一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法

技术领域

本申请涉及土方开挖的领域，尤其是涉及一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法。

背景技术

在土地利用中，当需要进行道路、铁路、水利工程等的建设时，通常会遇到土方边坡的开挖问题，土方边坡是指在地基开挖过程中形成的边坡或者边坡存在原有的地理地貌情况。放坡法是土方边坡工程中常用的一种开挖方法，放坡法主要为了解决土方边坡开挖过程中的安全和稳定问题。通过对土方边坡进行合理的坡度设计、斜坡面处理和支护措施选择，能够有效减少地基开挖过程中的滑坡、塌方等灾害风险。

相关技术中基坑的施工过程通常首先向地基开设一定深度的基坑，基坑在挖掘过程中根据基坑的深度对其进行放坡处理，即基坑底部坑壁与基坑侧壁呈一定的倾斜角度，使得土方边坡依靠地基自身的强度，在新的平衡状态下取得稳定的土方边坡并维护整个基坑的稳定状况，即保证基坑的稳定和安全。

针对上述中的相关技术，当基坑挖掘过程时，基坑受到气候季节变化和降雨、渗水等作用，地基内部的土压力以及水压力存在变化，导致基坑的受力存在变化，基坑存在受力坍塌的可能。

发明内容

为了保证基坑受力的稳定性，防止基坑受力坍塌，本申请提供一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法。

本申请提供的一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法采用如下的技术方案：

1.一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法，包括地基和地底支护件、钻孔灌注桩、钢筋混凝土搅拌桩、第一支撑机构和第二支撑机构，所述地基开设有第一基坑，所述第一基坑底部坑壁与第一基坑侧壁坑壁之间的夹角为钝角，所述第一支撑机构用于固定第一基坑，所述第一基坑开设有第二基坑，所述第二基坑底部坑壁与第二基坑侧壁坑壁之间的夹角为钝角；所述第一基坑和第二基坑内均设置有若干安装组件，所述第一支撑机构设置有两组，所述第一支撑机构通过安装组件固定于第一基坑并用于固定第一基坑，另一所述第一支撑机构通过安装组件固定于第二基坑并用于固定第二基坑，所述第二基坑沿竖直方向开设有地坑，所述钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩均设置有若干，若干所述钻孔灌注桩沿地坑坑壁间隔排列，所述钢筋混凝土搅拌桩穿插于相邻两钻孔灌注桩之间。

通过采用上述技术方案，第一基坑底部坑壁与第一基坑侧壁坑壁的夹角的设立有利于保证第一基坑的受力，第二基坑底部坑壁与第一基坑侧壁坑壁的夹角也有利于保证第一基坑的受力，二级放坡的设置有利于进一步增加基坑的稳定性，从而有利于保证第一基坑和第二基坑的稳定性，进而有利于保证地坑的稳定性，钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的设置有利于保证地坑的强度并且有利于保证，通过钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的设置，有利于保证地坑的稳定受力，进而有利于保证地坑的稳定施工，从而有利于保证基坑受力的稳定性，防止基坑受力坍塌。

可选的，所述钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的施工时差不超出两天，所述钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的连接处设置有温度后浇带，所述温度后浇带用于补充钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩之间的膨胀间隙。

通过采用上述技术方案，钻孔灌注桩与钢筋混凝土搅拌桩的施工存在时间差，由于混凝土受时间温度影响，膨胀比例存在差异的可能，钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩间存在膨胀间隙，温度后浇带的设置有利于保证钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩之间的膨胀间隙被填充，从而有利于保证基坑使用的稳定性，从而防止基坑受力变化导致坍塌的现象。

可选的，所述钻孔灌注桩与钢筋混凝土搅拌桩一侧设置有防水帷幕，所述防水帷幕用于防止地基内的水渗透至基坑。

通过采用上述技术方案，防水帷幕的添设有利于防止开挖过程中地基中的水渗入基坑，从而避免基坑的水压力发生急剧变化，进而避免基坑存在受力不稳定的现象，有利于保证地基的稳定受力。

可选的，所述安装组件包括连接螺锥和连接螺栓，所述连接螺锥设置于地基，所述连接螺锥的顶部与坑壁平齐，所述第一基坑长度方向一侧设置有第一槽钢，所述连接螺栓穿设于第一槽钢并螺纹连接于连接螺锥，所述第一基坑宽度方向一侧设置有第二槽钢，所述第二槽钢抵接于第一槽钢，所述第二槽钢通过安装组件固定于第一基坑坑壁。

