建筑工程深基坑混凝土后浇施工工法

大型深基坑留坡挖土及坑中坑混凝土后浇施工工法（NT2J-004-20009）XX集团有限公公司2009年66月大型深基坑留坡坡挖土及坑中中坑混凝土后后浇施工工法法XX集团有限公公司1、前言一直以来，大型型深基坑的施施工成本控制制和安全成为为开发商和施施工单位的重重点和难点，由由于大型深基基坑开挖深度度和面积都较较大，且都处处于城市中心心地段较多，因因此基坑支护护设计和施工工单位都采用用比较保守的的支撑支护和和栈桥取土的的方法，并且且大型深基坑坑一般在电梯梯井部位还需需要再往下多多挖3~5米，如果按按照先施工较较深部位底板板再施工挖深深浅的底板传传统工艺流程程，这样基坑坑施工不且周周期长成本高高而且基坑暴暴露时间长施施工风险大，很很多设计院为为了安全起见见往往会加设设一道支撑以以控制基坑变变形。本次施施工工法采用用了施工过程程中的逆向思思维，即利用用深坑部位以以外的底板先先行施工作为为基坑支护的的一道支撑体体系。在挖土土方法上采用用设置一条通通向基坑内部部的挖土通道道，使挖机可可以直接开到到基坑内部进进行挖土装车车，这样在施施工成本上节节省了施工一一道水平支撑撑的费用，而而且坡道挖土土速度快、效效益高，更有有利于基坑的的施工速度，降降低了深基坑坑施工的安全全风险，对深深基坑施工安安全也有较大大的帮助，具具有一定的经经济和社会效效益。该工法法作为施工综综合应用技术术已经在2008年11期《建筑施施工》杂志作作为优秀论文文发表。2、工法特点2.1可以将整整个基坑分为为大小两个基基坑施工,先施工至基基坑的大面积积坑底标高，然然后再施工坑坑中坑部分；；2.2基坑土方方开挖先施工工周边较浅部部位，降低了了一次性挖深深较大、施工工周期长、基基坑暴露时间间长的风险，由由于周边底板板先浇，可以以更早地形成成支护体系，深深基坑施工安安全得到了有有力保障；2.3采用留坡坡挖机可以挖挖土机直接装装车，减少了了坑内倒土的的时间和机械械台班；2.4减少了底底板一次浇筑筑混凝土的工工程量，为按按期完成底板板提供了有力力保障；2.5深基坑深深坑部位底板板后浇在基坑坑支护角度考考虑能节省一一道水平支撑撑。即利用深深坑部位以外外的基础底板板施工至支护护结构外墙作作为一道水平平支撑；2.6深坑部位位底板后浇，可可以加快施工工进度，直接接节省了一道道水平支撑的的施工和拆除除时间。3、适用范围适宜本工法的工工程对象主要要为开挖深度度大于10米，支护结结构采用水平平支撑而且工工期较紧、周周边管线建筑筑物较多安全全要求高、有有条件设置留留坡坡度（1：10）的一级以以上基坑工程程。特别适用用于电梯井设设置在基坑中中间部位而且且电梯井部位位又比周边基基坑部位土方方开挖深多于于5米以上的基基坑工程的土土方开挖及基基坑施工。4、工艺原理本施工工法是在在大型深基坑坑施工时采用用留坡挖土的的土方挖运方方法，当基坑坑土方挖到一一定的深度（一一般10米后）采用用设置一条土土方车通行坡坡道一直通行行到基坑底部部进行装车取取土，并通过过深浅基坑施施工先后顺序序的调整，先先施工深坑周周边的底板（施施工时设置一一道特殊的底底板后浇施工工缝：将施工工缝设置成凹凹凸形，并在在中间部位增增设抗剪型钢钢和两道环绕绕一周的止水水钢片，进行行封闭抗渗设设防，同时对对施工缝的模模板施工、施施工缝表面的的处理、施工工缝混凝土养养护、坑中坑坑混凝土浇筑筑等进行技术术处理），利利用该底板作作为基坑支护护的一道水平平支撑，再利利用塔吊等取取土的办法施施工坑中坑部部位底板达到到深基坑施工工安全、优质质高效、降低低成本目的。5、施工工艺流流程及操作要要点分层留坡进行土方开挖分块形成钢筋混凝土支撑深井降水配合挖土钢筋绑扎，模板施工分层留坡进行土方开挖分块形成钢筋混凝土支撑深井降水配合挖土钢筋绑扎，模板施工基坑监测配合坑中坑以外土方开挖垫层验槽钢筋绑扎施工缝留设混凝土浇筑坑中坑以外底板混凝土浇筑混凝土达到设计要求后（或达70%）进行坑中坑部位土方开挖坑中坑部位垫层施工、钢筋绑扎施工缝处理坑中坑混凝土浇筑5.2操作要点点5.2.1技术术准备根据工程特特点编制适合合相应工程的的基坑施工方方案，主要包包括挖土流向向、留坡坡道道设置和土方方车运行交通通组织及土方方车坡道的加加固处理等，同同时结合坑中中坑的布置确确定坑中坑混混凝土后浇后后土方的运输输方法以及施施工缝留设的的部位及特殊殊处理等，并并请相应的专专家对方案的的可行性进行行论证。