土量的同时，保证了缓冲土层能够起到的基本作用。

在本发明中，由于属于深基坑支护施工，因此，在岩石层部分，会出现岩石渗水的问题，为了便于排除该部分水，在岩石层边坡和第二基坑的坑底连接处开凿有排水沟，所述排水沟沿该连接处形成环形，排水沟的顶部铺设带通孔或通槽的盖板，所述缓冲土层位于盖板之上。岩石层边坡的渗水通过缓冲土层渗透至排水沟内，然后通过排水沟引流至排水处，解决了岩石渗水对基坑的不利影响。

进一步，为了更好地进行第二基坑的放坡施工，第二基坑的放坡施工的放坡坡度为1:0.25。

进一步，在步骤4中，锚杆施工优选为：在岩石立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与岩石结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在岩壁上，另一端锚固在岩石层中，由此形锚杆支护。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过采用斜柱支护+锚杆支护+斜柱支护的方式来对深基坑的支护，解决了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护难、施工成本高、易出现安全隐患等问题，实现了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工，为支护施工领域提供了成功的实践经验。

附图说明

图1是本发明的一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护结构示意图。图中标记：1为道路路基，2为第一基坑，3为第二基坑，4为岩石层，5为第一斜柱支撑，501为第一柱桩，502为挡土板，503为第一斜撑，504为木质撑桩，6为回填层，7为斜撑平台，8为锚杆支护，9为第二斜柱支撑，901为第二柱桩，902为挡石板，903为第二斜撑，10为缓冲土层，11为排水沟，12为基土层。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

实施例

以申请人承接的成兰铁路成都至川主寺段CLZF-2标工程为例，该工程共包括茂县站、镇江关站、松潘站、川主寺站、黄胜关站共5个站房，其中，在修筑黄胜关及川主寺站房工程时，现场临时场地较狭窄，基坑开挖线距现场临时道路约50cm，基坑深度超过5m，地质条件复杂，地层上部为松散、湿度很高的土层，下部为坚硬紧凑的岩石层，传统支护结构无法适用，本发明为了解决该问题，如图1所示，本发明采用的深基坑支护施工工艺包括以下步骤：

步骤1、在道路路基1旁进行基坑开挖，直到基坑底部到达岩石层5为止，即先挖2-3m直至挖穿相对柔软的基土层，同时对形成的基坑进行放坡施工，形成第一基坑2，放坡施工根据中的边坡坡度和坡度系数按照原设计要求选取，例如在本实施例中可采用1:0.5；

步骤2、沿第一基坑的边缘打设第一柱桩501，在第一柱桩501内侧支设挡土板502并用第一斜撑503支顶，挡土板内侧填土夯实形成第一斜柱支撑5，夯土层形成回填层6；

步骤3、在第一基坑2的坑底处开挖岩石层5形成第二基坑3，开挖起点距离第一斜撑0.5-2m(在本实施例中，开挖起点距离1.5m最为合适)，形成斜撑平台7，第二基坑3开挖深度达到设计深度3m，在开挖第二基坑3时，需对第二基坑3进行放坡施工，放坡施工的放坡坡度为1:0.25；

步骤4、按照现有锚杆支护施工标准，对第二基坑的岩石立壁进行锚杆支护8，即在岩石立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与岩石结合成抗拉力强的钢筋锚杆，钢筋锚杆一端固定在岩壁上，另一端锚固在岩石层中，通过锚杆支护来保护岩石边坡的稳定性(该钢筋锚杆支护为优选例，其也可采用其他锚杆支护结构，例如钢丝绳砂浆锚杆支护或管缝式锚杆支护)；