通过采用上述技术方案，通过连接螺栓与连接螺锥的螺纹配合，从而将第一槽钢固定于第一基坑的长度方向，将第二槽钢固定于第一基坑的宽度方向，第一槽钢和第二槽钢的设置有利于在第一基坑的坑壁形成剪力梁，有利于将点受力转化为面受力，从而有利于保证第一基坑受力的稳定性。

可选的，所述第一支撑机构包括斜撑和横撑调节组件，所述斜撑一端固定连接于第一槽钢，所述斜撑远离第一槽钢一端固定连接于第二槽钢，所述横撑调节组件设置于两所述第一槽钢之间并用于调节第一基坑的水平支撑力。

通过采用上述技术方案，斜撑的设立有利于连接第一槽钢和第二槽钢，从而将连接第一槽钢、第二槽钢和斜撑，从而形成空间桁架，有利于增大对第一基坑的支撑结构刚度和增大结构的抗震能力，有利于保证第一基坑的稳定性。

可选的，所述横撑调节组件包括工字钢、垫块、千斤顶、第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴一端固定连接于第一槽钢，所述第二支撑轴包括宽度支撑轴和窄度支撑轴，所述宽度支撑轴固定连接于第一支撑轴远离第一槽钢一端，所述千斤顶固定连接于宽度支撑轴远离第一支撑轴一端，所述垫块固定连接于另一第一槽钢，所述千斤顶的输出端抵接于垫块，所述窄度支撑轴固定连接于宽度支撑轴，所述窄度支撑轴与垫块间设置有间隙，所述工字钢设置于间隙并固定连接于垫块,所述工字钢与窄度支撑轴间设置有对应间隙厚度的抄垫。

通过采用上述技术方案，随着挖掘深度的变化，第一基坑所受的横载力发生变化，通过调节千斤顶的顶称力，从而使得工字钢与垫块间的间隙变化，向间隙内设置有对应厚度的抄垫，使得横载力保持稳定，进而有利于保证第一基坑受力的稳定性。

可选的，所述宽度支撑轴远离第一支撑轴一侧穿设并固定连接有套筒，所述套筒顶部一侧与宽度支撑轴远离第一支撑轴一侧平齐。

通过采用上述技术方案，套筒的设立有利于宽度支撑轴的稳定受力，从而有利于保证第一支撑轴的稳定受力，进而有利于保证千斤顶调节横撑力的稳定性，并保证基坑的受力。

可选的，所述第一基坑侧壁坑壁和第二基坑侧壁坑壁均设置有钢丝网，所述钢丝网通过安装组件固定于第一基坑侧壁坑壁和第二基坑侧壁坑壁，所述第一基坑侧壁坑壁和第二基坑侧壁坑壁均设置有素砼层。

通过采用上述技术方案，钢丝网的设立，有利于保证第一基坑和第二基坑表面的土壤固定，从而有利于避免水土流失，素砼层的设立有利于保证地基受力的稳定，保证第一基坑和第二基坑的稳定性。

可选的，所述地基沿竖直方向开设有两个第一定位槽，所述两个第一定位槽内均设置有钢筋笼，向所述第一定位槽内浇筑混凝土使得地底支护件成型，所述地底支护件沿竖直方向设置。

