大型深基坑施工創新技術應用

江蘇南通二建集團有限公司 啟東 226200

1 工程概況

蘇州嘉潤廣場工程位于蘇州市工業園區，現代大道南側，思安街西側，距離建設中的地鐵站與區域的商業地標時代廣場僅150 m。

本工程為集辦公樓、酒店、酒店式公寓和商業于一體的綜合性建筑，地下4層，地上39層，地面以上3棟主樓，高度約為134 m。總建筑面積255 033 m2，基坑南北寬約90 m，東西方向長約300 m，基坑占地面積約為18 000 m2，地下建筑面積為74 145 m2。基礎底板厚為1 000 mm或2 400 mm，基坑最大挖深為23 m。泵進行抽水，既節省了水泵、水管等材料費用，也節省了水泵管理的人工費用。若地下室面積過大，可設置多個較深的集水坑進行定期抽水。

圖1 鋼筋綁扎過程中預埋PVC管

2 地下室排水系統

在以往的大型深基坑施工過程中，始終有一個最大的難題圍繞著我們，就是地下室的積水很難清理，往往都是派專人進行清掃，然后用水泵在就近的集水坑中抽水。此種方法耗費了大量的人工，而且需要大量的水泵、水管等進行抽水，水泵的水管排布在地下室內，既影響美觀，也影響施工[1-3]。

2.1 地下室自排水系統設計

1）地下室大底板鋼筋綁扎過程中，我們將每個區域的集水坑用φ100 mm PVC管進行連通（圖1）。本工程最深的集水坑坑底標高為-20.2 m，其余的集水坑或后澆帶底部預埋的PVC管設置一定的坡度，水將自動流向最深的一個集水坑。地下室施工完成后，只需在最深的集水坑放置水

2）地下室基礎底板、樓板澆筑過程中，嚴格控制板面標高，將集水坑四邊、后澆帶邊等降低2 cm，且整個區域的板面斜向后澆帶或集水坑，使板面形成自然坡度，水自動流向后澆帶或集水坑。本工程板面標高的控制采用2種方式：一是帶線隨時量取混凝土澆筑標高，二是采用激光測平儀進行標高控制。這樣既控制了排水標高問題，又使板面平整度得到了控制（圖2）。

圖2 板面標高的控制

3）地下室基礎底板、樓板在收光前，用長6 m鋼管在板面上壓出圓弧槽，槽口形成網狀，將水引流至集水坑內（圖3）。

圖3 用鋼管在板面上壓出圓弧槽

2.2 效益分析

1）傳統施工方法：在集水坑里放置小水泵，將所有集水坑內的水抽到最大或最方便抽水的集水坑內，然后再從這個集水坑內將水抽至地表。若用1臺1.5 kW水泵抽水，每天按10 h計算，則每日費用約100元。本工程共約需24臺水泵。則1年綜合費用：24×100×365 =876 000元。

2）地下室自排水系統方法：水將自動流向最深的集水坑內，從最深的集水坑內將水抽出。本工程約需6臺水泵。則1年綜合費用：6×100×365 +10 000（管材等費用）=229 000元。

3）節約費用：876 000-229 000=647 000元。

3 地下室后澆帶的換撐、頂撐

3.1 頂撐

后澆帶頂撐以往是采用腳手架分開搭設的方式，支模排架拆除后，后澆帶部位腳手架不拆，直至后澆帶封閉后再拆除。此種方式無形中增加了鋼管租賃費用，且后澆帶部位模板無法拆除，需配置多套模板。且后澆帶部位腳手架對材料運輸、人員通行等都帶來諸多不便。采用本種工藝，后澆帶部位模板可隨意拆除，無需配置多套模板，后澆帶部位對材料運輸、人員通行影響較小[4-6]。

本工程采用16#工字鋼頂撐的辦法，解決了上述問題。支模排架搭設的同時，在后澆帶兩側梁底各頂1根16#工字鋼，工字鋼頂部水平焊1塊不小于200 mm×200 mm的鋼板。梁與梁中板帶部位間隔2 000 mm頂撐1根16#工字鋼。16#工字鋼底部采用鋼楔頂牢，并與工字鋼底部焊接牢固（圖4）。

效益分析：本工程地下室4層，總后澆帶的長度約2 420 m。后澆帶間距按100 m計算（時間1年）。

1）鋼管扣件支撐：模板5 687元+鋼管租金4 347元+扣件租金9 636元+其他3 870元=23 540元。

2）16#工字鋼支撐：4 059元。

本工程后澆帶總長度為2 420 m，故共節約資金為：（23 540-4 059）×（2 420÷100）=471 440元。

圖4 地下室后澆帶頂撐工字鋼

3.2 換撐

本工程地下室底板、樓板后澆帶部位換撐，均采用300 mm×300 mm的H型鋼預埋（圖5），每邊深入混凝土內不小于500 mm，型鋼沿后澆帶長度方向間距3 500 mm。樓板有梁部位必須設置型鋼換撐，無梁區域按間距3 500 mm設置。

