一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法与流程

1.本发明涉及基坑开挖技术领域，具体是一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的快速发展，与地铁同期共建的商业综合体建筑越来越多，该类工程基坑往往超长超深，坑内又有地铁贯穿，工况复杂，不仅施工难度大，同时在基坑安全稳定方面，特别是在地铁坑中坑开挖阶段，也对施工单位技术水平提出了更高的要求。
3.对于与地铁同期共建的超长超深基坑，一般采用分坑设计方式，将基坑分为常规开挖方式下变形可控的规模较小的基坑单元，随后分层大面开挖，待各个基坑单元地下结构施工完毕后，将大基坑内起分隔作用的围护结构破除，然后将各基坑单元地下结构连接成整体。
4.上述分坑设计方式，不仅基坑支护成本高，后期基坑内起分割作用的围护结构破除占用工期长，且地下结构不能一次施工完成，需额外留设施工缝，存在渗漏水隐患，影响使用功能。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术，为了减小与双地铁同期共建的超长超深基坑开挖期间时空效应对基坑安全的不利影响、避免因基坑分坑设计造成的成本增加、工期延长及后期地下结构二次施工存在的渗漏隐患等问题，本发明提出一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，以确保该类基坑施工期间围护结构的安全稳定。
6.本发明提供的一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，包括下述步骤：s1、基坑支护结构设置：在基坑的一侧设置地下连续墙支护，其余三侧设置灌注桩支护，外围设置水帷幕；在基坑内地铁线区域设置5道钢筋砼支撑，其余部位设置3道钢筋砼支撑，除角部钢筋砼支撑外，在其余钢筋砼支撑上均设置下坑混凝土斜坡栈桥，与支撑整体浇筑，用于基坑内土方外运；在首层栈桥上设置数个混凝土斜向栈桥板，用于布置垂直取土抓斗吊；s2、确定土方分段分层原则及开挖条件：根据基坑内钢筋砼支撑水平分布情况，将基坑土方沿水平方向划分为8个区段，每层各区段土方隔一挖一，将超长超深基坑人为分割成若干规模较小基坑；在基坑竖向层面上，根据基坑内钢筋砼支撑竖向布置情况，地铁线区域竖向将土方分为5层，其余区域竖向将土方分为3层；s3、各层土方区段划分、开挖顺序及开挖方法选择：a、第一层土方：a1、区段划分：第一层土方划分为8个区段，南北向对撑均在各个区段内，进一步细分为22个小段；a2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土；a3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车外运；取土点临近栈桥设置，钢板路辅助机械下坑，取
土点随开挖进度动态向栈桥边移动；b、第二层土方：b1、区段划分：第二层土方划分为8个区段，南北向对撑均在各个区段内，进一步细分为22个小段；b2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土；b3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用斜坡栈桥外运；取土点沿栈桥延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动；c、第三层土方：c1、区段划分：第三层土方结合底板后浇带位置，划分为8个区段，进一步细分为28个小段；c2、开挖顺序：采用岛式、跳仓开挖方式对称挖土；c3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用出土平台及斜坡栈桥外运；在斜坡栈桥底部修筑出土平台，取土点沿出土平台延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动；d、地铁线区域第四层土方：d1、区段划分：根据第三层土方区段划分原则，地铁线区域第四层土方划分为5个区段；d2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土；d3、开挖方法：在首层栈桥地铁线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内；e、地铁线区域第五层土方：e1、区段划分：地铁线区域第五层土方划分为5个区段；e2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土；e3、开挖方法：在首层栈桥地铁线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内；s4、土方开挖施工组织：场区渣土车辆进口与出口分开设置，保证渣土车辆进出现场互不干扰，提高土方外运效率；基坑内部取土点临近斜坡栈桥设置，便于外运；第1、2层土方开挖时，在靠近场区出口位置修筑上下基坑土坡道，提高土方外运效率。
7.优选的，s1中，所述水帷幕包括csm止水帷幕和三轴搅拌桩止水帷幕。
8.优选的，s2中，下层土方开挖需待上部支撑混凝土强度达到设计强度的80%及以上后，方可施工。
9.相对于现有技术，本发明的有益效果为：（1）取消分坑设计方案中起分割作用的围护结构，降低支护及后期破除成本；节约工期；不需额外留置施工缝，避免地下结构二次施工造成的渗漏水隐患。（2）分段开挖，将超长超深基坑划分为若干规模较小的基坑单元，可有效减小开挖期间时空效应对基坑安全的不利影响。（3）根据上部基坑及下部地铁坑中坑的不同特点，各层土方采用不同的开挖方式及开挖机械，提高开挖效率的同时，也保证了与双地铁同期共建超长超深基坑的安全稳定。
附图说明
10.图1是本发明实施例中基坑支护结构设置示意图。
11.图2是本发明实施例中钢筋砼支撑施工示意图。