步骤5、沿第二基坑3的坑底边缘打设第二柱桩901，在第二柱桩901内侧支设挡石板902并用第二斜撑903支顶形成第二斜柱支撑9。

在上述施工工艺中，第一基坑2采用的第一斜柱支撑5为现有常见的斜柱支撑结构，其施工要求和施工操作按照现有标准执行即可，即将挡土板902定在第一柱桩501内侧，第一柱桩501外侧用第一斜撑503支顶，第一斜撑503底端在木质撑桩504上，挡土板502内侧回填土，在此不做详细描述。相应地，在第二基坑3采用的第二斜柱支撑也为现有常见的斜柱支撑结构，其按照现有施工标准执行即可。为了更好的使第二斜柱支撑发挥支撑挡石作用，挡土板502更换为材料强度更大的混凝土制或钢制挡石板902，其无需在挡石板902内侧回填形成回填层6。

进一步地，考虑到岩石层4边坡滚落的碎石会对第二斜柱支撑9的第二柱桩901形成冲击，特别是第二柱桩901与基坑坑底连接处，其形成的应力集中程度较大，如图1所示，在挡石板902与岩石层4边坡之间填土夯实形成缓冲土层10，以解决碎石冲击柱桩造成连接处应力集中的问题。

进一步地，考虑到前期夯土回填和后期清场方便的问题，所述缓冲土层10的回填高度为所述第二柱桩901高度的2/5-3/5之间，其可以选择2/5、5/10或者3/5，具体值根据实际情况选择，这样的设置方式可以尽可能减少回填夯土量的同时，保证了缓冲土层10能够起到的基本作用。

在本发明中，由于属于深基坑支护施工，因此，在岩石层4部分，会出现岩石渗水的问题，为了便于排除该部分水，在岩石层4边坡和第二基坑3的坑底连接处开凿有排水沟11，所述排水沟11沿该连接处形成环形，排水沟11的顶部铺设带通孔或通槽的盖板(图中未画出)，所述缓冲土层10位于盖板之上。岩石层4边坡的渗水通过缓冲土层10渗透至排水沟11内，然后通过排水沟11引流至排水处，解决了岩石渗水对基坑的不利影响。

在上述施工工艺中，其适用于在挖掘深基坑时存在软硬两种地层结构的深基坑支护施工，即是说，上述实施例中的岩石层换作较硬的土层时，其也是适用的，通过采用斜柱支护+锚杆支护+斜柱支护的方式来实现对深基坑的支护，解决了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护难、施工成本高、易出现安全隐患等问题，实现了复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工，为支护施工领域提供了成功的实践经验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在道路旁进行基坑开挖，直到基坑底部到达岩石层为止，同时对形成的基坑进行放坡施工，形成第一基坑；

步骤2、沿第一基坑的坑底边缘打设第一柱桩，在第一柱桩内侧支设挡土板并用第一斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实形成第一斜柱支撑；

步骤3、在第一基坑的坑底处开挖岩石层形成第二基坑，开挖起点距离第一斜柱支撑0.5-2m，开挖深度直至达到设计深度，同时对形成的基坑进行放坡施工，然后按照现有锚杆支护施工标准，对第二基坑的岩石边坡进行锚杆支护；

步骤4、沿第二基坑的坑底边缘打设第二柱桩，在第二柱桩内侧支设挡石板并用第二斜撑支顶形成第二斜柱支撑。

2.如权利要求1所述的复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，在挡石板与岩石层边坡之间填土夯实形成缓冲土层。

3.如权利要求2所述的复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，所述缓冲土层的回填高度为所第二述柱桩高度的2/5-3/5。

4.如权利要求1或3所述的复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，在岩石层边坡和第二基坑的坑底连接处开凿有排水沟，排水沟的顶部铺设带通孔或通槽的盖板，所述缓冲土层位于盖板之上。

5.如权利要求1所述的复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，第二基坑的放坡施工的放坡坡度为1:0.25。

6.如权利要求1所述的复杂地质条件下临近道路的深基坑支护施工工艺，其特征在于，在岩石立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与岩石结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在岩壁上，另一端锚固在岩石层中，由此形锚杆支护。

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