富水超深基坑關鍵施工技術研究與應用

游曉寒

福建船政交通職業學院，福建 福州 350007

1 工程概況

某項目位于廣東省廣州市天河區黃埔大道與科韻路交會處，總用地面積為24288m2，總建筑面積約35萬m2，其中地下建筑面積為118008m2。該工程地下水豐富，采用靜壓中水循環利用技術解決施工用水以及后期永久性循環利用地下水問題。

該工程有三層地下室，共設三道內支撐，深基坑內支撐梁板拆除前，根據基坑支護設計的工況及主體結構的設計情況，分層計算設計出符合該層受力要求的傳力梁和傳力板帶的規格及數量，然后進行基坑內支撐的快速換撐施工，從而保證基坑及主體結構在基坑內支撐梁板拆除后的安全穩定性。在拆撐時，采用繩鋸靜力無損切割施工技術，對結構擾動小，噪聲低，無污染，少粉塵。

2 深基坑靜水壓力釋放層關鍵施工技術

2.1 工藝流程

深基坑靜水壓力釋放層關鍵施工技術施工流程如圖1所示。

圖1 深基坑靜水壓力釋放層關鍵施工技術工藝流程圖

2.2 主要施工方法

（1）預制板加工與制作。在制作預制蓋板時，要求廠家按照993mm×1993m×80mm尺寸制作，以保證在預制板安裝后有10mm左右的縫隙進行調位。

（2）坑底找平。施工中根據現場實際墊層破損的情況，分段對原封底混凝土破壞的位置重新澆筑C15砼墊層修復。

（3）鋪設混凝土預制支墩。首先按照實施方案中支墩平面布置圖進行定位彈線，然后根據定位進行支墩的放置，放置完成后采用水準儀+塔尺的測量方式確定支墩標高。

（4）支墩高差校正。針對支墩底部高差小于15cm需采用現場澆筑C30砼的方法使支墩頂面標高達到設計圖紙要求。澆筑完成達到砼強度后再在現澆的砼墩上面放置混凝土預制支墩或預制板，如圖2所示。

圖2 支墩高差修復

（5）排水溝。疏水層內的排水溝為素混凝土水溝，混凝土強度等級為C15。水溝內側吊模使用18mm厚膠合模板制作安裝，底部墊好Φ8mm馬凳鋼筋。排水溝底部及側面素混凝土面層每隔10m設縫，縫寬30mm。留縫做法：制作與水溝截面相同的定型模板插板，澆筑混凝土前，在需要留縫的位置插入定型模板插板，隨即對稱澆筑混凝土，在混凝土初凝后暨終凝前拔出插板，形成伸縮縫。排水溝成型效果如圖3所示。

圖3 現場排水溝成型效果

（6）預制板的定位、安裝及吊運。①預制板定位：采用CAD軟件預先進行現場預制板排板定位，計算好預制板數量及支墩和預制板的定位。②預制板吊運、安裝：現場采用手動液壓叉車進行搬運安裝。對于部分無法用叉車安裝的位置，由4名工人在預制板的3個預留孔處用拉桿進行抬放安裝。安裝方式如圖4、圖5所示。③局部異型部位施工：針對外墻側壁邊緣、基坑支護的格構柱、塔吊基礎、承臺及集水井等局部異型部位及不規則的位置，根據現場實際尺寸對標準尺寸預支蓋板進行切割處理再鋪設。在無法鋪設砼預制板的位置四周砌120mm厚的墻，然后現澆C15混凝土，頂標高與鋪設的預制鋼筋混凝土板面相平。

圖4 叉車預制板安裝

圖5 拉桿吊運、安裝

3 超深基坑砼構件快速拆換撐施工技術

3.1 工藝流程

超深基坑砼構件快速拆換撐施工技術工藝流程圖如圖6所示。

圖6 超深基坑砼構件快速拆換撐施工技術工藝流程圖

3.2 根據基坑支護設計確定傳力裝置位置及傳力帶、傳力板規格和大小

（1）根據基坑支護設計確定每道支撐換撐工況，分別計算支撐換撐工況水平力，并根據工況進一步確定每一道支撐板帶位置及換撐傳力形式。

（2）傳力板帶、傳力梁設置規格。①鋼筋混凝土傳力板帶寬度為1000mm，厚度同板厚，混凝土強度為C40。②負一層、負三層的鋼筋混凝土傳力梁寬度為300mm，高度為500mm，鋼筋配筋面筋為2C18，底筋為4C25，箍筋為C8@100/200（2），混凝土強度為C35；負二層的傳力梁配筋寬度為400mm，高度為600mm，面筋4C18，底筋4C25，箍筋為C8@100/200（2），混凝土強度為C35。③地下室負一層結構外墻與基坑支護樁間設置傳力梁，傳力梁寬度為300mm，高度為500mm，鋼筋配筋面筋為2C18，底筋為4C20，箍筋為C8@100/200（2），混凝土強度為C35，傳力梁鋼筋需植入支護樁，植筋深度為15d（d為鋼筋直徑），傳力梁長度根據現場地下室側壁與支護樁之間的距離而定。第一道支撐梁板的水平力F=310kN/m，故傳力梁要求每3根樁位需設置1根傳力梁，傳力梁需設置在樁身位置，傳力梁間距為4.2m。第二道支撐梁板的水平力F=650kN/m，B2層板面標高-12.550m位置設置的傳力梁要求每2根樁位設置1根傳力梁，傳力梁需設置在樁身位置，傳力梁最大間距為2.8m。

