阅读说明：本技术 适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构及其施工方法 (High-pressure-bearing circular deep foundation pit structure suitable for water-rich sand-gravel layer and construction method thereof ) 是由 宋建禹 王金龙 张礼仁 吕延豪 张海涛 郑凯 游龙飞 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构,包括圆形的基坑以及沿基坑的侧壁布设的地连墙,地连墙包括沿圆形方向依次布设的多个槽段以及浇筑于槽段中的混凝土,每一槽段卡进与其相邻的槽段的槽口中。还提供一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑的施工方法,包括步骤S1-S6。本发明通过设置圆形的地连墙,充分利用了圆筒形结构的“拱效应”,使地连墙的各槽段相互挤压约束形成整体共同作用,适于开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程,采用圆形基坑的水下开挖方式可有效提高现场施工效率、防止基底突涌的发生,能改善地连墙的受力与变形状态,保证了基坑的开挖安全,提高了基坑的开挖进度。(The invention relates to a high-pressure-bearing circular deep foundation pit structure suitable for a water-rich sand-egg layer, which comprises a circular foundation pit and a ground connecting wall arranged along the side wall of the foundation pit, wherein the ground connecting wall comprises a plurality of groove sections which are sequentially arranged along the circular direction and concrete poured in the groove sections, and each groove section is clamped into a notch of the adjacent groove section. The construction method suitable for the water-rich sand-egg layer high-pressure-bearing circular deep foundation pit comprises the steps of S1-S6. The invention makes full use of the arch effect of the cylindrical structure by arranging the circular diaphragm wall, so that all groove sections of the diaphragm wall are mutually extruded and restrained to form the integral combined action, the diaphragm wall is suitable for foundation pit engineering with large excavation depth, large thickness and burial depth of the bearing water-bearing layer and difficult penetration of a waterproof curtain through the bearing water-bearing layer, the underwater excavation mode of the circular foundation pit can effectively improve the field construction efficiency, prevent the occurrence of base inrush, improve the stress and deformation state of the diaphragm wall, ensure the excavation safety of the foundation pit and improve the excavation progress of the foundation pit.)

适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通施工和市政工程施工技术领域，具体为一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构及其施工方法。

背景技术

在城市轨道交通施工领域和市政工程施工领域对大量受承压水影响的深基坑工程，基坑形状一般为近似方形，基坑开挖采取隔水、降压或坑底加固封底等技术措施。以上广泛采用的基坑形状和技术措施对开挖深度较小、隔水帷幕能完全穿透承压含水层的基坑工程是适用的。但对于开挖深度大、承压含水层的厚度及埋深均极大导致隔水帷幕难以穿透承压含水层、基坑开挖影响范围内存在对沉降极为敏感的建(构)筑物的深基坑工程，考虑方形基坑受力后变形大、自稳性差，基坑在开挖过程中需承受巨大的水压力和土压力，采用常规的承压水处置措施及施工方案已难以满足实际工程需要。方形基坑内部需设置至少两道钢筋混凝土腰梁及相应的钢筋混凝土内支撑，这些钢筋混凝土内支撑会严重影响到现场基坑开挖设备选择以及基坑开挖进度，如果内支撑受现场施工碰撞导致变形，极容易引起围护结构破坏，从而导致钢筋混凝土内支撑体系的失效，从而造成整个基坑的坍塌。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构及其施工方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构，包括圆形的基坑以及沿基坑的侧壁布设的地连墙，所述地连墙包括沿圆形方向依次布设的多个槽段以及浇筑于所述槽段中的混凝土，每一所述槽段卡进与其相邻的槽段的槽口中。

进一步，还包括位于所述基坑上部的止水干开挖区段以及位于所述基坑下部的水下开挖区段，所述地连墙贯通所述止水干开挖区段和所述水下开挖区段。

进一步，所述止水干开挖区段中的地连墙的内外侧均设加固体。

进一步，所述水下开挖区段中设有抽取设备和滤水回灌设备。

进一步，还包括设于所述止水干开挖区段中的地连墙表面的止水帷幕。

进一步，所述止水干开挖区段中的地连墙上设有顶冠梁。

进一步，所述基坑外设置有多级沉淀池。

进一步，所述基坑内设置有降水井。

本发明实施例提供另一种技术方案：一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑的施工方法，包括如下步骤：

