1.本发明涉及深基坑技术领域，更具体地，涉及一种小型圆形深基坑施工方法。
背景技术：
2.目前深基坑施工工艺主要有明挖法、钢板桩支护法和沉井法，应用于地质条件好、作业空间大、周围无干扰等非敏感作业环境，施工中存在施工慢、风险高及对周边环境影响大等各种问题。部分工程施工时邻近建(构)筑物，地下水位高，现有施工工艺震动大易造成临近建筑物构筑物的主体开裂和地基沉陷，基坑内部也存在基底突涌、基坑塌陷的风险。
技术实现要素：
3.针对现由技术问题，本发明提供一种的小型圆形深基坑施工方法，以解决上述现有技术问题。
4.根据本发明的一个方面，提供一种小型圆形深基坑施工方法，包括以下步骤：
5.步骤s1，基于地勘报告，进行基坑隆起验算，突涌稳定性验算，抗浮稳定性验算，计算基底封底混凝土厚度，提前做好物资准备，防止基坑突涌、隆起和浮起，并进行场地平整；
6.步骤s2，测量放样，结合设计图纸测量得到深基坑中心坐标，放样桩位；
7.步骤s3，采用正循环回旋钻机配合大直径钻头成孔；
8.步骤s4，钻孔达到设计深度并满足地质条件后进行清孔和成孔检测；
9.步骤s5，在封底前埋设钢套筒，在水下封底并抽取泥浆，并在基坑底部浇筑封底混凝土，封底完成后通过泥浆泵将泥浆排干并清理基坑。
10.在上述方案基础上优选，所述s3步骤中，按1.5～2倍钻孔方量进行泥浆池容积设置并采用砖砌。
11.在上述方案基础上优选，步骤s5中所述钢套筒与封底混凝土设置一周连接止水钢板。
12.在上述方案基础上优选，步骤s1中，基坑抗隆起验算公式如下：
[0013][0014]
d:支锚底离基坑底距离，d＝0；
[0015]
h：坑顶到坑底深度；
[0016]
q：地面荷载，当无超载时，q＝0；
[0017]
c：土的粘聚力；
[0018]
r1：坑外坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值，r1＝15.7372；
[0019]
r2：坑内坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值；
[0020]
nc、nq：地基极限承载力计算系数；安全系数在1.2-1.3间，取1.2。
[0021]
在上述方案基础上优选，步骤s1中，突涌稳定性验算公式如下：
[0022]
k＝dw÷
(hwγw)＞kh；
[0023]
γ：承压水含水层顶面至坑底的土层天然重度(kn/m3)；
[0024]
d：承压水含水层顶面至坑底的土层厚度(m)；
[0025]
γw：水的重度(kn/m3)；
[0026]
hw：承压水含水层顶面的压力水头高度(m)；
[0027]
kh：突涌稳定安全系数，当前取值1.10，规范要求不应小于1.100；
[0028]
k：突涌稳定安全系数计算值。
[0029]
在上述方案基础上优选，步骤s1中，基坑抗浮起验算公式如下：
[0030]
f浮＝ρgv≤g1+g2+f；
[0031]
ρ：泥浆比重，取1200kg/m3；
[0032]
g：重力与质量比值，取9.8n/kg；
[0033]
v：基坑体积；
[0034]
g1：钢套筒重量；
[0035]
g2：封底混凝土重量；
[0036]
f：钢套筒外侧摩擦力。
[0037]
与现有技术相比较，本发明的一种小型圆形深基坑施工方法，具备以下优点：
[0038]
本发明无需基坑降水即可实现静态无干扰施工，对临近建筑物和地层的破坏小，成本低，工程施工的进度、安全和质量有保证。
[0039]
本发明采用的正循环回转钻机配合大直径钻头施工，占地面积小，狭窄空间内可用，作业灵活，施工效率高，结构简单故障较少，施工成本和使用成本较低，振动小、噪声低，适用性强。
[0040]
本发明采用钢套筒内设止水钢板支护，结合水下封底杜绝基坑坍塌和基底突涌等问题的出现。
[0041]
本发明采取人工严格按指标控制制备泥浆，有效保证泥浆质量，泥浆处置在泥浆池施工完后外运，杜绝泥浆外流造成污染，绿色环保。
[0042]
本发明整体安全高效、成本低，有效避免造成临近建筑物构筑物及市政设施破损。
附图说明
[0043]
图1为本发明的小型圆形深基坑施工方法的流程框图；
[0044]
图2为本发明的测量放样示意图；
[0045]
图3是本发明的钻进实施图；
[0046]
图4是本发明的封底完成示意图。
具体实施方式
[0047]
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0048]
请参阅图1，并结合图2、图3和图4所示，本发明施工准备为进行基坑抗隆起验算、突涌稳定性验算、抗浮稳定性验算，计算基底封底混凝土7厚度，提前做好物资准备，防止基坑突涌、隆起和浮起。
[0049]
在进行基坑抗隆起验算时，其验算公式如下：
[0050][0051]
d:支锚底离基坑底距离，d＝0；
[0052]
h：坑顶到坑底深度；
[0053]
q：地面荷载，q＝0(无超载)；
