本發(fā)明屬于基坑設計施工技術領域，具體涉及一種利用水壓力支護的基坑修建方法。

背景技術：

采用明挖法施工地下工程時，一般在基坑(特別是軟土地區(qū))開挖前，需要在地面沿基坑周邊施工豎向的圍護結(jié)構(如地下連續(xù)墻，鉆孔灌注樁等)，待圍護結(jié)構強度達到要求后才能開挖，否則可能由于土體失穩(wěn)造成基坑垮塌?；娱_挖后，圍護結(jié)構下部嵌固在土中，上部一側(cè)擋土，一側(cè)臨空，成為一種懸臂結(jié)構，其結(jié)構內(nèi)力隨開挖深度增加而增大。當基坑深度達到一定深度時，單純依靠圍護結(jié)構承受外部水土壓力不安全也不經(jīng)濟，故一般需對圍護結(jié)構加相應的支撐以達到改善圍護結(jié)構受力的目的。

現(xiàn)有工程施工中多采用混凝土內(nèi)支撐或鋼管內(nèi)支撐來提供額外支撐力(如圖1所示)，但某些情況下由于受施工工藝制約，無法在基坑內(nèi)部采用支撐，如基坑內(nèi)主體結(jié)構采用裝配式結(jié)構時。由于該種裝配式結(jié)構的構件在基坑外預制，待達到設計強度后，直接吊放至基坑內(nèi)拼裝，此時基坑內(nèi)不能留有內(nèi)支撐，否則結(jié)構無法拼裝。裝配式結(jié)構具有施工質(zhì)量好、速度快、現(xiàn)場作業(yè)少、環(huán)保等優(yōu)點，是國家大力推廣采用的結(jié)構，但用于地下工程時，需要基坑提供充足的作業(yè)空間。

目前，對于無法采用內(nèi)支撐的基坑，一般是在基坑開挖到一定深度后，從坑內(nèi)斜向鉆孔施工錨索，利用錨索張拉的拉力作用于圍護結(jié)構上，起到基坑支撐的作用(如圖2所示)。但是錨索方案因存在以下問題：1)軟土地層無法提供足夠的錨固力，且蠕變大，故不適用于軟土；2)錨索與圍護結(jié)構的作用過程中，需通過承壓板、夾片、錨環(huán)等組成的錨具來錨固，錨具會侵入基坑內(nèi)，影響坑內(nèi)結(jié)構的布置和施工；3)當圍護結(jié)構為鉆孔灌注樁等柱狀結(jié)構時，因無法做到單樁錨固，一般需在圍護結(jié)構內(nèi)設置腰梁等結(jié)構，從而進一步占用坑內(nèi)空間，造成結(jié)構和空間的浪費；4)錨索由于長度較大，容易侵入基坑外其他建筑的紅線內(nèi)，在基坑距離建筑紅線較近時無法實施；5)錨索本身不易回收，留置于地層內(nèi)后不利于周邊臨近地下空間的日后開發(fā)。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供一種利用水壓力支護的基坑修建方法，其通過合理利用水壓力實現(xiàn)基坑內(nèi)外水壓差來保證基坑結(jié)構受力平衡，實現(xiàn)基坑完全無支撐施工，其可以解決目前利用錨索等支護方案帶來的占用坑內(nèi)空間、支護效果不好等問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供一種利用水壓力支護的基坑修建方法，包括如下步驟：

s1在基坑周邊施工圍護結(jié)構，并確定基坑場地處的地下水位；

s2根據(jù)地下水位的埋深即地下水位至地表的深度，對基坑內(nèi)水位進行調(diào)整，使得基坑內(nèi)水位高于基坑外水位，并以此形成基坑內(nèi)外水位差；

s3利用基坑內(nèi)外水位差使基坑圍護結(jié)構內(nèi)側(cè)的水土壓力高于外側(cè)水土壓力，以此作為支護，實現(xiàn)圍護結(jié)構的受力平衡；

s4按計算確定的內(nèi)外水位差進行基坑開挖，并在基坑開挖過程中通過逐步降水或往基坑內(nèi)灌水保持內(nèi)外水位差，直至開挖至坑底，完成基坑修建。

作為本發(fā)明的進一步改進，在地下水位埋深較小時，在基坑開挖前先在基坑外側(cè)布設降水井，以降低基坑外側(cè)周邊的地下水水位，使基坑內(nèi)水位高于基坑外水位。

作為本發(fā)明的進一步改進，當?shù)叵滤宦裆钶^大時，在開挖過程中向基坑內(nèi)灌水，使基坑內(nèi)水位高于基坑外水位。

作為本發(fā)明的進一步改進，在基坑內(nèi)有水的情況下進行內(nèi)部主體結(jié)構拼裝，并回填主體結(jié)構與圍護結(jié)構之間的空隙，完成全部主體結(jié)構在基坑內(nèi)的拼裝。

作為本發(fā)明的進一步改進，可以在內(nèi)部主體結(jié)構頂板以上的不受限空間設置圍護結(jié)構的內(nèi)支撐結(jié)構，以進一步優(yōu)化圍護結(jié)構的受力。