通过采用上述技术方案，第一定位槽的设立有利于地底支护件的成型，从而有利于保证地底支护件对地基的承载支撑，从而有利于保证地基受力的稳定性。

上述任意一种基于放坡法的土方开挖基坑的施工方法，包括如下步骤：

S1：清理地基表面并找平地基；

S2：朝地基沿竖直方向开设有第一定位槽，将第一定位槽内的淤泥抽出并置放钢筋笼，置放钢筋笼后向第一定位槽内浇筑混凝土从而使得地底支护件成型。

S3：向两地底支护件间开设有第一基坑，并对第一基坑放坡，第一基坑底部坑壁与第一基坑侧壁坑壁之间的夹角为钝角。

S4：向第一基坑侧壁铺设钢丝网，并通过安装组件将钢丝网固定，向第一基坑侧壁浇筑混凝土使得素砼层成型。

S5：将第一槽钢和第二槽钢均通过安装组件固定于第一基坑坑壁，从而使得第一基坑四周坑壁形成简易剪力梁，第一槽钢和第二槽钢间设置有斜撑。

S6：两第一槽钢间设置有横撑组件，通过将第一支撑轴一端固定于第一槽钢，将宽度支撑轴固定连接于第一支撑轴远离第一槽钢一侧，套筒套设并固定连接于宽度支撑轴远离第一支撑轴一端，套筒顶部与宽度支撑轴顶部平齐，宽度支撑轴一侧固定连接有千斤顶，另一侧第一槽钢固定连接有垫块，千斤顶的输出端顶接于垫块，并将千斤顶的顶称力调节至设计数值，宽度支撑轴一端固定连接有窄度支撑轴，垫块还固定连接有工字钢，工字钢和窄度支撑轴间设有间隙，当千斤顶调节时，间隙大小发生变化，向间隙内设置对应的钢板抄垫。

S7：向第一基坑底部坑壁开设有第二基坑，第二基坑内的施工步骤重复步骤3-步骤6。

S8：向第二基坑底部坑壁开设有地坑，地坑坑壁钻设有若干孔，若干孔间隔排列，将孔内淤泥挖出并向孔内浇筑混凝土，从而使得钻孔灌注桩成型，相邻两钻孔灌注桩内开设有孔，将孔内淤泥挖出并将钻孔灌注桩部分砼切除，向孔内置放钢筋并浇筑混凝土，从而使得钢筋混凝土搅拌桩成型。

S9：向钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的连接处设置有温度后浇带，并向钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩设置有防水帷幕。

通过采用上述技术方案，通过多级放坡法开设基坑并对应设有多组支撑组件，有利于保证基坑的稳定性，通过分级施工及分级支护的效果，从而有利于保证基坑施工过程中的稳定性，从而有利于保证基坑受力的稳定性，保证基坑的使用寿命。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.二级放坡的设置有利于进一步增加基坑的稳定性，从而有利于保证第一基坑和第二基坑的稳定性，进而有利于保证地坑的稳定性，钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的设置有利于保证地坑的强度并且有利于保证，通过钻孔灌注桩和钢筋混凝土搅拌桩的设置，有利于保证地坑的稳定受力，进而有利于保证地坑的稳定施工，从而有利于保证基坑受力的稳定性，防止基坑受力坍塌。

2.通过调节千斤顶的顶称力，从而使得工字钢与垫块间的间隙变化，向间隙内设置有对应厚度的抄垫，使得横载力保持稳定，进而有利于保证第一基坑受力的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例整体的结构示意图。

图2是本申请实施例第一基坑和第二基坑的示意图。

图3是本申请实施例整体的俯视示意图。

图4是本申请实施例横撑调节组件的结构示意图。

图5是本申请实施例地坑的俯视示意图。

附图标记说明：1、地基；11、第一基坑；111、第一定位槽；12、第二基坑；13、地坑；131、导向孔；132、定位孔；133、护筒；134、钻孔灌注桩；135、钢筋混凝土搅拌桩；136、防水帷幕；137、温度后浇带；2、地底支护件；3、第一支撑机构；31、斜撑；32、横撑调节组件；321、工字钢；322、垫块；323、千斤顶；324、第一支撑轴；325、第二支撑轴；3251、宽度支撑轴；3252、窄度支撑轴；326、套筒；4、第二支撑机构；5、钢筋笼；6、钢丝网；7、素砼层；8、安装组件；81、连接螺锥；82、连接螺栓；83、第一槽钢；84、第二槽钢。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本实施例公开一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法。

参照图1，一种基于放坡法的土方开挖基坑结构包括地基1、地底支护件2、第一支撑机构3和第二支撑机构4，地基1沿竖直方向开设有若干第一定位槽111，第一定位槽111的顶部呈圆形，若干第一定位槽111内均设置有钢筋笼5，向第一定位槽111内浇筑混凝土使得地底支护件2成型，地底支护件2沿竖直方向设置，地底支护件2沿水平方向设置有两个，两个地底支护件2沿第一基坑11中心对称设置，地底支护件2的设置有利于稳定地基1在挖掘时的受力平衡，有利于防止地基1在挖掘时坍塌，从而保证地基1受力的稳定性，防止地基1存在受力坍塌的可能。向两地底支护件2间的地基1沿竖直方向开设有第一基坑11，第一基坑11顶部形状呈长方形，第一基坑11坑壁呈倾斜设置，第一基坑11底部坑壁与侧壁坑壁之间的夹角在本实施例中选为一百四十五度。