经过过专家评审合合格后方可进进行基坑施工工。5.2.2施工工机械布置土方开挖时挖机机不易布置过过多，一般以以一台挖土机机能够周转装装土，两台挖挖机负责留坡坡和土方的开开挖为宜，5.2.3土方方开挖原则=1\*GB3①土方开挖必须须在顶圈梁强强度达到设计计强度后方可可进行。挖土土前必须进行行充足时间的的预降水，将将水位降低至至开挖面以下下0.5m。基坑开挖挖严格按照“时空效应”理论分层、分分段、分块开开挖，且要求求做到先撑后后挖。挖土时时每皮土体原原则上不宜大大于3米。②挖土机械的通通道设置、挖挖土顺序、土土方驳运、土土方堆载等都都应避免引起起对围护结构构、工程桩、支支撑立柱和周周围环境的不不良影响。③土方开挖应在在降水及坑内内加固达到要要求后进行，挖挖土操作应分分层分段分皮皮，对个别一一次挖土超过过3米的需阶梯梯式开挖，阶阶梯至少宽6米。坑底应应保留200-3300毫米厚土人人工挖除平整整，并防止坑坑底土扰动。垫垫层随挖随浇浇，即垫层必必须在见底后后24小时内浇完完。5.3首层土方方开挖首层土方开挖为为盆式开挖，直直接从自然地地坪挖至第一一道支撑底标标高。为加快快施工进度，根根据施工现场场实际情况将将基坑分为东东西两块同时时平行挖土向向中间栈桥部部位运土，并并同步施工边边坡部位喷锚锚。当开挖到到第一道支撑撑标高，便自自东西方向向向中间施工第第一道支撑，最最后自南向北北施工支撑栈栈桥。东西两两块施工时则则采取自南北北方向同时向向中间集中开开挖的形式。施施工流向见图图1。5.4第二层土土方开挖第二层土方开挖挖为留坡开挖挖，采用在东东西方向各设设置一条挖土土坡道，以中中间栈桥为分分界线按照开开挖流向分层层挖土至第二二道支撑底标标高，施工第第二道混凝土土支撑。此时时靠近北侧挖挖土坡道下的的第二道支撑撑最后形成。第第二层土方开开挖的坡道留留设和施工流流向见图2图1首层土土方开挖流向向图2第二层留坡坡挖土的坡道道留设和开挖挖流向5.5第三层土土方开挖第三层土方开挖挖为采用在中中间栈桥左侧侧设置一条混混凝土土方坡坡道，汽车直直接开入坑内内装土的方法法。此时第二二道支撑已全全部形成，靠靠近坡道部位位支撑上需要要回填土放才才能形成坡道道，由于汽车车坡道下侧的的土方为回填填土，容易产产生滑坡，因因此需要对坡坡道下放的土土体采取了加加固措施，加加固措施为对对拉土钉。土土钉采用钢管管Ф48×3..0@12200，有效长度6～9m，结合钢筋筋网和C20喷射混凝土土护坡。该阶阶段的施工流流向平面见图图3，留坡挖土土的剖面示意意见图4。图5是当时开挖挖施工的现场场施工照片。图3第三层留留坡挖土的坡坡道留设和开开挖流向图4第三层留坡坡挖土的剖面面示意图图5第三层层土方开挖的的现场施工照照片5.6留坡部位位的土方开挖挖最后的土方开挖挖为汽车坡道道部位土方挖挖运。当两边边部位土方开开挖到基坑的的大面积坑底底标高时，即即开始进行汽汽车坡道部位位的土方开挖挖。此时坡道道采取边挖便便拆除的方法法，坡道面层层混凝土采取取镐头机破碎碎，采用一台台1m3挖土机边挖挖边退至北侧侧基坑边，坑坑边剩余土方方因深度较大大，采用1m3挖土机已无无法继续取土土，便更换一一台加长臂挖挖土机停靠在在北侧栈桥部部位取土，直直至全部土方方挖运完毕（图6）。5.7坑中坑坑土方开挖最后的土方开挖挖为坑中坑部部位土方挖运运。为确保基基坑稳定，坑坑中坑的土方方要求在基坑坑大面积的底底板施工后再再进行开挖。因因此，坑中坑坑开挖时其四四周的底板已已经施工完毕毕，而且坑中中坑部位面积积狭小，而从从大面积底板板面标高至坑坑中深坑底面面标高高差较较大，土方量量较多，此时时已无法采取取留坡及栈桥桥挖土的形式式，而采用塔塔吊配合小型型挖土机挖土土施工速度将将大大减低。