软土地区非对称深大基坑同步开挖的支护体系及实施方法技术

本发明专利技术公开了一种软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系及实施方法，非对称深大基坑由内部紧邻的深区与浅区组成，深、浅两区交界处围护结构的顶标高为浅区的基底，全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑，在浅区内与深区交界处预留一用于平衡所述若干道深区水平支撑水平传力的土体平台，土体平台两侧放坡至浅区基底，从而实现深、浅两区明挖顺筑同步施工，解决了由于功能需要造成开挖方式不对称导致的基坑内力及变形不均衡问题，确保非对称基坑的开挖实现安全、可靠、经济、环保，深、浅两区同步开挖能有效缩短工期、降低施工成本，且支护体系受力明确，深区内增设的各道水平支撑的水平力得到可靠传递，施工可行性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土工程设计与施工领域，尤其针对深厚淤泥质软土地层中的大型非对称深基坑工程在同步开挖工期要求下的新型支护体系及实施方法。
技术介绍
近年来，在对软土地区城市地下空间综合开发改造的过程中，由于利用深度的不同，出现了很多内部开挖深度不一致的非对称深大基坑。之前，针对基坑开挖降水过程中围护结构变形性状及其引起环境效应的研究大都基于开挖深度一致的对称基坑展开，然而非对称基坑支护体系不同部位的受力情况与变形影响等比普通基坑都要复杂得多。软土地区非对称深大基坑往往地处闹市区，周边环境复杂，甚至紧邻河道或地铁；地层基本为饱和含水流塑或软塑粘土层，孔隙比及压缩性大、抗剪强度低、灵敏度高；并且基坑形状不规则，单一的中心岛式或盆式土方开挖方案较难适用，工期紧迫时采用逆作土方暗挖虽然安全可靠，但是成本过高。目前，非对称深大基坑的开挖，主要是采用先深后浅的分区独立施工方法，没有实现深、浅区同步开挖施工，施工周期比较长，施工成本也比较高。因此，有必要探索研究该类深大基坑的设计思路和施工方法，以期达到安全、合理、经济、高效的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系及实施方法，通过全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑以及交界处预留土体平台的支护方式，解决了由于功能需要造成开挖方式 不对称导致的基坑内力及变形不均衡问题，确保基坑开挖的安全、可靠、经济、环保，实现深、浅两区同步开挖的进度要求，有效缩短工期，降低施工成本。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，所述非对称深大基坑由内部紧邻的深区与浅区组成，深、浅两区交界处围护结构的顶标高为所述浅区的基底，全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑，在浅区内与深区交界处预留一用于平衡所述深区内增设的若干道深区水平支撑水平传力的土体平台，所述土体平台两侧放坡至浅区基底，从而实现深、浅两区明挖顺筑同步施工。优选的，所述深、浅两区开挖深度分别为8-20m与3-7m。优选的，所述土体平台的宽度不宜小于浅区开挖深度的四倍。优选的，所述土体平台的放坡分层厚度不大于4m，分层坡度不大于1:2.0，坡面及平台表面均采用大于等于50厚内设φ6@200双向钢筋网的C20混凝土面层护坡，并垂直坡面设置长1m相邻间距不大于1m的φ12插筋，未注明单位均为mm。优选的，所述土体平台的坡顶布置用于提高土体强度的轻型降水井点。优选的，所述第一道水平支撑与深区内增设的所述若干道深区水平支撑均采用钢筋混凝土水平支撑，所述第一道水平支撑与深区内增设的所述若干道深区水平支撑均采用对撑、角撑结合边桁架的布置形式。优选的，基坑采用排桩围护体或地下连续墙作为周边及交界处围护结构。本专利技术还公开了一种软土地区非对称深大基坑同步开挖实施方法，采用如上所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，包括如下步骤：工况一，场地平整、进行围护结构、立柱桩及工程桩施工；工况二，全基坑表层开挖，统一浇筑第一道水平支撑；工况三，深区与浅区同时开始进行土方开挖，浅区内与深区交界处预留一用于平衡深区内后续施工的若干道深区水平支撑水平传力的土体平台，所述土体平台两侧放坡至浅区基底；工况四，深区内分层开挖并浇筑施工所述若干道深区水平支撑；同时，浅区内除土体平台以外的区域分块开挖并浇筑基础底板及换撑；工况五，深区内开挖至基底并浇筑施工基础底板及换撑，浅区内继续开挖施工除土体平台以外区域的地下结构；工况六，深区逐步施工完成地下结构并拆除所述若干道深区水平支撑后，在浅区内土体平台所在区域分块进行土方开挖并及时浇筑基础底板；工况七，深区继续施工地下结构，深、浅两区交界处地下结构连通，浅区开挖剩余区域至基底并浇筑施工基础底板及换撑；工况八，拆除基坑内第一道水平支撑，施工完成整个地下结构。优选的，根据经典土压力理论，采用竖向弹性地基梁法对基坑每步开挖、支撑架设及拆撑工况下的支护结构内力、变形及稳定性进行计算分析；同时采用数值分析的方法对基坑深、浅区交界处的全断面进行辅助模拟，并结合理论计算调整支护参数、优化设计，以确定基坑施工过程中土体平台的留设对支护结构的变形影响及周围环境的变化情况，进而提出各项监测标准。优选的，开挖阶段土体平台的坡顶超载限值20kPa，要求降低坑内水位和排除地表水，禁止地表水或基坑排除的水倒流回渗入基坑。由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术解决了
