深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工方法

張飛君 汪 磊

(武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430000)

·巖土工程·地基基礎(chǔ)·

深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工方法

張飛君 汪 磊

(武漢建工集團(tuán)股份有限公司，湖北 武漢 430000)

結(jié)合工程實(shí)際，介紹了深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工方法，并闡述了該方法與傳統(tǒng)土方開(kāi)挖方法相比所具有的優(yōu)點(diǎn)，從棧橋布置、土方分層開(kāi)挖、土方開(kāi)挖走向等方面，總結(jié)了施工中應(yīng)注意的問(wèn)題，為深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

深基坑，支撐系統(tǒng)，棧橋，土方，開(kāi)挖方法

1 工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

恒融商務(wù)中心二期工程位于武漢市江漢區(qū)102號(hào)路與常青路交叉區(qū)域。東臨常青路，南鄰云飛路，北面為武商量販及航天花園小區(qū)。地下3層，地上包括30層和21層兩棟塔樓及4層裙樓。場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜，基坑平面呈不規(guī)則，基底尺寸長(zhǎng)164.343 m，寬78.4 m，周長(zhǎng)為422 m，基底總面積約8 516.5 m2。綜合基坑開(kāi)挖深度(地下室最深開(kāi)挖深度為20.5 m，平均開(kāi)挖深度為16.4 m)、周邊環(huán)境條件和工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，本基坑安全等級(jí)為一級(jí)，基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)使用期限為12個(gè)月。

1.2 設(shè)計(jì)概況

基坑總體支護(hù)方案：周邊支護(hù)采用地下連續(xù)墻支護(hù)，豎向設(shè)置3道鋼筋混凝土支撐，三軸水泥土攪拌加固槽壁和被動(dòng)區(qū)，基坑內(nèi)部管井降水。

1)三軸攪拌樁。三軸攪拌樁采用φ650@450 mm三軸攪拌樁設(shè)備進(jìn)行施工，攪拌樁成樁采用一噴二攪的施工工藝。其中被動(dòng)區(qū)加固及槽壁加固內(nèi)側(cè)水泥摻量15%，坑中坑支護(hù)及槽壁加固外側(cè)水泥摻量18%。

2)地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均為C30，混凝土澆筑時(shí)充盈系數(shù)大于1。地下連續(xù)墻豎向主筋保護(hù)層厚度迎土面為70 mm，迎坑面為70 mm。

3)內(nèi)支撐系統(tǒng)(本工程±0=22.600)?；迂Q向設(shè)置三道臨時(shí)鋼筋混凝土支撐，采用對(duì)撐角撐桁架支撐體系；各道支撐中心標(biāo)高為：a.第一道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)中心標(biāo)高為：20.700(-1.900)；b.第二道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)中心標(biāo)高為：15.600(-7.000)；c.第二道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)中心標(biāo)高為：10.800(-11.800)。基坑支護(hù)平面布置圖見(jiàn)圖1，圖2為基坑支護(hù)剖面圖，圖3為棧橋立體效果模擬圖。

1.3 土方開(kāi)挖難點(diǎn)

1)本工程因?yàn)閳?chǎng)地狹窄，基坑開(kāi)挖面大，坑邊兩側(cè)幾乎沒(méi)有臨時(shí)便道，對(duì)土方開(kāi)挖過(guò)程中的車輛運(yùn)輸帶來(lái)極大困難。

2)本工程基坑采用豎向設(shè)置三道臨時(shí)鋼筋混凝土支撐，采用對(duì)撐角撐桁架支撐體系。第一道支撐與第二道支撐豎向凈間距4.3 m，第二道支撐與第三道支撐豎向凈間距4 m，第三道支撐與基坑底面豎向最小凈間距3.2 m。密集的支撐結(jié)構(gòu)，在保證基坑安全的同時(shí)，大大增加了土方開(kāi)挖的難度。

3)對(duì)于緊鄰建筑物的地鐵站、航天花園小區(qū)、中國(guó)石化大樓及地下管線的調(diào)查、保護(hù)要及時(shí)、準(zhǔn)確的做好監(jiān)控，建立相應(yīng)的應(yīng)急救援措施等。

4)土方開(kāi)挖工程量大，與支撐結(jié)構(gòu)施工需交錯(cuò)進(jìn)行。

為了解決上述該工程深基坑土方開(kāi)挖的難題，本工程采用了深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工。

2 深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工方法

2.1 棧橋布置

本工程棧橋分為A，B，C，D四段，A段標(biāo)高為第一道支撐標(biāo)高，B段標(biāo)高為第一道支撐至第二道支撐標(biāo)高，C段標(biāo)高為第二道支撐標(biāo)高，D段標(biāo)高為第二道支撐至第三道支撐標(biāo)高。棧橋平面布置圖見(jiàn)圖4。