總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果：

(1)本發(fā)明的基坑修建方法通過合理調(diào)整地下水與基坑內(nèi)水位的高度差，創(chuàng)造性地利用水壓差實現(xiàn)對基坑圍護的支護，基坑可以采用水下開挖，利用基坑內(nèi)外水壓差來保證基坑結(jié)構受力平衡，從而可以在有效保持基坑結(jié)構平衡的情況下極大節(jié)約基坑內(nèi)空間占用；

(2)本發(fā)明的基坑修建方法利在基坑開挖過程中，可不采用支撐，或僅在內(nèi)部結(jié)構頂板以上空間設置內(nèi)支撐，不會對周邊地下空間使用產(chǎn)生影響；

(3)本發(fā)明的基坑修建方法大幅拓展了拼裝式地下結(jié)構可以適用的地質(zhì)條件與環(huán)境條件，有利于拼裝式地下結(jié)構的推廣應用。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術中的一種基坑內(nèi)支撐結(jié)構示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術中的基坑內(nèi)通過錨索加固的結(jié)構示意圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的基坑開挖示意圖；

圖4為本發(fā)明另一個實施例的基坑修建方法的基坑開挖示意圖；

圖5為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的基坑圍護結(jié)構受力示意圖；

圖6為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的內(nèi)部結(jié)構施工示意圖；

圖7為本發(fā)明又一個實施例的基坑修建方法的內(nèi)部結(jié)構施工示意圖；

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構，其中：1-基坑外側(cè)初始水位；2-施工時基坑外側(cè)水位；3-基坑內(nèi)側(cè)初始水位；4-施工時基坑內(nèi)側(cè)水位；5-圍護結(jié)構；6-降水井；7-地表標高；8-圍護結(jié)構底標高；9-基坑底標高；10-基坑；11-基坑內(nèi)側(cè)水壓力；12-基坑內(nèi)側(cè)水土壓力；13-基坑外側(cè)土壓力；14-基坑外側(cè)水土壓力；15-疏干后基坑內(nèi)水位；16-主體結(jié)構；17-主體結(jié)構同圍護之間的空隙；18-主體結(jié)構頂板上方內(nèi)支撐。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

圖3為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的基坑開挖示意圖；圖4為本發(fā)明另一個實施例的基坑修建方法的基坑開挖示意圖；圖5為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的基坑圍護結(jié)構受力示意圖；圖6為本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法的內(nèi)部結(jié)構施工示意圖；圖7為本發(fā)明又一個實施例的基坑修建方法的內(nèi)部結(jié)構施工示意圖。

如圖3所示，本發(fā)明一個實施例的基坑修建方法，其通過合理調(diào)整地下水與基坑內(nèi)水位的高度差，利用水壓差實現(xiàn)對基坑圍護的支護?；硬捎盟麻_挖，利用基坑內(nèi)外水壓差來保證基坑結(jié)構受力平衡，從而可以在有效保持基坑結(jié)構平衡的情況下極大節(jié)約基坑內(nèi)空間占用。

具體來說，該實施例的基坑修建方法具體步驟如下：

(1)通過鉆探或測試確定基坑10場地處的初始地下水位1，然后在基坑10周邊施工圍護結(jié)構5。

(2)根據(jù)地下水位的埋深(即地下水位至地表的深度)，確定地下水的處理方式：如圖3所示，一個實施例中，地下水位埋深較小時，在基坑開挖前在基坑外側(cè)布設降水井6，降低基坑外側(cè)周邊的地下水水位2至h，同時向基坑10內(nèi)灌水，使基坑內(nèi)初始水位3逐步增加，施工時基坑內(nèi)水位4的高度h高于基坑外水位2。

如圖4所示，在另一個實施例中，地下水位埋深較大時，在開挖過程中，向基坑10內(nèi)灌水，使施工時基坑內(nèi)水位4高于基坑外水位2，即h>h。

(3)利用基坑10內(nèi)外水位差δh(δh＝h-h)使基坑圍護結(jié)構內(nèi)側(cè)的水土壓力12高于外側(cè)水土壓力14，從而實現(xiàn)圍護結(jié)構的受力平衡。

本發(fā)明方法中，合理的內(nèi)外水位差δh應根據(jù)地質(zhì)條件、基坑開挖深度、周邊環(huán)境條件等因素經(jīng)計算后確定，其屬于本領域技術人員根據(jù)相應的設計或?qū)嶋H因素可以得到的，不屬于本發(fā)明方案的重點，在此不再贅述。

(4)按計算確定的內(nèi)外水位差δh組織基坑10開挖，并在開挖過程中通過逐步降水或往基坑內(nèi)灌水保持內(nèi)外水位差δh，直至開挖至坑底9。

(5)在基坑10內(nèi)有水的情況下進行內(nèi)部主體結(jié)構16的拼裝，并回填主體結(jié)構16與圍護結(jié)構5之間的空隙17，全部主體結(jié)構16拼裝完成后，排干基坑內(nèi)積水，使疏干后基坑內(nèi)水位15低于基坑底9，恢復地面，完成整個施工。

在一個優(yōu)選實施例中，為減少帶水開挖的深度，還可以在內(nèi)部主體結(jié)構頂板以上的不受限空間設置圍護結(jié)構的內(nèi)支撐結(jié)構，改善圍護結(jié)構的受力情況。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。