多层土方组合开挖施工方法

多层土方组合开挖施工方法

               姚冲亚1 徐军1丁玲2

1南京市第二基础工程有限责任公司 江苏南京 211800

2南京市六合水务局 江苏南京 211500

一、背景技术

深基坑工程是近年迅速发展起来的一个领域，由于高层建筑、地下空间的发展，深基坑工程逐渐凸显出基坑规模大、开挖深度深、周边环境复杂等特点，给岩土工程界提出了许多技术难题。随着基坑深度及规模的扩大，深基坑支护设计与施工的难度也逐步增加，其中桩锚支护体系在安全、经济等方面优势较为明显，使它广泛应用于深基坑支护工程中。土方开挖前，进行支护桩及冠梁的施工，随后冠梁及支护强度满足要求后开始逐步进行深基坑土方的开挖，土方在开挖过程中与锚索的施工协调进行。

近年来，全国大气污染综合治理形势逐渐严峻，大气污染综合治理被放在了尤为重要的地位，因此在建筑施工行业中，而每一层土方开挖对应一道锚索的施工，锚索张拉完成后，方可进行下一层土方的开挖。由于在管制期间内无法进行土方的外运，导致土方堆积较多而导致停工问题，使得整个施工进度较慢，施工周期延长，无法正常有序开展，严重制约生产进度。

因此在大气污染综合治理逐渐严格的形式下，如何实现桩锚支护体系下土方的快速外运是一个值得深思与亟需解决的问题。

二、技术方案

目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种多层土方组合开挖施工方法，以解决由于管制期间内无法进行土方外运导致停工的问题。

为实现上述目的，提供了一种多层土方组合开挖施工方法，将待开挖的基坑自上而下划分为若干层，所述施工方法包括如下步骤：

开挖第一层的边缘区域的土方并上翻至第一层的中心区域，以露出第一层的基坑壁，并于第一层的基坑壁处进行第一层的锚索施工；

开挖下一层的边缘区域的土方并上翻至位于顶层的中心区域，以露出下一层的基坑壁，于该下一层的基坑壁处进行下一层的锚索施工，并使开挖形成的中心区域的土方呈台阶状，重复该步骤直至完成整个基坑的土方开挖施工；

在施工过程中，于能够土方外运的期间，将堆积于位于顶层的中心区域的土方外运，在位于顶层的中心区域的土方运输完成后，开挖顶层的中心区域的土方并外运。

针对管制期间内无法运输土方的情况，先向下逐层地开挖边缘区域的土方，同时将边缘区域的土方逐层的上翻至位于顶层的中间区域的土方上，待能够土方外运时，将堆积于位于顶层的中心区域的土方外运、开挖顶层的中心区域的土方并外运。本发明的基坑开挖方式能够避免因无法外运土方而导致停工的问题，保障了施工进度不耽延。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，相邻两层中心区域中位于下层的中心区域顶面围绕位于上层的中心区域形成呈水平状的作业面；

在开挖下一层的边缘区域的土方时，提供挖掘设备，所述挖掘设备在上一层的中心区域的作业面上开挖下一层的边缘区域的土方，并将开挖的土方逐层地上翻到对应的上层作业面上，直至上翻至位于顶层的中心区域。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，所述中心区域的侧面自上而下呈向外的倾斜状。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，在将顶层的中心区域的土方开挖运输完成后，开挖当前每层的中心区域边缘部分的土方，以缩小每层的中心区域。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，在开挖第一层的边缘区域的土方时于运输土方的位置预留运输坡面，使所述运输坡面沿所述基坑的侧壁呈倾斜设置，并使所述运输坡面的顶端延伸至地面且底端延伸至位于顶层的中心区域；

在土方外运时，通过所述运输坡面将土方运输至所述基坑外。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，在开挖原先位于顶层的中心区域的土方时，开挖所述运输坡面以使所述运输坡面的底端延伸至新的位于顶层的中心区域。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，待锚索施工完成后，对所述锚索进行预应力张拉。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，待上一层的锚索预应力张拉完成之后，再开挖下一层的边缘区域的土方。

