可回收型绿色装配式基坑支护体系及其施工工艺的制作方法

1.本发明涉及工程施工领域，具体涉及一种可回收型绿色装配式基坑支护体系及其施工工艺。


背景技术：

2.目前工程建设项目基坑边坡防护的方式主要为自然放坡或者采用土钉墙的形式进行边坡支护，传统的边坡防护面层主要采用喷射混凝土的形式或者挂钢筋网喷射混凝土形式进行面层防护，随着建设工程项目环保要求不断提高，传统的挂钢筋网喷混凝土施工已经逐渐暴露出各类污染问题，包括粉尘污染、土体污染和噪音污染等。同时喷设混凝土工艺操作工的身体健康也会受到极大的威胁。急需一种安全、环保的工艺取代传统挂钢筋网喷射混凝土基坑支护工艺，为工程建设基坑支护领域带来革新。
3.在设计方面，传统的喷混凝土或者挂钢筋网喷射混凝土的面层形式，为了对面层裂缝进行控制以达到防水的效果，往往通过加大配筋，加厚喷混凝土厚度来解决。这造成资源浪费现象。在施工方面，编钢筋网会耗费时间，同时喷射混凝土施工过程中会产生不少粉尘污染以及噪音污染，在治污减霾严控区，或者在城市居民密集区域，其实施会受到很大的阻力。这均会延长坡面防护施工期限，加长边坡在自然环境下暴露的时间，为基坑安全带来隐患。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种可回收型绿色装配式基坑支护体系及其施工工艺，可进行回收重复利用，提高施工高功效有利于资源节约；同时降低钢筋混凝土用量，不仅改善施工环境和环保状态且有利于施工安全。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种可回收型绿色装配式基坑支护体系，其特征在于包括：
7.坡顶截排水体系，包括防护坡顶平台、施工便道以及两者之间与坡度夹角面垂直延伸设置的防护截水沟，以及在坡顶用于临时固定的面层材料锚固件；
8.坡身防护体系，包括与防护坡顶平台成坡度往下的坡体、以及坡体上设置的土体和面层加固件、以及可拆卸固定件；整个坡体单坡一坡到底或分台阶进行；所述土体和面层加固件被注浆固定于坡体上；所述可拆卸固定件用于与土体和面层加固件结合而将可拆卸面层防护材料固定在所述坡体上，并在可拆卸面层防护材料被拆卸时一并拆除回收；
9.坡底排水体系，包括作为基坑底部的防护坡底平台、自防护坡底平台下挖的防护排水沟、以及与防护排水沟连通的集水坑、服务于集水坑的抽水设备；
10.可拆卸面层防护材料，自坡顶往下放卷而覆盖坡顶平台、防护截水沟、坡体、防护坡底平台和防护排水沟，并在基坑施工完成之后，在边坡基坑肥槽回填之前，从下向上被收卷拆卸回收；可拆卸面层防护材料的上端被压置于施工便道下方。
11.上述技术方案中，所述防护截水沟两侧的防护坡顶平台、施工便道均朝向防护截
水沟设置倾斜坡度；排水沟两侧的防护坡底平台均朝向排水沟设置倾斜坡度。
12.上述技术方案中，所述防护截水沟、防护排水沟的截面均为u形，采用u型钢筋在防护截水沟、防护排水沟上口阳角处固定可拆卸面层防护材料，使得所述可拆卸面层防护材料与防护截水沟、防护排水沟均贴合土体设置。
13.上述技术方案中，所述基坑土体是素填土、黄土、古黄土、粉土、粉质黏土、黏土、沙土中的至少一种。
14.上述技术方案中，施工便道靠近防护截水沟的一侧设置安全防护栏杆。
15.上述技术方案中，所述可拆卸面层防护材料为土工合成的具备抗拉和防水功能的柔性材料。
16.上述技术方案中，所述可拆卸面层防护材料为grf装配式面层材料。
17.上述技术方案中，所述土体和面层加固件为坡体加固件土钉或坡体加固件锚索。
18.上述技术方案中，所述土体和面层加固件为土钉、锚杆、锚索等构件中的至少一种；土体和面层加固件端部外露于坡面，连接可拆卸固定件形成受力体系并固定所述可拆卸面层防护材料。
19.一种可回收型绿色装配式基坑支护体系施工工艺，其特征在于包括如下步骤：
20.步骤1、场地平整，开挖边线放样，若边坡较高，无法一次开挖至坡底，需分层开挖，则分层进行开挖边线放样；
21.步骤2、土方开挖，根据开挖边线进行基坑边坡坡体刷坡，保证坡面平整、顺直，坡比符合边坡设计要求；
22.步骤3、开挖坡顶防护截水沟，同时完成防护坡顶平台横坡修筑；同步进行施工便道混凝土面层的路基修筑工作，路基坡底向防护截水沟方向；