[0054]
c：土的粘聚力；
[0055]
r1：坑外坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值，r1＝15.7372；
[0056]
r2：坑内坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值；
[0057]
nc、nq：地基极限承载力计算系数；
[0058]
安全系数在1.2-1.3间，取1.2。
[0059]
在进行突涌稳定性时，其验算公示如下：
[0060]
k＝dw÷
(hwγw)＞kh[0061]
γ：承压水含水层顶面至坑底的土层天然重度(kn/m3)；
[0062]
d：承压水含水层顶面至坑底的土层厚度(m)；
[0063]
γw：水的重度(kn/m3)；
[0064]
hw：承压水含水层顶面的压力水头高度(m)；
[0065]
kh：突涌稳定安全系数，当前取值1.10，规范要求不应小于1.10；
[0066]
k：突涌稳定安全系数计算值。
[0067]
在进行基坑抗浮起验算时，其验算公式如下：
[0068]
f浮＝ρgv≤g1+g2+f
[0069]
ρ：泥浆8比重，取1200kg/m3
[0070]
g：重力与质量比值，取9.8n/kg
[0071]
v：基坑体积；
[0072]
g1：钢套筒4重量；
[0073]
g2：封底混凝土7重量；
[0074]
f：钢套筒4外侧摩擦力。
[0075]
通过验算合格后进行场地三通一平，地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均需排除处理完毕，各项临时设施如照明、动力、安全设备准备就绪，熟悉施工图纸及场地的地下水文土质，操作前应对吊车、钻机、泥浆8泵等机械设备进行检查和试验，确保施工安全。
[0076]
施工准备完成后进行测量放线，根据设计图纸计算出深基坑1的中心坐标，在场地平整完成后，用全站仪精确放样出桩位，打入钢管5，并绑扎红线6做好标识，引导后续钢护筒2的埋设。在距孔中心2m的安全地带设置十字形控制桩，以方便便于校核。
[0077]
测量放线完成后进行钻孔施工，开钻前埋设钢护筒2防护，其中，钢护筒2内径根据孔径确定，钢护筒2壁厚1.5cm，护筒顶部应高出地面15cm以上，并不得低于孔外水头，一方面可防止护筒外残留水碎块泥土等进入桩孔，保护桩孔测深人员不会滑进桩孔，另一方面便于观测标高测量点和保护测量点不被污染。泥浆8制备将根据不同地层的地质条件的泥浆8比重指标采用人工造浆。
[0078]
本发明中的钻机和大直径钻头3配型需进行土层抗力扭矩计算，其中，土层抗力扭
矩计算公式如下：
[0079]
t＝n(c+kγhtanψ)vwrtanα；
[0080]
n表示刃齿数量，取45；
[0081]
c表示土体粘聚力(kpa)；
[0082]
k表示侧压力系数
[0083]
γ表示土体的容重(kn/m3)；
[0084]
h表示地面到刃齿的距离(m)；
[0085]
ψ表示土体内摩擦角；
[0086]
v表示钻进速率(m/r)；
[0087]
w表示刃齿宽度(m)，取0.03m；
[0088]
r表示刃齿切削半径；
[0089]
α表示刃齿前角，取45
°
。
[0090]
在开始钻进时稍提钻杆，空转造浆，低速钻进，施工到1.0m深后正常钻进。根据状地质构造土层变化，随时调整钻速、钻压和泥浆8比重，防止机械或钻头损伤，软弱土质则应控制匀速钻进，防止钻进速度过快，造成塌孔。转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，转盘要水平，钻杆上安装提引水龙头。钻孔作业连续进行，因故停钻时，必须将钻头提升到孔外，保证孔内具有规定的水位和所需泥浆8比重、粘度。钻孔作业要连续进行，不得中断。
[0091]
在钻孔完成后需要进行清孔及成孔检测，当钻孔达到设计深度，并满足终孔地质条件，经确认后，开始清孔。清孔时一边利用泥浆8池中的优质泥浆8把孔中带有钻渣置换出来，一边向孔内补充净化后的优质泥浆8，保持孔内液面稳定，孔内泥浆8的各项指标及沉渣厚度符合规范及设计要求。深基坑1在成孔过程中及终孔后以及灌注水下封底混凝土7前，需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
[0092]
清孔和成孔检测合格后进行钢套筒4埋设，钢套筒4在钢材场集中制作加工，与封底混凝土71/2高度处安装一圈连接10～20cm宽止水钢板41。安装过程中不得使钢套筒4产生不可恢复的变形。起吊后至钢套筒4下降到离地面1米以内由人工进行辅助移至孔位、慢慢入孔；下钢套筒4时由人工辅助对准孔位，垂直下放避免碰撞孔壁。严格控制钢套筒4顶面标高、平面位置和止水钢板41位置，符合要求后进行钢套筒4固定。
[0093]
