[发明专利]一种富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法及施工装置

权利要求书

1.一种富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)根据勘察的基坑开挖场地的土质情况、地下水状况以及基坑开挖的尺寸，设置桩基础，并确定出从上向下开挖过程中第一道内支撑以及多道内支撑的设计标高；

2)从地表开始向下挖出基坑内的砂土直至第一道内支撑设计标高处，在基坑相对的两个内壁之间安装多根平行的钢筋混凝土支撑(8)，多根钢筋混凝土支撑(8)均与基坑内壁相连接；

3)继续向下挖出基坑内的砂土，挖至每一道内支撑设计标高处依次完成多道内支撑的安装，多道内支撑均位于钢筋混凝土支撑(8)的正下方；

4)在步骤3)的同时，开挖基坑至地下水位线以下处，先利用抓斗(3)挖出砂土，再利用耙泥机吸出砂浆，并将泥浆沉淀出来的水重新注入基坑内；

5)继续开挖直至开挖深度比基坑设计标高高0.1m处，停止吸出泥浆和注水，吸除浮泥并摊铺厚度为50cm碎石垫层，再浇筑厚1.5m的混凝土底板层(13)，浇后养护7～14天，完成基坑施工。

2.根据权利要求1所述的富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：所述步骤1)中，桩基础的施工过程是：

1.1)根据基坑的长度、宽度和深度，通过静力植桩机将钢板桩(1)打入土体；钢板桩(1)的垂直度偏差不得大于0.5％，桩顶标高允许误差为±100mm；

1.2)采用旋喷注浆法，在钢板桩(1)外周方向上形成一周旋喷桩(2)，且旋喷桩(2)端打入持力层1m左右，旋喷桩(2)顶部达到地表处；

1.3)待旋喷桩(2)强度达到标准，在地表铺设混凝土垫层(14)。

3.根据权利要求2所述的富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：所述步骤1.2)中，旋喷桩(2)采用双排布孔或三排布孔，孔径在0.4～0.8m；采用水泥和早强剂的混合泥浆进行注浆，所述早强剂的用量为水泥用量的2％～4％；水泥为强度等级为42.5号硅酸盐水泥浆；所述早强剂为氯化钙、水玻璃或三乙醇胺；注浆管旋转速率小于10r/min；注浆流量为120L/min。

4.根据权利要求1所述的富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述钢筋混凝土支撑(8)的尺寸大于700×900mm；所述钢筋混凝土支撑(8)的平行间距为8m～10m；所述钢筋混凝土支撑(8)的混凝土强度不应小于C20。

5.根据权利要求1所述的富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述多道内支撑的施工过程均为：

3.1)在每一道内支撑的设计标高处均安装多对钢牛腿(12)，每一对钢牛腿(12)分别对应设置在钢板桩(1)相对的两个侧壁上，且每个钢牛腿(12)位于钢筋混凝土支撑(8)位置正下方；

3.2)通过履带吊在每个钢牛腿(12)上均放置一个钢围檩(9)，钢围檩(9)与钢板桩(1)之间通过C30水下混凝土(20)进行加固；

3.3)在每一道内支撑的设计标高处的每对钢牛腿(12)之间，采用两点吊装将预先拼接完成钢支撑(10)吊至基坑上空，钢支撑(10)的轴向与钢筋混凝土支撑(8)轴向相同且位于钢筋混凝土支撑(8)正下方，钢支撑(10)的一端与每对钢围檩(9)中的一个连接并固定，钢支撑(10)的另一端通过液压千斤顶(11)与每对钢围檩(9)中的另一个相连，液压千斤顶(11)预压直至预压力达到设计值后通过钢楔锁锁定。

6.根据权利要求1所述的富水砂层地铁车站明挖基坑无降水施工方法，其特征在于：所述步骤3)中，在地下水位线以上利用挖掘机挖出基坑内的砂土；

所述步骤4)中，在地下水位线以下先通过抓斗(3)开挖砂土，继续开挖至砂浆量小于抓斗(3)的容量时再利用耙泥机吸出砂浆。