2.2 土方開(kāi)挖分層及方向

1)土方開(kāi)挖分層。

a.首層土方開(kāi)挖，從場(chǎng)坪自然地面到標(biāo)高-2.33 m處(首層支撐底面標(biāo)高以下0.030 m)。

b.第二次開(kāi)挖首層支撐至二層支撐以下(標(biāo)高-7.48 m)的土方，開(kāi)挖深度5.15 m，此次土方分兩層開(kāi)挖，第一層3 m，第二層2.15 m。

c.第三次開(kāi)挖第二道水平支撐至第三道水平支撐以下0.030 m處(標(biāo)高-12.23 m)，開(kāi)挖深度4.75 m，此次土方分兩層開(kāi)挖，第一層3 m，第二層1.75 m。

d.第四次開(kāi)挖第三道水平支撐以下土方至基坑底面以上0.300 m處(-15.300)，開(kāi)挖深度為3 m。

2)各層土方開(kāi)挖方向。

此次土方開(kāi)挖，除第一層土方由中間向圍護(hù)結(jié)構(gòu)四周開(kāi)挖外，其余均由圍護(hù)結(jié)構(gòu)四周向棧橋靠攏開(kāi)挖。最后將行車通道剩余土方集中堆放于棧橋附近，便于長(zhǎng)臂挖機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)，最終完成土方開(kāi)挖。

由于基坑深約16.4 m，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地有限，周邊建筑物多，為保證基坑施工安全，確保工期。本工程土方開(kāi)挖將采取合理的施工順序，其中基坑開(kāi)挖方向如圖5～圖8所示。圖5為第一層土方開(kāi)挖方向示意圖，圖6為第二層土方開(kāi)挖方向示意圖，圖7為第三層土方開(kāi)挖方向示意圖，圖8為第四層土方開(kāi)挖方向示意圖。

第一層土方開(kāi)挖以①②為中心點(diǎn)向③④⑤⑥開(kāi)挖。

第二層土方開(kāi)挖以⑤⑥為起點(diǎn)，經(jīng)過(guò)①②③→④，通過(guò)A段棧橋?qū)⑼练酵膺\(yùn)。

第三層土方開(kāi)挖以②④⑤為起點(diǎn)，經(jīng)過(guò)③⑥→①，通過(guò)C→B→A段棧橋?qū)⑼练酵膺\(yùn)。

第四層土方開(kāi)挖以②④為起點(diǎn)，經(jīng)過(guò)③⑥①→⑤，通過(guò)D→C→B→A段棧橋?qū)⑼练酵膺\(yùn)。

2.3 棧橋土方開(kāi)挖優(yōu)點(diǎn)

1)深基坑土方棧橋開(kāi)挖施工法優(yōu)點(diǎn)。

a.傳統(tǒng)的墊土修坡道挖土方案，在每道內(nèi)支撐施工完成后需要重新回填土坡道，工期長(zhǎng)、工程量大，同時(shí)，對(duì)于墊土修坡，其坡道下的內(nèi)支撐無(wú)法施工，支撐不能形成整體，影響了支護(hù)的有效性；深基坑土方棧橋開(kāi)挖法，土方開(kāi)挖與棧橋的形成互不干擾，棧橋下方土方可與其他部位土方同時(shí)開(kāi)挖，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性與有效性[1]。

b.傳統(tǒng)墊土修坡土方開(kāi)挖方法，開(kāi)挖過(guò)程中自卸汽車的振動(dòng)荷載會(huì)影響內(nèi)支撐體系的安全；深基坑土方棧橋開(kāi)挖法，機(jī)械在棧橋上行走，該荷載通過(guò)橋面、格構(gòu)柱、立柱最終傳遞到了基礎(chǔ)，不影響支撐系統(tǒng)的安全。

c.傳統(tǒng)墊土修坡土方開(kāi)挖方法，每層開(kāi)挖過(guò)程中，為了經(jīng)濟(jì)考慮，臨時(shí)便道修筑有限，往往導(dǎo)致挖土過(guò)程中的土方二次轉(zhuǎn)運(yùn)，