S1，向下开挖圆形的基坑前，先施工圆形的地连墙，并于所述地连墙上方施作顶冠梁；

S2，施作降水井进行疏干降水，待确保坑内水位降到设计标高后于圆形的地连墙围合的区域内向下开挖圆形的基坑；

S3，由上而下依次分层开挖，并在开挖的过程中沿高度方向于所述地连墙的侧壁上依次间隔浇筑多道钢筋混凝土环梁；

S4，待开挖至第一级基坑底，且待最后一道环梁达到设计强度后，向坑内灌水；

S5，水下开挖至第二级基坑底，并水下分层浇筑封底混凝土；

S6，待封顶混凝土达到设计强度后，排除坑内的泥浆，从下往上分段分层进行坑内主体结构的施工，并逐步拆除钢筋混凝土环梁。

进一步，在施工圆形的地连墙前，对施工场地进行平整，进行基坑内外侧加固。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置圆形的地连墙，充分利用了圆筒形结构的“拱效应”，使地连墙的各槽段相互挤压约束形成整体共同作用，适于开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程，采用圆形基坑的水下开挖方式可有效提高现场施工效率、防止基底突涌的发生，并能改善地连墙的受力与变形状态，保证了基坑的开挖安全，提高了基坑的开挖进度，降低了基坑开挖成本。

2、相对现有方形基坑内部设置至少两道钢筋混凝土腰梁及相应的钢筋混凝土内支撑来说，本申请的圆形基坑内部采用圆形的钢筋混凝土环梁作为基坑支护结构，可以避免方形基坑中存在的风险。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构的地连墙的示意图；

图3为图2的局部放大示意图；

附图标记中：1-地连墙；10-槽段；2-止水帷幕；3-顶冠梁；4-降水井；5-第一级基坑底；6-第二级基坑底；70-第一道环梁；71-第二道环梁；A-地面标高；B-坑外水位线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1、图2和图3，本发明实施例提供一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑结构，包括圆形的基坑以及沿基坑的侧壁布设的地连墙1，所述地连墙1包括沿圆形方向依次布设的多个槽段10以及浇筑于所述槽段10中的混凝土，每一所述槽段10卡进与其相邻的槽段10的槽口中。在本实施例中，如图1和2所示，P1、P2以及P3对应的三个槽段10沿圆形方向段互相挤压，其中P3在P1和P2之间，然后P1和P2再分别与其临近的S槽段挤压，以上，可以将它们看成一个单元，整个围护结构由若干个上述单元组合而成圆形，那么，沿着圆形的基坑的侧壁布设的连续墙也是圆形的，通过设置圆形的地连墙1，充分利用了圆筒形结构的“拱效应”，使地连墙1的各槽段10相互挤压约束形成整体共同作用，适于开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程，采用圆形基坑的水下开挖方式可有效提高现场施工效率、防止基底突涌的发生，并能改善地连墙1的受力与变形状态，保证了基坑的开挖安全，提高了基坑的开挖进度，降低了基坑开挖成本。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，本结构还包括位于所述基坑上部的止水干开挖区段以及位于所述基坑下部的水下开挖区段，所述地连墙1贯通所述止水干开挖区段和所述水下开挖区段。利用现有的开挖常规的分级开挖方法，可以提高工作效率。

进一步优化上述方案，请参阅图1，所述止水干开挖区段中的地连墙1的内外侧均设加固体。在本实施例中，加固体包括高压旋喷桩，加固深度一致，基坑内、外槽壁高压旋喷桩加固深度比常规止水干开挖区段深度深2～3米。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1，所述水下开挖区段中设有抽取设备和滤水回灌设备。优选的，本基坑结构还包括设于所述止水干开挖区段中的地连墙1表面的止水帷幕2。所述止水干开挖区段中的地连墙1上设有顶冠梁3。所述基坑外设置有多级沉淀池。所述基坑内设置有降水井4。在本实施例中，在水下开挖至坑底后，采用抽取设备和滤水回灌设备对坑底进行处理。通过止水帷幕2形成在止水干开挖区段的围护结构，便于向下开挖。在浇筑地连墙1后，在地连墙1上施工顶冠梁3，便于接下来的分层开挖。基坑外设置多级沉淀池，在开挖过程中需保持坑内液面不变且高于坑外地下水位不小于1米。设置降水井4进行疏干降水，确保坑内水位降到设计标高后方可进行后续开挖。

