混凝土棧橋與支撐相結合的深基坑開挖技術

中國建筑第八工程局有限公司天津分公司 天津 300452

1 工程概況

天津雙子塔項目位于天津市中心城區西南部，包括2 棟塔樓，分別為A塔和B塔，位于津靜公路的兩側，是天津新技術產業園區的重要組成部分。項目地處京津發展軸，與中心城區唇齒相依，臨近高速公路、鐵路樞紐、航空港及海港。項目距天津市中心城區的核心區僅9 km，距北京市及首都國際機場120～140 km，距天津港及天津開發區50 km，具有優越的地理位置和區位優勢。

本工程2 棟塔樓建筑高度221 m，地上43 層，設3 層及1 層夾層地下室，建筑面積26.67 萬m2。

A塔樓基坑面積約15 300 m2，周長504 m，場地自然地坪標高為－0.95 m。地庫區基坑底標高為－19.6 m，開挖深度為18.65 m，塔樓區基坑底標高為20.8 m，塔樓區開挖深度19.85 m，局部加深區開挖深度達到25.3 m。基坑圍護結構采用“二墻合一”的地下連續墻，墻厚為1 000 mm，支撐體系采用鋼筋混凝土環撐＋對撐的形式，共設置2 道支撐，如圖1所示。

B塔樓基坑面積約14 300 m2，周長504 m，其各類標高與開挖深度同A塔樓?；訃o結構采用“二墻合一”的地下連續墻，墻厚為1 000 mm，支撐體系采用鋼筋混凝土十字對撐＋邊桁架的形式，共設置2 道支撐，如圖2所示。

圖1 A塔樓基坑支撐平面示意

圖2 B塔樓基坑支撐平面示意

特別說明的是，圖2中的緩沖區是為解決與其相鄰的其它基坑同時開挖的技術難題，本文中不做具體闡述，只針對對撐區域的土方開挖展開論述。

2 方案研究

2.1 A塔樓方案研究

針對A塔樓支撐形式，提出A塔樓對撐與棧橋相結合的施工方案[1]，A塔樓棧橋布置如圖3、圖4所示。

圖3 A塔樓棧橋平面布置

圖4 A塔樓棧橋剖面

棧橋區域立柱樁主要有3 種形式：棧橋區域利用工程樁的立柱樁，直徑由600 mm全長擴徑至800 mm，樁長加長至36 m；棧橋區域利用Φ800 mm工程樁的立柱樁，在樁上直接安裝鋼立柱；棧橋區域增打Φ800 mm立柱樁，樁長為36 m。

第一步土方開挖及第1道支撐施工完成后，第二步土方開挖開始利用棧橋，棧橋坡度為1∶7。

第二步土方開挖時運土車自棧橋進入基坑內，采用中心島的開挖方式，按照“先角后邊”的順序進行二步土方的開挖，并插入第2道支撐的施工。

第2道支撐施工完畢并達到設計強度后，開始進行第三步土方的開挖，運土車輛還是從棧橋進入坑內的中心島，通過挖掘機接力的方式開挖土方，同樣遵循“先角后邊”的開挖順序，最后利用長臂挖掘機座落在棧橋上進行第三步土方的收尾工作[2]。土方開挖示意如圖5、6所示。

2.2 B塔樓方案研究

針對B塔樓支撐形式，采用棧臺出土的方案，根據現場實際情況，進行出土棧臺的布置，如圖7、8所示。

棧橋區域立柱樁形式同A塔樓形式。

第一步土方開挖及第1道支撐施工完成后，第二步土方開挖開始利用棧臺，棧橋坡度為1∶7。

第二步土方開挖時運土車自棧臺進入基坑內，為給2 道支撐施工提供足夠工作面，先將邊桁架區域的土方掏挖完成，再將十字對撐區域的土方掏挖完成，“田”字支撐內形成4 個小中心島，同時插入第2道支撐的施工。

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第2道支撐施工完畢并達到設計強度后，開始進行第三步土方的開挖，運土車和挖掘機?？吭跅Ｅ_上，進入基坑內的挖掘機通過接力的方式將土方倒運至棧臺附近，然后通過棧臺上的挖掘機裝車運土，最后更換長臂挖掘機進行第三步土方的收尾工作。土方開挖示意如圖9、10所示。