3.3 傳力梁支模架、模板安裝搭設

傳力梁支撐體系搭設：搭設雙排鋼管腳手架，腳手架立桿間距為900mm，水平桿步距為1500mm；梁側次龍骨采用尺寸為50mm×100mm的木枋，間距150mm，主龍骨采用φ48mm×3mm鋼管，間距500mm，對拉螺桿采用M14螺桿。

3.4 支護樁植筋

傳力梁鋼筋需植入支護樁，植筋深度為15d，如圖7所示。

圖7 支護樁上傳力梁植筋

4 砼支撐梁板繩鋸靜力無損切割施工技術

4.1 工藝流程

砼支撐梁板繩鋸靜力無損切割施工技術工藝流程如圖8所示。

圖8 砼支撐梁板繩鋸靜力無損切割施工技術工藝流程圖

4.2 主要施工方法

（1）確定切割斷面位置。根據圖紙對需要切割的梁板進行定位放線，確定支撐梁、板的切割尺寸。該工程1#、2#塔吊70m臂端最大起重量為5.65t，利用1#、2#塔吊吊運的混凝土塊重量控制在5t以下；3#塔吊60m臂端最大起重量為1.8t，利用3#塔吊吊運的混凝土塊重量控制在1.8t以下；4#塔吊40m處最大起重量為3.14t，利用4#塔吊吊運的混凝土塊重量控制在3t以下。根據塔吊吊重結合內支撐梁規格及尺寸確定切割長度。

（2）支撐梁拆除施工。①鉆穿繩孔：利用繩鋸切割時，需先對支撐梁板鉆孔，金剛石繩索穿過孔洞與切割機連接。②安裝支撐：第一，馬凳支撐架。根據地下室各層樓板圖紙與基坑施工圖紙對比，計算樓板與支撐梁高度差，制作相應高度的馬凳，預先在支撐梁板混凝土塊下支墊馬凳，馬凳上墊置的木枋不得超過2層，防止切割的混凝土突然掉落傷人。型鋼馬鐙由橫梁（18#槽鋼）、柱（18#槽鋼）、兩側立柱撐（14#槽鋼）焊接成整體，在現場根據實際高度焊接而成。內支撐梁板按@500mm放置型鋼馬鐙托架，馬凳支撐效果如圖9所示。第二，腳手架搭設。針對部分馬凳搭設不好施工的部位，擬搭設支撐架體作為臨時支撐，支撐架體操作臺采用扣件式鋼管搭設，搭設架體時兩側突出900mm。架體沿構件軸線搭設，縱距900mm，立桿橫距900mm；沿高度縱橫兩方向設步距900mm的水平桿，底部第一道水平桿距地面200mm。架體立桿均安裝可調底托。立桿上部均安裝可調頂托，并安裝2根鋼管作為橫梁，鋼管規格為Ф48mm×3mm。沿架體兩側安裝豎向剪刀撐。③鋪設鋼板：叉車施工前需先鋪設鋼板，以增加樓板承載力，對于局部標高不一致的架空部位，現場利用鋼板鋪設在支撐架體上，以便叉車進入轉運及吊裝。④繩鋸切割：繩鋸切割通過遠程遙控機械進行切割，避免人員進入施工區域，切割過程中用水冷卻，并沖走粉屑。⑤吊裝、轉運：切割即將完畢時，叉車叉臂提升至混凝土塊底部支撐混凝土塊重量，完全切割完畢后，叉臂提升運轉至指定堆放區域，利用相應塔吊對混凝土塊進行吊裝。

圖9 馬凳支撐效果示意圖

5 結束語

該工程中，通過對超高層基坑靜壓中水循環利用技術的研究與應用，對施工現場的文明施工、環境保護起到了重要作用，同時可以充分利用地下水資源，實現地下水資源的循環利用，有利于文明施工，各種資源能得到較好的利用，節能和環保效益明顯；通過對超深基坑砼構件快速拆換撐施工技術的研究與應用，基坑支撐梁板拆除施工以及主體結構施工就不再受側壁回填影響，可以合理地安排穿插回填施工，節約了施工工期并創造了良好的經濟效益；通過繩鋸拆除為無損靜力切割，所切割的截面分塊平整，繩鋸切割法不限制鋼筋混凝土切塊的長度大小，多長的內支撐梁都可以采用此種工藝切割，繩鋸切割法不受被切割物的體積大小和形狀的限制，可以實現任意方向的切割，不僅節約了人力、材料，保證了切割精度，還節約了大量工期，經濟效益明顯。