超长深基坑支护与土方开挖施工技术探析.pdf

'2013年2月l栩萄蓑晦施工技术【文章编号】1673—0038(2013)06—0031-03超长深基坑支护与土方开挖施工技术探析张进松张正平(浙江工正建设监理咨询有限公司)摘要：随着农村人口大量涌入城市，给城市住房带来了巨大的压力。因此，高层、超高层建筑不断受到建筑设计人员的施工人员的青睐。为了保证建筑物具有足够的承载能力，基础一般都采取深基础或桩基础。其中，深基础的施工过程中极易出现水的渗透问题。所以，在进行深基础施工时需要做好基坑的支护问题。本文结合具体实例简要探讨超长深基坑支护与土方开挖的施工技术，为以后相关工程的建设提供参考。关键词：超长深；基坑支护；土方开挖；施工技术1工程概况该工程建筑面积为62000m2，由于该地区为一狭长地块。故将整个施工区域分为A区和B区2部分。其中，地下建筑面积为14380m2，(A区占10380mz，B区占4000m2)。A区地上部分为24层、地下部分为2层。其中，地上1～6层为商业建筑，7。24层为公寓。A区基础采用板式基础。B区地上为6层的商铺，地下为1层。B区地下室地板的标高为-4．600m，基础采用筏板式基础。2工程特点2．1地层条件基坑土层从上往下分别为：杂填土、粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粘土。本工程地区潜水位水位较高。地下水主要属于潜水，地下水位在一0．75～1．70m。2．2地下室结构超长地下室底板及外墙长度属于超长超深结构。其中，B区地下室宽度仅仅只有20m，但是长却有200m。为了保证施工过程中结构的质量和功能，需要在施工过程中采取相应的施工措施，防止混凝土出现收缩裂缝，严格控制底板和外墙温度裂缝。3基坑支护与土方开挖方案选择3．1SMW围护结构和组合内支撑技术3．1．1SMW工法围护结构A区地下室埋深为10m，B区地下室埋深6m。现场施工条件：周围场地异常狭小，南面基坑距规划红线仅仅只有6．0m，北面基坑距规划红线仅仅只有1．3。3．1m。因此，施工单位决定选择SMW工法桩作为围护结构。根据基坑的不同深度、地质条件及周边环境要求，选用不同深度和直径的水泥土搅拌桩及内插H型钢。A区基坑深度为lOm。因此，采用选用+1000++850++1000(mm)的水泥搅拌桩间隔布置。桩长在20～24m。(b1000的水泥搅拌桩内插H850x300x14x24(mm)型钢。B区开挖深度较浅，因此采用直径为850ram水泥土搅拌桩。水泥搅拌桩长12～20m。内插H700x300x12x24(mm)型钢，型钢间距为1200mm(见图1)。3．1．2纽合内支撑技术A区在第一道支撑上设置钢栈桥。这样以便解决土方的运送、混凝土浇筑和钢筋运输的问题。第一道支撑采用混凝土结A区围护结柯图1基坑围护结构构。栈桥在支撑梁适当加固后，上铺H型钢梁和钢道板，这样不仅可以方便施工还可以节约材料。第二道支撑采用6609x16(mm)预应力钢管组合支撑结构。B区是比较规则的长方形，地下室底板及外墙长度属于超长超深结构。基坑宽20．Om，故采用1道组合式H型钢支撑，以利回收重复利用。底板混凝土浇筑后拆除上部支撑前，设置H型钢斜向临时支撑，以保证基坑的安全。3．2土方开挖方案根据施工工期和现场施工条件，施工单位决定基础的开挖方案为分块施工。(1)A区按照支撑的结构分层开挖。在第一层的自然标高面采取挖槽的方式分片开挖。钢筋混凝土支撑分片浇筑；第二层土方的开挖，从中间向四周开挖；开挖时需要注意开挖对土层造成扰动的影响。为了保证基坑周围的安全，在开挖时在基坑周围安装钢支撑。第三层的开挖。此层的开挖难度最大，平均挖土深度达到3．4m，局部达到了6．25m，(标高为～13．250m)。挖土时用超长臂挖土机在栈桥上先挖栈桥周围的土方，再在基坑内用3，4台挖土机进行挖掘，达到分块对称完成整个挖土的目的。(2)B区。一次性开挖直接到达钢支撑的底部标高处。当钢支撑安装结束后使用一次直接切土到位的开挖方式。局部基坑较深、基础梁使用小型挖机挖掘，配备人工捡土。随即分块浇筑混凝土垫层，控制天然地基土的暴露时间，以保证基坑安全。4基坑支护结构施工4．1SMW工法施工·31· 施工技术■两目囊瞄2013年2月施工流程见图2。-·-__--_l·_·’一■·__-__·___-_。1，o_-·_--·___·o’Po-·oo’。’