圖5 A塔樓中心島開挖示意

圖6 A塔樓基底土方收尾示意

圖7 B塔樓棧臺平面布置

圖8 B塔樓棧臺剖面示意

3 實施要點

3.1 棧橋施工

3.1.1 A塔樓棧橋施工

A塔樓棧橋區域分為3 個施工區域，東側棧橋梁板與第1道支撐桿件分離，棧橋板面標高為－0.95 m，此區域為施工平臺一區域；中部棧橋坡道板面標高為－0.95～－2.40 m，此區域為混凝土坡道區域；西側棧橋梁板與第1道支撐相結合，棧橋板面標高為－2.40 m，結合部位支撐梁內配筋采取棧橋梁配筋方式[3]，此區域為施工平臺二區域。

圖9 B塔樓土方開挖示意

圖10 B塔樓基底土方收尾示意

施工平臺一區域棧橋梁板與第1道支撐桿件分離，土方開挖至第1道支撐梁底以下100 mm處，在支撐梁底及支撐梁間方塊區域澆筑厚100 mm C20素混凝土墊層，墊層比棧橋每邊投影邊界寬出200 mm，墊層上鋪設石油瀝青油氈隔離層。此區域分2 次進行混凝土澆筑[4]，第1道支撐澆筑完成后，在支撐梁間方塊區域搭設碗扣式腳手架，架體搭設高度為2.1 m。腳手架板底次龍骨木方截面寬度為50 mm，截面高度為100 mm，按間距200 mm布置。頂托內托梁為Φ48 mm雙鋼管，立桿橫向間距、縱向間距、腳手架步距均為0.9 m。經驗算，架體安全，驗收合格后進行梁板模板安裝、鋼筋安裝、混凝土澆筑作業。

施工平臺二區域支撐與棧橋相結合，將此區域內土方開挖至棧橋板底標高以下2 m處，施工厚100 mm C20素混凝土墊層，在此區域搭設碗扣式腳手架架體，架體高度2 m，搭設方式與施工平臺一區域相同。

3.1.2 B塔樓棧橋施工

北棧臺采用棧臺與支撐桿件分離的形式，南棧臺采用棧臺從基坑邊開始放坡后與支撐相結合的形式。棧臺與支撐相結合部位支撐梁同樣采取棧臺梁配筋形式。

3.2 棧橋使用注意事項

（a）棧橋面均布施工荷載不得超過25 kN/m2，單位施工車輛滿載時不得超過50 t。每跨內只能同時分布1 輛施工機械，且此時在其全部臨跨布置施工機械不得超過1 輛。挖土機停靠工作位置之間至少應相隔15 m。避免出現2 臺滿載設備?？坑谕豢缍鹊炔焕奢d分布情況[5]。

（b）在棧橋上堆載時，應進行隔跨布置，嚴禁出現連續堆載的情況。

（c）進入棧橋車道上的車輛或機械，應控制運行速度，嚴禁超速，不得突然加速或急剎車；滿載后遇路面凹凸不平，需進行處理或緩慢駛過，不得強行沖過，汽車吊使用支腿工作時，其支腿下須鋪設路基箱。

（d）棧橋兩側安全護欄設置應具足夠強度以確保施工車輛及人員安全，棧橋路面可根據需要采取防滑措施。

4 技術優勢總結

（a）棧橋與支撐相結合，降低了施工措施費。

（b）棧橋豎向支撐利用原有的立柱樁，節約了成本。

（c）用于棧橋豎向支撐的格構柱不用單獨增加橫撐[6]，利用原有的混凝土支撐即可滿足穩定性要求。

（d）施工快捷、方便，使用過程安全、可靠。

（e）地下施工階段可作為模板、腳手架等周轉材料的堆放場地，滿足設計荷載的前提下可用于臨時堆放鋼筋、鋼構件等重型材料，同時車輛可就近垂直運輸進行材料的裝卸[7]。

5 結語

棧橋與支撐相結合的深基坑開挖方式，充分利用了原支撐立柱樁及支撐自身構件，減少了棧橋的布置成本及布置工期。通過棧橋放坡與第1道支撐結合的布置方式，便于施工機械直接進入基坑內進行土方開挖的施工，提高了基坑開挖效率，保證了施工過程的安全[8]。