12.图3是本发明实施例中下坑混凝土斜坡栈桥施工示意图。
13.图4是本发明实施例中混凝土斜向栈桥板施工示意图。
14.图5是本发明实施例中第一层土方施工示意图。
15.图6是本发明实施例中第二层土方施工示意图。
16.图7是本发明实施例中第三层土方施工示意图。
17.图8是本发明实施例中地铁5号线区域第四层土方、第五层土方施工示意图。
18.其中，1、混凝土栈桥板；2、混凝土斜向栈桥板；3、下坑混凝土斜坡栈桥；4、钢筋砼支撑。
具体实施方式
19.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
20.一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，包括下述步骤：s1、基坑支护结构设置：如图1所示，本实施例中基坑底部共计两条地铁线路（5号线、10号线）通过，与大基坑同期明挖建设，其中，地铁5号线南北向斜穿基坑，其基底深度比基坑深10m，地铁10号线东西向横穿基坑，其基底深度比基坑深3m，均为坑中坑开挖。基坑东西长640m，南北宽167m，在基坑的一侧设置地下连续墙支护，其余三侧设置灌注桩支护，外围设置csm止水帷幕+三轴搅拌桩止水帷幕。同时，如图2所示，在基坑内地铁5号线区域沿竖直方向设置5道钢筋砼支撑，其余部位设置3道钢筋砼支撑。如图3所示，除角部的钢筋砼支撑4外，在其余的钢筋砼支撑4上均设置下坑混凝土斜坡栈桥3，与支撑整体浇筑，用于基坑内土方外运；如图4所示，在首层的混凝土栈桥板1上设置数个混凝土斜向栈桥板2，用于布置垂直取土抓斗吊。
21.s2、确定土方分段分层原则及开挖条件：根据基坑内钢筋砼支撑水平分布情况，将基坑土方沿水平方向划分为8个区段（地铁5号线区域划分为5个区段），每层各区段土方隔一挖一，将超长超深基坑人为分割成若干规模较小基坑，能够有效减小超长超深基坑开挖过程中时空效应的影响；在基坑竖向层面上，根据基坑内钢筋砼支撑竖向布置情况，地铁5号线区域竖向将土方分为5层，其余区域竖向将土方分为3层，下层土方开挖需待上部支撑混凝土强度达到设计强度的80%及以上后，方可施工；s3、各层土方区段划分、开挖顺序及开挖方法选择：如图5所示，a、第一层土方：a1、区段划分：为保证基坑内支撑的整体性，第一层土方划分为8个区段，南北向对撑（角撑）均在各个区段内，同时，为实现基坑土方对称、平衡开挖，进一步细分为22个小段；a2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土；优先开挖1区中部、3-2、5-2、7-2区土方，开挖至第二道支撑底标高，随后施工该部位支撑，再同步开挖1区南北两侧、3-1、3-3、5-1、5-3、7-1、7-3区土方，随后进行对应部位支撑施工；待1、3、5、7区段支撑结构体系形成后，再进行2-2、4-2、6-2、8区中部土方开挖及对应部位支撑施工，随后同步开挖2-1、2-3、4-1、4-3、6-1、6-3、8区南北两侧土方及对应部位支撑施工；a3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车外运；取土点临近栈桥设置，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动。
22.如图6所示，b、第二层土方：b1、区段划分：为保证基坑内支撑的整体性，第二层土方划分为8个区段，南北向对撑（角撑）均在各个区段内，为实现基坑土方对称、平衡开挖，进一步细分为22个小段；b2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土，优先开挖斜坡栈桥
区域，施工斜坡栈桥板，打通二层土方外运通道，各区段优先开挖1区中部、3-2、5-2、7-2区土方，开挖至第三道支撑底标高，随后施工该部位支撑，再同步开挖1区南北两侧、3-1、3-3、5-1、5-3、7-1、7-3区土方，随后进行对应部位支撑施工；待1、3、5、7区段支撑结构体系形成后，再进行2-2、4-2、6-2、8区中部土方开挖及对应部位支撑施工，随后同步开挖2-1、2-3、4-1、4-3、6-1、6-3、8区南北两侧土方及对应部位支撑施工；b3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用斜坡栈桥外运；取土点沿栈桥延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动。
23.如图7所示，c、第三层土方：c1、区段划分：为实现地铁5号线区域以外大底板尽快浇筑，保证基坑安全稳定，第三层土方结合底板后浇带位置，划分为8个区段，为实现基坑土方对称、平衡开挖，提高土方外运效率，进一步细分为28个小段；c2、开挖顺序：采用岛式、跳仓开挖方式对称挖土，各区段优先开挖a-1、a-3、a-4、c-1、c-4、e-1、e-3、g-1、g-3区土方，开挖至基础底板底部及地铁5号线区域第四道支撑底标高，随后施工该部位基础底板及支撑，再同步开挖a-2、c-2、c-3、e-2、g-2区土方，随后进行对应部位基础底板及支撑施工；待a、c、e、g区段基础底板及支撑施工完成后，再进行b-1、b-4、d-1、d-4、f-1、f-3、h-1、h-3区土方开挖及对应部位基础底板和支撑施工，随后同步开挖b-2、b-3、d-2、d-3、f-2、h-2区土方及对应部位基础底板和支撑施工；c3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用出土平台及斜坡栈桥外运；在斜坡栈桥底部修筑出土平台，取土点沿出土平台延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动。