23.步骤4、坡顶以及坡面可拆卸面层防护材料临时铺设与固定：首先在坡顶施工布设面层材料锚固件，对所述可拆卸面层防护材料进行起始固定，然后将可拆卸面层防护材料通过面层材料锚固件临时固定于坡体上，将可拆卸面层防护材料覆盖坡顶平台以及防护截水沟，形成截水沟可拆卸面层；并将可拆卸面层防护材料最上端压于施工便道混凝土面层之下，并通过面层与坡体固定件，将面层材料固定于土体上，确保密贴；
24.步骤5、在坡体上铺设可拆卸面层防护材料，顺着边坡，从上向下分阶段进行可拆卸面层防护材料的铺设工作，横着边坡方向，相邻的可拆卸面层防护材料进行搭接，搭接宽度不小于20cm，搭接处采用u型钢筋与坡体进行固定；
25.步骤6、将加固件土钉或坡体加固件锚索布置在坡体上，依次进行放样、钻孔，最后进行孔内注浆工艺，与刷坡穿插进行；
26.步骤7、可拆卸面层防护材料随坡体加固件施工向下延伸，通过可拆卸固定件分别固定所述施工坡体加固件土钉或坡体加固件锚索进行固定连接，以将可拆卸面层防护材料固定于边坡之上；
27.步骤8、边坡到底之后，进行坡底排水沟以及集水坑的修筑，开挖完成之后，进行坡底可拆卸面层防护材料的覆盖与固定，形成排水沟可拆卸面层，u型钢筋进行固定，通过面层与坡体固定件确保面层材料与土体密贴，便与排水；
28.步骤9、回填与回收，基坑施工完成之后，在边坡基坑肥槽回填之前，从下向上对可拆卸面层防护材料进行拆除、回收；拆除与回填工作交叉进行，确保基坑边坡稳定。
29.与传统基坑支护工艺相比，本发明的有益效果如下：
30.本发明强调装配式面层材料的回收利用，在降低施工成本的同时，更符合现在绿色建造中所提倡的环保和循环利用要求；
31.本发明为达到装配式面层材料的回收利用的目的，将坡顶、坡底、以及边坡平台处面层材料的固定方式进行了设计，采用u型钢筋进行固定，和现有专利有本质的区别。现有专利采用混凝土进行压顶固定，为一次消耗品，达不到可拆卸回收的目的。采用u型钢筋进行面层固定，可满足功能要求，同时又可达到回收重复利用的目的。
32.截排水沟构造的区别：针对面层材料自身防水性能，本发明将坡顶截水沟以及坡底截水沟进行了调整，采用装配式面层材料作为截、排水沟面层材料，这也和现有发明有本质区别。在作用效果上讲，本发明在截排水沟防渗要求上较现有专利有很大的优势，基坑本身会允许变形，基坑变形后会导致刚性截水沟出现裂缝，导致防水功能丧失，对边坡造成隐患。而本发明截水沟为柔性截水沟，可以随基坑同步变形，不丧失防水功能，效果更佳。
33.综上，本发明采用土工合成物替代了基坑支护领域基坑边坡坡体结构与其附属结构的钢筋混凝土用量，降低了在原材料生产过程中的碳排放量，符合现在国家“双碳”政策。同时坡体结构与其附属结构面层防护材料均可进行回收重复利用，降低了资源消耗，符合目前工程建设领域绿色施工理念。
34.在实施方面，本发明主要是将坡防护中面层进行了优化，采用装配化施工，将原来需要进行现场加工实施的工艺工序调整成为工厂集中加工，再进行现场实施，这样既保证了面层材料的质量，也提高了施工高功效；将喷射混凝土优化成合成材料，从环保以及职业健康方面均有很大的提升改善；本发明允许面层进行适当变形，可尽可能依靠土体自稳定能力，从资源节约方面也得到了很好的改善。
附图说明
35.图1为本发明坡顶截水体系的横剖面结构示意图。
36.图2为本发明坡顶锚固件以及面层材料临时固定方法示意图。
37.图3为本发明面层材料固定形式。
38.图4为本发明坡身防护体系；
39.图5为本发明坡底排水体系；
40.图6为本发明可回收型绿色装配式基坑支护体系完成后结构示意图。
41.图7为本发明坡顶俯视图。
42.图8为本发明回填与拆除示意图。
43.图形标注对应说明：1、施工便道混凝土面层；2、安全防护栏杆；3、截水沟；31、截水沟可拆卸面层；4、面层材料锚固件；51、面层与土钉可拆卸型连接固定形式；52、坡体加固件土钉；53、面层与锚索可拆卸型连接固定形式；54、坡体加固件锚索；6面层材料；7、基坑边坡坡体；8、面层与坡体固定件；9、排水沟；91、排水沟可拆卸面层。
具体实施方式
44.下面结合附图及实施例对本说明进一步说明；
45.根据本发明实施的可回收型绿色装配式基坑支护体系及其施工工艺，如图1-8所
示，主要包括以下步骤：
46.步骤1、首先进行场地平整，主要进行清表工作。其次对开挖边线放样，若边坡较高，无法一次开挖至坡底，需分层开挖，则分层进行开挖边线放样。