oooo’1l坼地f謦卜l潮譬技线}’叫歼挖淘椿卜啼l段定位墨镌I■·-____-__--_-_-__一■__·___·-__·---I_·⋯t图2SMW工法施工工艺流程施工技术要点如下：(1)SMW工法施工按跳槽式双孔全套复搅式连接，其中阴影部分为重复套钻，这样不仅可以保证施工的质量还可以确保施工的连续性。(见图3)。k一曼!：型型—14k羔型塑旦一卜坠坚叫卜叫P幽啦叫图3水泥搅拌桩施工顺序(2)桩机就位时确保位置准确、机器平稳。为了确保桩机垂直度要求，可以用线锤对龙门立柱进行垂直定位观测。同时用经纬仪进行校核。有关的精度要求如下：钻孔深度误差不得大于±5cm；桩身的垂直度按照设计要求，误差不得大于桩长的1／200；搅拌桩点位放样误差不得大于2cm。根据三轴搅拌桩中心间距，在平行H型钢表面用红漆划线定位(见图4)。I曩淘记位曩I，塞=I—葛1．登销定出#『，IL]广J广]桩位巾·C·IEL1广一lⅣLn】』4l一矿图4桩机和H型钢插入定位(3)H型钢插入：在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，固定插入型钢平面位置，型钢插入时务必保证牢固和水平。垂直度可以用线锤进行控制。将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内。依据H型钢和定位型钢之间的高度差关系，在定位型钢上搁置槽钢，将H型钢顶标高的误差控制在±5cm以内。当水泥硬化到一定程度后可将限位与沟槽定位型钢撤除。4．2H型钢水平支撑结构施工4．2．1钢筋混凝土支撑施工钢筋混凝土支撑在施工时应当设置一层垫层，并刷隔离剂。保证在施工时垫层和支撑脱离，可以有效地防止工作人员从施工地点掉落造成人员伤亡；混凝土的支撑和地梁的施工要求一般情况下是一样的，但是，在施工过程中严格控制支撑点的标高、水平位置，尽量保证支撑安装后的受力情况同设计一样：为了有效的控制基坑的变形，第一道支撑施工时采取分块挖槽的施工方式。这样可以有效的控制基坑首次的变形值。为了保证施工工期的要求，可以在混凝土的浇筑过程中适当添加早强剂、提高混凝土等级，尽可能的使混凝土快速达到强度的设计要求，以·32·缩短工期。4．2．2H型钢支撑安装基坑的支撑定位必须准确，钢筋接头位置焊接牢固，保证在土方开挖时支撑系统不变形：B区的水平支撑是一道H型钢撑，当围檩浇筑的混凝土强度达到设计强度的80％、土方挖槽完成后开始安装；支撑使用的型钢型号为：H700x300x13x24(ram)，话侧角位置支撑用+609x16mm的钢管。八字撑均采用400x400(mm)H型钢。5土方开挖方案5．1井点降水A区的基坑深度在10m左右，此时基坑底部土层主要为淤泥质粘土。这种土质的水渗透系数较大。因此，施工方决定采用深并加真空的降水措施。B区基础的开挖深度在6m左右。因此，只需要采用一般的轻型井点降水方案。基坑的宽度为20m。因此，设置2排轻型井点管。井管长为8．0m，保证将地下水位降低在坑底1．0m以下的位置。5．2土方开挖5．2．1A区土方开挖方法A区的土方开挖方式为：分层盆式挖土方法。(1)对第一层的开挖，使用小挖机挖槽的方法。在基坑分区域的挖出混凝土支撑的基槽。然后浇筑钢筋混凝土支撑。开挖出的土方可直接用车运出。(2)等混凝土支撑的强度达到设计强度时，才可以迸行第二次的土方开挖。采用分区域的盆式开挖，当开挖深度达到钢支撑底部标高时，安装钢支撑。先在钢栈桥上开挖钢栈桥周围的土体。当周围土体开挖结束后将小挖机放入基坑。开挖钢栈桥的土体，开挖出的土体由钢栈桥上的挖机装车运走。最后，基坑周边的土体开挖。土方用挖机下坑翻转土至栈桥周围，挖出的土体由钢栈桥上的挖机装车运走。(3)第三次的土方开挖。此时，土方的开挖量较大。开挖的深度可以达到3．5m左右。同样也是使用盆式开挖方式。边角处的土体用小挖机在坑内挖土，然后用长臂挖机将土方运出坑外。中间的土体用超长臂挖机开挖，土方直接装车外运。(4)坑内机械通过钢支撑时，必须在钢支撑上方铺300ram厚的土层，再铺设钢道板才能通过，在挖土的过程中挖机不得停留在支撑上部。5．2．2B区土方开挖方法B区基坑的开挖。B区东方区域比较平坦。采用大型机械大开挖的方式。按照二阶梯式开挖。第一次开挖的开挖深度为标高一0．62m以上的土体，然后将钢支撑安装好再次采用机械开挖。