多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，在土方运输的同时，进行对应层的锚索施工或土方开挖。

三、附图说明

图1为多层土方组合开挖状态图。图2多层土方组合开挖施工中心区域的状态图。

符号说明：第一层的边缘区域10，第一层的中心区域20，第一层的锚索30，下一层的边缘区域的土方40，下一层的锚索50，作业面60，运输坡面70，挖掘设备80，新的位于顶层的中心区域90。

四、具体实施方式

一种多层土方组合开挖施工方法，在深基坑支护形式为桩锚支护体系的情况，充分利用土石方禁止外运的政策管控的间歇期，基坑内土方进行基坑内有组织转运，将基坑周圈锚索工作面区域需开挖的土方上翻至中心或其他区域，在不能大面外运土方的时间内，通过逐层土方倒转运方式，超前进行一道或多道锚索的施工，为土方管控期解除后快速出土提供先决条件。

下面结合附图对实施例多层土方组合开挖施工方法进行说明。

参见图，一种多层土方组合开挖施工方法，将待开挖的基坑自上而下划分为若干层，所述施工方法包括如下步骤：

S101：开挖第一层的边缘区域10的土方并上翻至第一层的中心区域20，以露出第一层的基坑壁，并于第一层的基坑壁处进行第一层的锚索30施工；

S102：开挖下一层的边缘区域40的土方并上翻至位于顶层的中心区域，以露出下一层的基坑壁，于该下一层的基坑壁处进行下一层的锚索50施工，并使开挖形成的中心区域的土方呈台阶状，重复该步骤直至完成整个基坑的土方开挖施工；

S103：在施工过程中，于能够土方外运的期间，将堆积于位于顶层的中心区域的土方外运，在位于顶层的中心区域的土方运输完成后，开挖顶层的中心区域的土方并外运。

在本实施例中施工方法采用台阶式的开挖方式，通过超前进行锚索的施工和超前基坑土方的组合开挖，为后续管制解除后土方的快速外运提供条件，减少了锚索技术间歇对土方施工的影响，实现快速连续出土，将管制期间导致的土方不能外运对工期的影响降到了最低。

参见图，本实施例中多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，相邻两层中心区域中位于下层的中心区域顶面围绕位于上层的中心区域形成呈水平状的作业面60；

在开挖下一层的边缘区域40的土方时，提供挖掘设备80，所述挖掘设备80在上一层的中心区域的作业面60上开挖下一层的边缘区域40的土方，并将开挖的土方逐层地上翻到对应的上层作业面60上，直至上翻至位于顶层的中心区域。

作业面60一方面是为挖掘设备80提供操作移动的空间，另一方面能够暂时的堆积挖出的下一层的边缘区域40的土方，并通过逐层地上翻土方，以将新挖出的下一层的边缘区域40的土方上翻至位于顶层的中心区域上。

参见图2，本实施例中多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，所述中心区域的侧面自上而下呈向外的倾斜状。方便挖掘设备80沿侧面的斜坡面在上下层间进行来回移动。

参见图2，本实施例中多层土方组合开挖施工方法的进一步改进在于，在将顶层的中心区域的土方开挖运输完成后，开挖当前每层的中心区域边缘部分的土方，以缩小每层的中心区域。

逐层地向下开挖使得中心区域自上而下与基坑间的间距越来越小，为了确保后期开挖新的土方能够有足够的空间进行锚索施工，在运输土方期间，将顶层的中心区域的土方挖除，同时对当前的每层的区域进行逐层的收缩，确保能够后续进行下一层的开挖和锚索施工。

五、有益效果

通过土方开挖整体思路的调整，超前进行下一道锚索的工作面开挖，将土上翻至中心岛区域，基坑两步土方组合开挖，立面形成三级倒土的台阶状的开挖工况。随着基坑支护锚索施工完成，结合多层开挖方式逐步形成多级倒土，错台退挖及中心出土的方式完成基坑土方开挖及外运。超前支护在大气污染管制期间进行，因此在解除土石方外运管控后可快速实现土方外运。在土方外运管控期间，通过超前开挖方式，超前进行锚索施工，由于土方运输较快，因此在管控解除后可一次完成大量的土方外运。