参照图1和图2，第一基坑11一侧设有钢丝网6，钢丝网6铺设于第一基坑11侧壁坑壁表面，钢丝网6一侧旋喷有素砼层7，素砼层7的厚度在本实施例中选十厘米，素砼层7的设立有利于将钢丝网6固定，钢丝网6的设立有利于加强建筑结构的整体性，提高墙面的抗裂性能，有利于保证地基1受力的稳定性，从而有利于防止地基1存在受力坍塌，并有利于防止第一基坑11侧壁坑壁表面的水土流失，有利于形成高强度、高稳定性的保护层，进而有利于提高边坡的稳定性和耐久性。

参照图3和图4，第一基坑11长度方向和宽度方向均设置有若干安装组件8，安装组件8包括连接螺锥81和连接螺栓82，其中一连接螺锥81设置于第一基坑11侧壁坑壁，连接螺锥81的顶部与第一基坑11侧壁平齐，第一基坑11长度方向一侧设置有第一槽钢83，第一槽钢83在本实施例中选为两个，两个第一槽钢83两端均抵接与第一基坑11宽度一侧，连接螺栓82穿设于第一槽钢83并螺纹连接于连接螺锥81，从而将第一槽钢83固定于第一基坑11一侧，第一基坑11宽度方向一侧设置有第二槽钢84，第二槽钢84在本实施例中选为两个。

参照图2，第二槽钢84通过安装组件8固定于第一基坑11坑壁，第二槽钢84抵接于第一槽钢83，第一槽钢83和第二槽钢84的设立有利于其余部件的连接以及对第一基坑11提供支撑力，第一槽钢83和第二槽钢84的设置有利于在第一基坑11的坑壁形成剪力梁，有利于保证第一基坑11的受力，剪力梁的设立有利于将第一基坑11坑壁的点受力变为线受力，从而有利于增大力的面积，从而有利于增加第一基坑11坑壁的稳定性，从而有利于提高第一基坑11的稳定性。

参照图4，第一支撑机构3设置有两组，一组第一支撑机构3通过安装组件8固定于第一基坑11，第一支撑机构3包括斜撑31和横撑调节组件32，斜撑31在本实施例中选为四个，斜撑31一端固定连接于第一槽钢83，斜撑31远离第一槽钢83一端固定连接于第二槽钢84，斜撑31在本实施例中选为角钢，斜撑31的设立有利于形成空间桁架，从而有利于增大结构的刚度和增大结构的抗震能力。

参照图4，横撑调节组件32沿第一基坑11长度方向设置有若干，若干横撑调节组件32水平分布，若干横撑调节组件32一同用于调节横撑调节组件32的稳定性，从而有利于保证横撑调节组件32支撑第一基坑11坑壁的稳定性。横撑调节组件32包括工字钢321、垫块322、千斤顶323、第一支撑轴324和第二支撑轴325，第一支撑轴324呈圆柱形，第一支撑轴324沿水平方向设置，第一支撑轴324一端固定连接于第一槽钢83，第二支撑轴325包括宽度支撑轴3251和窄度支撑轴3252，宽度支撑轴3251固定连接于第一支撑轴324远离第一槽钢83一侧，宽度支撑轴3251远离第一支撑轴324一端穿设并固定连接有套筒326，套筒326呈圆柱形，套筒326顶部一侧与宽度支撑轴3251远离第一支撑轴324一侧平齐，宽度支撑轴3251远离第一槽钢83的一侧固定连接于千斤顶323，千斤顶323沿水平方向设置。

参照图4，垫块322固定连接于千斤顶323的输出端，垫块322固定连接于另一第一槽钢83，窄度支撑轴3252固定连接于宽度支撑轴3251，通过将千斤顶323的顶称力调节至指定设计大小后，工字钢321设置于窄度支撑轴3252与垫块322的间隙之间，工字钢321一端固定连接于垫块322，工字钢321远离垫块322的一侧抵接于窄度支撑轴3252，当千斤顶323的顶称力调节时，工字钢321与窄度支撑轴3252间存在间隙，间隙内设置有对应厚度的钢板抄垫，有利于保证横撑调节的稳定性，当第一基坑11挖掘时，第一基坑11内部的土压力和水压力存在变化，通过测量第一基坑11内部的压力变化数值，对应调节千斤顶323的顶称力，从而有利于保证横撑支撑的有效性，有利于保证横撑支撑的稳定性。