47.步骤2、土方开挖，根据开挖边线进行基坑边坡坡体7刷坡，需保证坡面平整、顺直，可采用人工配合机械进行刷坡。坡比符合边坡设计要求。
48.步骤3、开挖坡顶截水沟3，同时完成坡顶平台横坡修筑(图1的截水沟3左侧坡顶)，确保坡顶平台横坡坡度不小于5％。同步进行施工便道混凝土面层1的路基修筑工作，路基坡底向截水沟3方向，截水沟3周围设置安全防护栏杆2。
49.步骤4、坡顶以及坡面面层材料6临时铺设与固定，首先在坡顶施工布设面层材料锚固件4，主要对装配材料面层材料6进行起始固定，然后将面层材料6通过面层材料锚固件4 临时固定于坡体上，将面层材料6覆盖坡顶平台以及截水沟3，形成截水沟可拆卸面层31；并将最上端(优选10-20cm)压于施工便道混凝土面层1之下，并通过面层与坡体固定件8，将面层材料固定于土体上，确保密贴，如图1所示。
50.此处面层材料6只是压于施工便道混凝土面层1之下，保证道路面层水可直接流至截水沟中，不在此处下渗。现有混凝土压制分别在顶、各平台、顶部分别压制，拆除困难。
51.步骤5、在坡体上铺设面层材料6，如图2所示。顺着边坡，从上向下分阶段进行面层材料6的铺设工作，横着边坡方向，面层材料6进行搭接，搭接宽度不小于20cm，搭接处采用u型钢筋与坡体进行固定。
52.步骤6、施工布设坡体加固件土钉52(或坡体加固件锚索54)：先进性坡体加固件土钉 52(或坡体加固件锚索54)点位放样，点位放样准确，横平竖直，之后进行钻孔、最后进行孔内注浆施工，与刷坡穿插进行；
53.步骤7、面层材料6随坡体加固件施工向下延伸，通过面层与土钉可拆卸型连接固定形式51或者面层与锚索可拆卸型连接固定形式53方式进行固定连接，如图3通过可拆卸加固件将面层材料6固定于边坡之上。
54.步骤8、边坡到底之后，进行坡底排水沟9以及集水坑的修筑，如图5，坡底横坡不小于5％，开挖完成之后，进行面层覆盖与固定，形成排水沟可拆卸面层91，u型钢筋进行固定，通过面层与坡体固定件8确保面层材料与土体密贴，便与排水。
55.面层与坡体固定件8的结构类似于u行钉，采用钢筋加工而成，使用时直接插入土体中即可，后期拆除时可拆除回收。面层材料锚固件4和面层与坡体固定件8的分布如下俯视图视角的图7。
56.步骤9、回填与回收，如图8所示，基坑施工完成之后，在边坡基坑肥槽回填之前，从下向上对面层材料6进行拆除、回收。拆除与回填工作交叉进行，确保基坑边坡稳定。
57.本体系面层材料6为土工合成材料，具备抗拉、防水功能，主要替代挂网喷浆或者素喷浆工艺，在使用功能上允许有一定的变形能力，确保在微变形后仍具备防水功能。其在协调变形性能上优于传统工艺。优选grf装配式面层材料。
58.本体系面层材料6在基坑支护完成后，在回填之前可进行全部拆除，拆除可随回填进度同步进行拆除，拔掉u型钢筋，卸掉面层加固件，逐步向上拆除。回收之后进行重复用，降低施工成本，同时保护土体资源不被污染。
59.本体系面层材料本身具备防水功能，可配合截排水沟共同使用，进行排水，具体
为：面层材料在坡顶以及坡脚处翻折，覆盖截、排水沟，然后采用u型钢筋在截、排水沟上口阳角处进行面层材料固定，与截、排水沟形成整体，从而代替混凝土截、排水沟，变刚性结构为柔性结构。可防止边坡在微变形时在截水沟处产生裂缝，导致水下渗至坡体内，造成安全隐患。
60.本体系中坡顶与坡底截、排水沟开挖横断面为u形，方便坡面防护材料翻折覆盖。边坡顶与坡底部横坡大于5％，其面层材料可采用u型钢筋与土体进行固定，确保其与土体密接，确保横向排水顺畅。如此实施也方便后期面层拆卸，同时可对u型钢筋进行回收重复利用。
61.本体系中坡顶处面层材料端头可压于施工便道混凝土面层底部，方便路面水流往截水沟，保证水不下渗至坡体中。
62.土体加固件端部外露于坡面，长度为20公分以上，本体系面层材料通过可拆卸装置，与土体加固件外露端头进行连接形成受力体系，确保边坡稳定。
63.本体系面层材料可进行工厂化加工，成品拉至现场后可直接进行实施，加快施工速率，降低边坡在自然环境中暴露时间，增大安全保证。
64.本体系中土体可以是素填土、黄土、古黄土、粉土、粉质黏土、黏土、沙土等土质。边坡高度小于12米，坡比小于1:0.3，可以是单坡一坡到底，也可以分台阶进行。土体加固件可以为土钉、锚杆、锚索等构件。