技术介绍
中的非对称深大基坑工程在设计、施工等方面存在的技术问题，其根据淤泥质软土地区的地质地层特征，在满足同步开挖工期要求的前提下，有针对性地选择科学安全、经济合理的支护设计方案，通过全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑以及交界处预留土体平台的支护方式，并采用与之相适应的施工方法，具体具有如下有益效果：(1)通过全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑以及交界处预留土体平台的支护方式，解决了由于功能需要造成开挖方式不对称导致的基坑内力及变形不均衡问题，基坑变形得到有效控制，周边环境保护效果好，基坑开挖过程中对周边道路、管线和建筑产生的影响均较小。(2)通过全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑以及交界处预留土体平台的支护方式，可以实现深、浅两区同步开挖，有效缩短了工程工期，大大提高了施工效率，也降低了技术措施费，实现了经济效益的最大化。(3)通过在浅区内与深区交界处预留土体平台，可以保证深区内增设的 若干道深区水平支撑的水平力得到可靠传递，支护体系受力明确，施工可行性、可操作性好，对软弱地层类似基坑工程的适应性较强。(4)由于可以同步施工，深、浅两区交界处的主体结构能够一次成型，避免了施工缝的留设，永久结构的整体性好。(5)基坑采用排桩围护体或地下连续墙作为周边及交界处围护结构，施工技术成熟，质量稳定，防渗漏效果良好，安全储备合理。附图说明图1为本专利技术一实施例中非对称深大基坑的平面示意图；图2为本专利技术一实施例中非对称深大基坑同步开挖支护体系深、浅两区交界处的剖面示意图；图3至图10为本专利技术一实施例中非对称深大基坑同步开挖实施方法工况流程示意图；图11为本专利技术一实施例的软土地区土层分布示意图。图中：1-深区、2-浅区、3-交界处围护结构、4-第一道水平支撑、5-深区水平支撑、6-土体平台、7-周边围护结构、8-轻型降水井点、9-底板、10-地下结构、11-换撑、12-工程桩、13-立柱桩。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其特征在于，所述非对称深大基坑由内部紧邻的深区与浅区组成，深、浅两区交界处围护结构的顶标高为所述浅区的基底，全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道深区水平支撑，在浅区内与深区交界处预留一用于平衡所述深区内增设的若干道深区水平支撑水平传力的土体平台，所述土体平台两侧放坡至浅区基底，从而实现深、浅两区明挖顺筑同步施工。

【技术特征摘要】
1.一种软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其特征在于，所述
非对称深大基坑由内部紧邻的深区与浅区组成，深、浅两区交界处围护结构的
顶标高为所述浅区的基底，全基坑统一布置第一道水平支撑，深区增设若干道
深区水平支撑，在浅区内与深区交界处预留一用于平衡所述深区内增设的若干
道深区水平支撑水平传力的土体平台，所述土体平台两侧放坡至浅区基底，从
而实现深、浅两区明挖顺筑同步施工。
2.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述深、浅两区开挖深度分别为8-20m与3-7m。
3.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述土体平台的宽度不宜小于浅区开挖深度的四倍。
4.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述土体平台的放坡分层厚度不大于4m，分层坡度不大于1:2.0；
坡面及平台表面均采用大于等于50厚内设φ6@200双向钢筋网的C20混凝
土面层护坡，并垂直坡面设置长1m相邻间距不大于1m的φ12插筋，未注明
单位均为mm。
5.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述土体平台的坡顶布置用于提高土体强度的轻型降水井点。
6.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述第一道水平支撑与深区内增设的所述若干道深区水平支撑均采
用钢筋混凝土水平支撑，所述第一道水平支撑与深区内增设的所述若干道深区
水平支撑均采用对撑、角撑结合边桁架的布置形式。
7.如权利要求1所述的软土地区非对称深大基坑同步开挖支护体系，其
特征在于，所述基坑采用排桩围护体或地下连续墙作为周边及交界处围护结
构。
8.一种软土地区非对称深大基坑同步开挖实施方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：林巧，钟铮，佘清雅，刘俊，张竹庭，
申请(专利权)人：上海建工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31