钢套筒4埋设完成后进行水下封底及抽取泥浆8，深基坑1底部浇筑封底混凝土7，混凝土需提前到达施工现场等候，浇筑水下封底混凝土7后用泥浆8泵将泥浆8排干。浇筑导管采用φ300mm钢管5，一节3m。安装位于钻孔中央，导管密封圈须齐全完整，导管接头要拧紧，底口距离孔底30～50cm。浇筑封底混凝土7前，检查沉渣厚度，如超出5cm，则利用导管进行二次清孔，清孔完成后，立即浇筑。灌注混凝土前和过程中，应按规定时间检测混凝土的坍落度、扩展度和含气量，并做好记录。待检测指标合格后，方可灌注混凝土。在灌注过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～6m。按照计算的封底混凝土7方量浇筑，根据成孔的实际深度适当调整浇筑方量。待水下混凝土强度达到设计强度70％后用泥浆8泵抽走上部的泥浆8。最后进行坑底平整，浇筑调平层。
[0094]
最后，本技术的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在
本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。技术特征：
1.一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1，基于地勘报告，进行基坑隆起验算，突涌稳定性验算，抗浮稳定性验算，并进行场地平整；步骤s2，测量放样，结合设计图纸测量得到深基坑中心坐标，放样桩位；步骤s3，采用正循环回旋钻机配合大直径钻头成孔；步骤s4，钻孔达到设计深度并满足地质条件后进行清孔和成孔检测；步骤s5，在封底前埋设钢套筒，在水下封底并抽取泥浆，并在基坑底部浇筑封底混凝土，封底完成后通过泥浆泵将泥浆排干并清理基坑。2.如权利要求1所述的一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，所述s3步骤中，按1.5～2倍钻孔方量进行泥浆池容积设置并采用砖砌。3.如权利要求2所述的一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，步骤s5中所述钢套筒与封底混凝土设置一周连接止水钢板。4.如权利要求1所述的一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，步骤s1中，基坑抗隆起验算公式如下：d:支锚底离基坑底距离，d＝0；h：坑顶到坑底深度；q：地面荷载，当无超载时，q＝0；c：土的粘聚力；r 1
：坑外坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值，r 1
＝15.7372；r 2
：坑内坑顶到支锚底土的有效重度的加权平均值；nc、nq：地基极限承载力计算系数；安全系数为1.2-1.3。5.如权利要求1所述的一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，步骤s1中，突涌稳定性验算公式如下：k＝d
w
÷
(h
w
γ
w
)＞k
h
；γ：承压水含水层顶面至坑底的土层天然重度(kn/m3)；d：承压水含水层顶面至坑底的土层厚度(m)；γ
w
：水的重度(kn/m3)；h
w
：承压水含水层顶面的压力水头高度(m)；k
h
：突涌稳定安全系数，当前取值1.10，规范要求不应小于1.100；k：突涌稳定安全系数计算值。6.如权利要求1所述的一种小型圆形深基坑施工方法，其特征在于，步骤s1中，基坑抗浮起验算公式如下：f
浮
＝ρgv≤g1+g2+f；ρ：泥浆比重，取1200kg/m3g：重力与质量比值，取9.8n/kgv：基坑体积；
g1：钢套筒重量；g2：封底混凝土重量；f：钢套筒外侧摩擦力。
技术总结
本发明的一种小型圆形深基坑施工方法，包括以下步骤：基于地勘报告，进行基坑隆起验算，突涌稳定性验算，抗浮稳定性验算，并进行场地平整；测量放样，结合设计图纸测量得到深基坑中心坐标，放样桩位；采用正循环回旋钻机配合大直径钻头成孔；钻孔达到设计深度并满足地质条件后进行清孔和成孔检测；在封底前埋设钢套筒，在水下封底并抽取泥浆，并在基坑底部浇筑封底混凝土，封底完成后通过泥浆泵将泥浆排干并清理基坑。本发明无需基坑降水即可实现静态无干扰施工，对临近建筑物和地层的破坏小，成本低，工程施工的进度、安全和质量有保证。安全和质量有保证。安全和质量有保证。
技术研发人员：陈伟仁 梁耀星 李富强 徐鑫 刘静鑫 杨铭秋 吴超 陈晋稼 杨浩
受保护的技术使用者：中交广州航道局有限公司
技术研发日：2021.12.01
技术公布日：2022/3/3
声明：
“小型圆形深基坑施工方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中交广州航道局有限公司
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2024年07月25日 ~ 27日 