影響作業(yè)效率；深基坑土方棧橋開(kāi)挖法，棧橋由地面開(kāi)挖層直接修至坑底，直接進(jìn)入基坑內(nèi)裝土進(jìn)行開(kāi)挖，不存在土方的二次轉(zhuǎn)運(yùn)。

d.傳統(tǒng)墊土修坡土方開(kāi)挖方法，地下室施工期間無(wú)法利用基坑內(nèi)的場(chǎng)地作為臨時(shí)堆場(chǎng)及臨時(shí)加工區(qū)；深基坑土方棧橋開(kāi)挖法，地下室施工期間，棧橋可以作為臨時(shí)周轉(zhuǎn)材料的堆放場(chǎng)地，在不超過(guò)設(shè)計(jì)使用荷載的前提下，可以作為臨時(shí)鋼筋及其他構(gòu)件的臨時(shí)堆場(chǎng)，也可滿足車輛就近裝卸[2，3]。

2)深基坑棧橋土方開(kāi)挖法施工注意事項(xiàng)。

a.基坑挖土嚴(yán)格遵循先撐后挖的原則，分層、對(duì)稱開(kāi)挖。土方開(kāi)挖過(guò)程中，盡量縮短基坑無(wú)支撐暴露時(shí)間。土體無(wú)支撐暴露時(shí)間、開(kāi)挖面支護(hù)體無(wú)支撐暴露長(zhǎng)均需滿足規(guī)范要求。

b.挖土順序、流程及方式嚴(yán)格按方案要求進(jìn)行，不得超挖，開(kāi)挖面的高度控制在3 m以內(nèi)，并按不大于1∶1.5放坡；挖土機(jī)械如需在支撐上運(yùn)作，必須覆土高于支撐頂面30 cm及鋪設(shè)走道板，另外嚴(yán)禁在底部掏空的支撐上行走與操作。立柱周邊對(duì)稱掏空，以防止立柱受力不均。

c.基坑開(kāi)挖過(guò)程中，采取有效的措施，確保邊坡留土及動(dòng)態(tài)土坡的穩(wěn)定性，慎防局部土體的坍塌造成現(xiàn)場(chǎng)人員的損傷及機(jī)械的損壞。

d.基坑開(kāi)挖期間地面荷載限值15 kPa。支撐和圍檁上不得堆載。機(jī)械與車輛不得碰撞支撐及立柱，機(jī)械及車輛進(jìn)出口處需另行加固處理。

e.基坑內(nèi)排水溝及集水坑不得設(shè)置于基坑周邊，距離支護(hù)體至少要保證大于3 m。開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)支護(hù)體滲水應(yīng)及時(shí)采取封堵措施。

f.棧橋面均布施工荷載不得超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定。挖土機(jī)?？抗ぷ魑恢弥g應(yīng)保持規(guī)范規(guī)定的安全距離，避免多臺(tái)滿載設(shè)備位于同一跨度等不利荷載分布情況。棧橋橋面根據(jù)需要采取防滑處理，棧橋兩側(cè)護(hù)欄應(yīng)滿足安全使用要求[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

文章結(jié)合工程實(shí)例，詳述了深基坑棧橋土方開(kāi)挖施工方法中棧橋的布置、土方分層開(kāi)挖、每層土方開(kāi)挖走向等施工要點(diǎn)，同時(shí)闡述了深基坑棧橋土方開(kāi)挖施工方法與傳統(tǒng)墊土修坡施工方法相比的優(yōu)點(diǎn)及該施工方法施工過(guò)程中的注意事項(xiàng)，為以后的深基坑棧橋土方施工方法提供了參考。

[1] 趙升峰，李書(shū)波，馬世強(qiáng).深基坑棧橋支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].巖土工程技術(shù)，2012，26(3)：128-131，144.

[2] 郭亮亮，陸志軍，陳大友，等.混凝土棧橋與支撐相結(jié)合的深基坑開(kāi)挖技術(shù)[J].建筑施工，2014，37(3)：226-228.

[3] 王 云，王波蘭，邵成峰.棧橋在深基坑工程施工中的應(yīng)用[J].浙江建筑，2012(4)：44-47，51.

The construction method of deep foundation excavation by using trestle bridge

Zhang Feijun Wang Lei

(WuhanConstructionEngineeringCo.,Ltd,Wuhan430000,China)

In combination with the practical construction, the paper makes a detailed account of the construction method of deep foundation excavation by using trestle bridge. Meanwhile, the principal advantages of this kind of method are explicated by comparing to the traditional method of excavation. From the trestle layout, earthwork layered excavation, earth excavation direction and other aspects, the problems that claim attention during the process of new method are also presented. Offers references for the deep foundation excavation by using trestle bridge in future.

deep foundation, support system, trestle bridge, earthwork, excavation method

1009-6825(2017)01-0073-03

2016-10-24

張飛君(1983- )，男，碩士，工程師； 汪 磊(1984- )，男，碩士，工程師

TU463

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