参照图1和图2，第一基坑11底部沿竖直方向开设有第二基坑12，第二基坑12顶部形状呈长方形，第二基坑12坑壁呈倾斜设置，第二基坑12底部坑壁与侧壁坑壁之间的夹角在本实施例中选为一百五十度，另一第一支撑机构3通过安装组件8固定于第二基坑12，另一第一支撑机构3用于保证第二基坑12的稳定性。

参照图1和图5，第二基坑12底部坑壁沿竖直方向开设有地坑13，地坑13数量在本实施例中选为四个，四个地坑13沿水平方向依次排列，地坑13形状呈圆形，地坑13坑壁沿圆周方向开设有导向孔131，导向孔131呈圆形，导向孔131的深度与桩底标高平齐，导向孔131内均设置有护筒133，导向孔131间隔排列，向导向孔131内浇筑混凝土，并在浇筑过程中逐步将护筒133取出，钻孔灌注桩134成型于导向孔131内，向相邻两钻孔灌注桩134内的钻孔灌注桩134进行切割，从而使得相邻两导向孔131内均成型有圆形的定位孔132，定位孔132内设置有护筒133，护筒133内设置有钢筋笼5，向护筒133内浇筑混凝土，从而使得钢筋混凝土搅拌桩135成型于护筒133内，钻孔灌注桩134和钢筋混凝土搅拌桩135一同成型于地坑13坑壁，钻孔灌注桩134和钢筋混凝土搅拌桩135的设立有利于加固地基1，通过增加地基1的承载力和抗震能力，从而有利于加固地基1并保证地基1的可靠性。

参照图5，钻孔灌注桩134和钢筋混凝土搅拌桩135一侧设有温度后浇带137，由于钻孔灌注桩134与钢筋混凝土搅拌桩135的成型时间存在差异，使得钻孔灌注桩134与钢筋混凝土搅拌桩135之间存在间隙，从而有利于保证地坑13成型的稳定性，钻孔灌注桩134和钢筋混凝土搅拌桩135另一侧还设有防水帷幕136，防水帷幕136的设立，有利于使得混凝土浆液沿裂隙渗透扩散并凝固和硬化，进而有利于形成防止地下水渗透的防水帷幕136，防水帷幕136的防渗透能力有利于保证地基1的稳定性，从而有利于防止地基1受力变化开裂坍塌。

本申请实施例一种基于放坡法的土方开挖基坑结构及其施工方法的实施原理为：向地基1开设有第一基坑11，第一基坑11一侧设有第一防护件，第一防护件的设置有利于保证第一基坑11的受力，从而有利于保证第一基坑11的稳定使用，第一基坑11通过放坡法保证第一基坑11的坡度，从而有利于保证第一基坑11的受力并防止第一基坑11坍塌，第一基坑11的表面设置有钢丝网6，钢丝网6一侧设置有素砼层7，素砼层7有利于将钢丝网6固定，从而使得第一基坑11的坑壁表面设置有高强度、高稳定性的保护层，从而有利于保证第一基坑11的稳定受力，斜撑31和水平支撑组件的设立有利于保证再次保证第一基坑11的受力稳定性，形成框架结构有利于将第一基坑11所受的承载力分散，进而有利于保证将第一基坑11的承载力的调节，朝第一基坑11的底部开设第二基坑12，第一基坑11的受力存在变化，从而调节千斤顶323调节顶称力，进而调整第一基坑11所受的水平承载力，保证第一基坑11的稳定，第二基坑12内的结构与第一基坑11相同，第二基坑12开设完成后，向第二基坑12的底部开设地坑13，地坑13内的钻孔灌注桩134和钢筋混凝土搅拌桩135的共同设立，有利于保证地坑13的稳定性，进而使得保证整体结构的稳定性，防水帷幕136的设立有利于防止地基1内的水对基坑造成影响，保证基坑的使用有效性和稳定性，保证地基1受力的稳定性，防止地基1存在受力坍塌的可能性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。