实施例二：

本实施例是与上述实施例一一致的施工方法。

本发明实施例提供一种适用于富水砂卵层高承压圆形深基坑的施工方法，包括如下步骤：S1，向下开挖圆形的基坑前，设地面标高A，先施工圆形的地连墙1，并于所述地连墙1上方施作顶冠梁3；S2，施作降水井4进行疏干降水，待确保坑内水位降到设计标高后于圆形的地连墙1围合的区域内向下开挖圆形的基坑；S3，由上而下依次分层开挖，并在开挖的过程中沿高度方向于所述地连墙1的侧壁上依次间隔浇筑多道钢筋混凝土环梁；S4，待开挖至第一级基坑底5，且待最后一道环梁达到设计强度后，向坑内灌水；S5，水下开挖至第二级基坑底6，并水下分层浇筑封底混凝土；S6，待封顶混凝土达到设计强度后，排除坑内的泥浆，从下往上分段分层进行坑内主体结构的施工，并逐步拆除钢筋混凝土环梁。优选的，地连墙1包括沿圆形方向依次布设的多个槽段10以及浇筑于所述槽段10中的混凝土，每一所述槽段10卡进与其相邻的槽段10的槽口中。在本实施例中，如图1和2所示，P1、P2以及P3对应的三个槽段10沿圆形方向段互相挤压，其中P3在P1和P2之间，然后P1和P2再分别与其临近的S槽段挤压，以上，可以将它们看成一个单元，整个围护结构由若干个上述单元组合而成圆形，那么，沿着圆形的基坑的侧壁布设的连续墙也是圆形的，通过设置圆形的地连墙1，充分利用了圆筒形结构的“拱效应”，使地连墙1的各槽段10相互挤压约束形成整体共同作用，适于开挖深度大、承压含水层厚度及埋深均极大而导致隔水帷幕难以穿透承压含水层的基坑工程，采用圆形基坑的水下开挖方式可有效提高现场施工效率、防止基底突涌的发生，并能改善地连墙1的受力与变形状态，保证了基坑的开挖安全，提高了基坑的开挖进度，降低了基坑开挖成本。相对现有方形基坑内部设置至少两道钢筋混凝土腰梁及相应的钢筋混凝土内支撑来说，每一所述钢筋混凝土环梁均环设在地连墙1的侧壁上，形成的环形与圆形一致，采用圆形的钢筋混凝土环梁作为基坑支护结构，可以避免方形基坑中存在的风险。优选的，在设置钢筋混凝土环梁前，需在止水干开挖区段内部进行受力计算，根据计算结果分析合适的强度的钢筋混凝土环梁，再使其与地连墙1行车内支撑体系。

作为本发明实施例的优化方案，在施工圆形的地连墙1前，对施工场地进行平整，进行基坑内外侧加固。在本实施例中，加固采用高压旋喷桩，对侧壁和端头进行加固，加固深度一致。基坑内、外设置的高压旋喷桩加固深度比常规止水干开挖区段开挖深度深2～3米。

作为本发明实施例的优化方案，在基坑开挖前施作降水井4进行疏干降水，确保坑内水位降到设计标高后方可进行后续开挖。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S3步骤中，待顶冠梁3达到设计强度后，由上而下依次分层开挖第一道环梁70下方500mm处，及时浇筑第一道环梁70并养护；待第一道环梁70达到设计强度后，由上而下依次分层开挖至第二道环梁71下方500mm处，及时浇筑第二道环梁71并养护。重复该步骤，直至开挖至第一级基坑底5部。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S5步骤中，水下由上而下依次分层开挖至基坑底部设计标高，在开挖过程中需保持坑内液面不变且高于坑外地下水位B不小于1米。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S5步骤和S6步骤之间，水下开挖至坑底后及时对坑底进行平整，对坑底障碍物、残留泥砂和地连墙1内壁进行清理，确保坑底无沉渣、地连墙1内壁无泥沙残留，随后水下分层浇筑封底混凝土至设计标高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。