24.如图8所示，d、地铁5号线区域第四层土方：d1、区段划分：根据第三层土方区段划分原则，地铁5号线区域第四层土方划分为5个区段；d2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土，优先开挖c、e、g区土方，开挖至地铁5号线区域第五道支撑底标高，随后施工该部位支撑；待c、e、g区段支撑施工完成后，再进行d、f区土方开挖及对应部位支撑施工；d3、开挖方法：在首层栈桥地铁5号线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内。
25.如图8所示，e、地铁5号线区域第五层土方：e1、区段划分：地铁5号线区域第五层土方划分为5个区段；e2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土，优先开挖c、e、g区土方，开挖至地铁5号线区域基础底板底标高，随后施工该部位基础底板；待c、e、g区基础底板施工完成后，再进行d、f区土方开挖及对应部位基础底板施工；e3、开挖方法：在首层栈桥地铁5号线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内。
26.s4、土方开挖施工组织：场区渣土车辆进口与出口分开设置，保证渣土车辆进出现场互不干扰，提高土方外运效率；基坑内部取土点临近斜坡栈桥设置，便于外运；第1、2层土方开挖时，在靠近场区出口位置修筑上下基坑土坡道，提高土方外运效率。
27.以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

技术特征：
1.一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，其特征在于，包括下述步骤：s1、基坑支护结构设置：在基坑的一侧设置地下连续墙支护，其余三侧设置灌注桩支护，外围设置水帷幕；在基坑内地铁线区域设置5道钢筋砼支撑，其余部位设置3道钢筋砼支撑，除角部钢筋砼支撑外，在其余钢筋砼支撑上均设置下坑混凝土斜坡栈桥，与支撑整体浇筑，用于基坑内土方外运；在首层栈桥上设置数个混凝土斜向栈桥板，用于布置垂直取土抓斗吊；s2、确定土方分段分层原则及开挖条件：根据基坑内钢筋砼支撑水平分布情况，将基坑土方沿水平方向划分为8个区段，每层各区段土方隔一挖一，将超长超深基坑人为分割成若干规模较小基坑；在基坑竖向层面上，根据基坑内钢筋砼支撑竖向布置情况，地铁线区域竖向将土方分为5层，其余区域竖向将土方分为3层；s3、各层土方区段划分、开挖顺序及开挖方法选择：a、第一层土方：a1、区段划分：第一层土方划分为8个区段，南北向对撑均在各个区段内，进一步细分为22个小段；a2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土；a3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车外运；取土点临近栈桥设置，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动；b、第二层土方：b1、区段划分：第二层土方划分为8个区段，南北向对撑均在各个区段内，进一步细分为22个小段；b2、开挖顺序：采用盆式、跳仓开挖方式对称挖土；b3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用斜坡栈桥外运；取土点沿栈桥延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动；c、第三层土方：c1、区段划分：第三层土方结合底板后浇带位置，划分为8个区段，进一步细分为28个小段；c2、开挖顺序：采用岛式、跳仓开挖方式对称挖土；c3、开挖方法：支撑下土方采用小挖机掏土，倒运至支撑外，大挖机转运至取土点装车，利用出土平台及斜坡栈桥外运；在斜坡栈桥底部修筑出土平台，取土点沿出土平台延伸至基坑内，钢板路辅助机械下坑，取土点随开挖进度动态向栈桥边移动；d、地铁线区域第四层土方：d1、区段划分：根据第三层土方区段划分原则，地铁线区域第四层土方划分为5个区段；d2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土；d3、开挖方法：在首层栈桥地铁线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内；e、地铁线区域第五层土方：e1、区段划分：地铁线区域第五层土方划分为5个区段；e2、开挖顺序：采用跳仓开挖方式对称挖土；e3、开挖方法：在首层栈桥地铁线对应区域布置码头吊垂直取土，取出土方直接装车外运；坑内采用小挖机协助倒土，倒运至码头吊取土范围内；s4、土方开挖施工组织：场区渣土车辆进口与出口分开设置，保证渣土车辆进出现场互不干扰，提高土方外运效率；基坑内部取土点临近斜坡栈桥设置，便于外运；第1、2层土方开挖时，在靠近场区出口位置修筑上下基坑土坡道，提高土方外运效率。2.如权利要求1所述的与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，其特征在于，s1中，所述水帷幕包括csm止水帷幕和三轴搅拌桩止水帷幕。
3.如权利要求1或2所述的与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，其特征在于，s2中，下层土方开挖需待上部支撑混凝土强度达到设计强度的80%及以上后，方可施工。

技术总结
本发明提供一种与双地铁同期共建的超长超深基坑分段分层开挖方法，包括基坑支护结构设置、确定土方分段分层原则及开挖条件、各层土方区段划分、开挖顺序及开挖方法选择、土方开挖施工组织等步骤。本发明在提高开挖效率的同时，也保证了与双地铁同期共建超长超深基坑的安全稳定。的安全稳定。的安全稳定。


技术研发人员：景国涛 白军 陈刚 马怀章 褚春波 全有维 王晓峰 李朝智 张怀奎
受保护的技术使用者：中建八局第三建设有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/7/12