圖5 型鋼換撐設置

4 超厚基礎底板鋼筋支架的制作

底板鋼筋支架采用槽鋼及角鋼焊接。為防止地下水沿支架立柱底部滲透上來，在立柱下墊一混凝土墊塊、砂漿墊塊或水泥磚，厚度應該與底板保護層相同。墊塊下設預埋鐵直接固定在墊層上，從而避免了墊塊移動，影響支架架設。

4.1 立柱長度≤1.5 m的基礎底板鋼筋支架制作

采用φ28 mm鋼筋馬凳架設（圖6）。H=底板厚度-下層鋼筋（鋼筋直徑+保護層厚度），馬凳采用φ28 mm鋼筋制作，通長設置，馬凳間距2 000 mm。

圖6 立柱長度≤1.5 m的基礎底板鋼筋支架制作

4.2 立柱長度為1.5～4m的基礎底板鋼筋支架制作

支架立桿采用100 mm×100 mm×12 mm角鋼，立桿間距2 200 mm×2 200 mm，立桿的長度應扣除底部墊塊高度、頂層鋼筋網片、鋼筋保護層等厚度。中層鋼筋網片支架采用63 mm×40 mm×7 mm角鋼與立桿焊接牢固。頂層鋼筋網片的支架采用100 mm×63 mm×10 mm角鋼與立桿焊接牢固，焊接時將100 mm×63 mm×10 mm角鋼的水平邊卡在立柱的頂端，以增加鋼筋支架的整體受力（圖7）。焊條為E43系列，焊縫高度為8 mm。

圖7 立柱長度為1.5～4 m的基礎底板鋼筋支架制作

4.3 立柱長度超過4 m深坑部位基礎底板鋼筋支架制作

支架立桿采用18#槽鋼，其他設置與長1.5～4 m立柱相同。

5 內爬塔吊基礎節施工

為滿足工程施工需要，本工程選用3臺TC6515B-12E塔機作為垂直吊裝工具，最大工作幅度65 m，獨立高度60 m，最大起重質量12 t，末端起重質量1.5 t，額定起重力矩為1 600 kN·m。

1）大底板施工前，塔吊基礎采用“灌注樁+格構柱+鋼平臺”的形式，樁間距為2.2 m。本工程為混凝土灌注樁基礎，為減少機械進出場費用，節約施工成本，塔吊樁亦采用鉆孔灌注樁。

（1）灌注樁。根據工程地勘報告提供的數據，對比塔吊定位處地質情況，經計算塔吊樁共4根，直徑為900 mm，主筋采用16φ25 mm，箍筋為φ8 mm@200 mm和φ16 mm@2 000 mm，底板底往下3 m范圍內為φ8 mm@100 mm，樁長30 m。

（2）格構柱。所有塔吊利用鋼格構柱連接塔吊樁和混凝土承臺，采用4根180 mm×18 mm的角鋼及450 mm×300 mm×16 mm的綴板進行組合拼裝，四面加焊，間距為700 mm。鋼格構柱插入塔吊樁4 m，同時將格構柱角鋼與立柱樁主筋焊牢。角鋼和綴板的材質均為Q345B，格構柱截面為510 mm×510 mm。

（3）鋼平臺。鋼平臺采用3 m×3 m的十字鋼架，其鋼梁主肢采用400 mm×400 mm×13 mm×21 mm的H型鋼，材質為Q345B。3臺塔機的格構柱頂標高均為+2.20 m。

2）大底板施工過程中，先將內爬塔吊的基礎節安裝定位，待大底板施工完成后，利用施工間歇期將鋼平臺位置的塔吊移位至核心筒電梯廳內，采用內爬的方式頂升，塔吊基礎節4個支腿埋在基礎底板內。在基礎底板鋼筋綁扎過程中，用18#槽鋼對塔吊4個預埋腿支架進行焊接固定，如圖8所示。

圖8 用18#槽鋼焊接塔吊4個預埋腿支架

在混凝土澆筑過程中，塔吊基礎節不要從4個支腿中取出，從而保證4個支腿不會因澆筑混凝土而移位。并派專人進行水平度、垂直度的測量，確保塔吊基礎節的安裝精確。

6 結語

大型深基坑工程施工難度大，受外界因素影響的安全隱患多，我們在施工完蘇州環球188、蘇州中潤廣場等大型深基坑超高層建筑后，總結了以往工程中的經驗，并加以創新應用。本工程的成功應用希望能為兄弟單位提供更多的參考價值[7,8]。