此次开挖深度可以达到一5．20m。最后使用小型机械对基坑开挖，由大挖机将土方运出基坑。西部基坑所处地域较为狭窄。挖掘机的运行路线受到限制。因此，在钢支撑上部用钢板铺一道临时的通道。钢板铺设时需要注意的是：首先在钢支撑上部铺厚度不小于200ram的土方，然后再铺钢道板，整个施工过程不影响基坑支护结构。从东向西逐层开挖。6施工体会(1)降水效果对钢支撑体系有一定影响。施工过程中对土体 丝竺!至垒坠—一：!。一!：。——一：!：．——墅!里!矍塑!!一：!堕三苎垄【文章编号】1673—0038(2013J06—0033—02结合实例对大型基础底板混凝土施工控制技术应用的探讨周军(江西省南昌市330000)摘要：本文分析了某工程基础底板采用综合法进行混凝土施工控制，可供同行工程技术参考。关键词：基础底板；大体积混凝土；施工控制1工程概况某工程建筑面积9300m2，其中地下室1层，基坑开挖深度8．0m，地上13层。该工程基础底板混凝土浇筑方量多，并且厚度变化大；基础底板属于大体积混凝土，同时混凝土强度等级与抗渗等级高。基础环粱混凝土C40，其他部位混凝土C35，抗渗等级为S8。设计采用防水混凝土，其中掺加一定比例的防水添加剂。此外，防水添加剂应具有补偿混凝土收缩的功效，以减少混凝土的收缩裂缝，防水添加剂可与膨胀剂结合使用。在该工程基础底板浇捣前，我们分析了大体积混凝土的施工控制要素，并分别对基础深坑和大底板进行混凝土水化热计算，以论证确定施工方案可行性。在策划底板混凝土浇筑方案时，充分重视信息化施工的要求，重视现场监测，在混凝土内部设置温度测点，严格控制内外温差，保证温差不超过250C。(见图1)图1大体积混凝土施工控制要素的扰动较大。在施工过程中，应当加强对围护结构结构稳定性的监测、工程临近建筑物变形的监测。根据监测的结果及时调整开挖的顺序和开挖的进度。(2)基坑开挖时，应当确立严谨的时间观念。每次开挖前，应当充分做好挖土准备，挖土作业过程才能速战速决。(3)从工程结束后质量监测我们发现：钢支撑和型钢使用后可以重复使用，较为经济。深基坑采用的型钢水泥复合搅拌桩与组合钢支撑的支撑体系，支护结构的防渗能力较强，稳定性好，可以确保施工现场周围的地下管线的安全。对南方地区的混凝土搅拌站情况进行仔细的考察，选择符合要求的大型的混凝土搅拌站负责提供混凝土，要求提供同一配合比，相同水泥、外加剂、粉煤灰及矿粉的混凝土，控制好混凝土供应的数量和时间，以保证现场混凝土的供应。2混凝土配合比设计加强与混凝土供应单位的沟通，要求拌站在配合比设计中，适量减少水泥用量，提高粉煤灰、矿粉含量，参加合适的减水剂、外加剂，减小水化热。该工程基础底板混凝土设计的配合比如表1。表1基础底板混凝土配合比设计水泥(og)I砂(og)I碎石(kg)l水(kg)l矿渣(og)1粉煤灰(og){外加剂(kg)施工采用42．5R矿渣硅酸盐水泥、粗骨料选用粒径为5．25mm连续级配。细骨料选用细度模数2．50左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子含泥量控制在1％以下，黄砂含泥量控制在2％以下。掺加粉煤灰和矿渣粉活性混合材料，替代部分水泥，能在保证混凝土强度的前提下，有效地减小水化热，延迟峰温出现的时间。凝结时间要求初凝为9-lOh，终凝为12。13h。在材料选配上，细骨料选用的中粗砂含泥量<2％，细度模数为2．79，平均粒径0．381，从而降低混凝土的温升和减少混凝土的收缩，但砂率不宜过大，从而影响混凝土的可泵性。粗骨料选用5．40mm石子，减少混凝土收缩，含泥量<1％，符合筛分曲线要求可减少用水量，使混凝土收缩和泌水随之减少，骨料中的针状和片状颗料<15％(重量比)。采用集料泵送混凝土砂率在42。45％之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率，坍落度在满足参考文献【l】王钧安．对建筑工程深基坑施工技术的探讨【J】．建筑知识，2010，(s1)：01．[213=!伟，杨兵．关于高层建筑深基坑支护技术问题的认识[J】．科技致富向导，2012，(21)：22．[3]邱晨．软土地基深基坑施工变形控制【J】．科技致富向导，2012，(32)：14．【4】万丰江，封心一．浅谈深基坑工程土钉支护质量控制【J]．科技致富向导，2011。(06)：12·33·'