为为此在留坡挖挖土阶段施工工组织安排将将该坑中坑部部位土方往下下多挖出1.8m，以减少深深坑挖土数量量，使最后剩剩留少部分土土方。这样，采采取塔吊配合合小型挖土机机取土大大缩缩短了工期。具具体施工是这这样的：采用用0.3m3挖土机配合合两个1.2m3的吊斗，用用塔吊吊运至至坑顶的运土土车辆（图7）。此时需需要采用汽车车吊将约5t的小挖土机机能顺利送到到和吊出坑中中坑。图6留坡部位的的土方开挖图7坑中坑的土土方开挖照片片5.8坑中坑混混凝土结构后后浇施工5.8.1坑中中坑混凝土结结构施工缝的的设置如何在超厚的底底板留设施工工缝，对结构构的安全和质质量都是一大大难题，在考考虑施工缝的的留设时必须须以如何保证证施工质量和和便于施工作作为商讨的重重点，为了解解决施工缝留留设的抗剪和和抗渗要求，本本工法在施工工缝部位增设设了一道长4m的型钢350×3350×122×19，间距1m，翼缘垂直直放置。并在在中间加设两两道—400×44mm环绕一周的的止水钢片，进进行封闭抗渗渗设防，同时时将施工缝区区域底板加厚厚400mm。在高度方方向设置两道道凹凸锯齿形形状的混凝土土断面的施工工缝，延长渗渗水路径和提提高抗剪刚度度。该施工缝缝的构造见图图8。5.8.2坑坑中坑施工缝缝模板的施工工如此厚的底板板模板的强度度、刚度及稳稳定性是保证证混凝土浇筑筑质量的关键键，必须对工工程制定施工工缝专项模板板支撑方案，具具体技术要点点如下（图9）：=1\*GB3①一般部位的的模板采用多多层九夹板，对对于400mm底板加厚部部位，由于钢钢筋较密无法法支模，采用用三层免拆模模体后浇带专专用系钢丝网网，外侧用ф16@100mm钢筋加固。=2\*GB3②模板的内侧侧设置一道50mm厚泡沫板XPS作为侧向底底板混凝土的的保温层；400mm加厚部位外外侧则用麻袋袋塞紧作为保保温层。=3\*GB3③背楞采钢管管2φ48×3..0，对拉螺杆φ14@4550；竖向支撑撑立杆采用间间距450mm的L100××10角钢，内侧侧用钢筋焊接接在工程桩主主筋上拉接，该该立柱兼为底底板钢筋支架架使用。=4\*GB3④外侧用两根根［18槽钢@20000mm同工程桩支支撑牢固。=5\*GB3⑤内侧采用三三道ф16@20000mm钢筋与工程程桩焊接拉锚锚；角部采用用［10槽钢直接撑撑至两侧模板板，以增加模模板的整体刚刚度。=6\*GB3⑥抗剪型钢内内侧采用L100××10型钢作支撑撑，外侧采用用脚手架做支支撑。图8坑中坑混混凝土结构施施工缝构造图图图9坑中坑混凝凝土施工缝模模板示意图5.8.3坑中中坑施工缝混混凝土的养护护措施超厚的混凝土底底板属大体积积混凝土，其其养护方案经经过计算采用用了3层麻袋2层薄膜的养养护方案，由由于施工缝转转角部位计算算温度应力较较大，所以该该部位周围4m范围在采用3层麻袋两层层薄膜的基础础上再增加1层麻袋和薄薄膜。施工缝缝的保温层施施工开始时考考虑模板内侧侧的50mm厚XPS泡沫板，当当底板混凝土土浇筑完毕后后再在模板外外侧张挂3层麻袋，400mm底板加厚部部位也采用塞塞麻袋浇水保保温养护。5.8.4坑中中坑施工缝表表面的处理施工缝的表面处处理待底板保保温养护结束束后进行，由由于施工缝侧侧面采用多层层夹板支模，混混凝土浇捣后后表面比较光光滑，因此必必须用人工进进行表面的凿凿毛，特别是是止水钢板和和抗剪型钢部部位的混凝土土表面浮浆较较多，在拆模模后及时清理理干净。混凝凝土凿毛后用用高压水枪冲冲洗干净。在在深坑部分后后浇混凝土施施工时用相同同混凝土级配配的水泥砂浆浆进行接浆。现现场施工缝表表面凿毛的情情形见图10。图10后浇带混凝凝土表面凿毛毛施工5.8.5坑中中坑的混凝土土浇筑由于大面积底板板表面和深坑坑底面高差达达10m之多，其中中的混凝土结结构钢筋配置置多、排布又又密，为使混混凝土从上能能直接下料，并并防止出现离离析现象，提提高一次性浇浇捣时高振动动泵的效率，笔笔者制定了专专项施工方案案，即将表层层钢筋先行留留出一个500×5500mm的人孔，使使工人可下到到底层钢筋网网片上进行振振捣作业，同同时将泵管接接入坑底部位位这样每当混混凝土浇筑约约2m后，便逐步步拆除伸入钢钢筋网片内部部的泵管，由由此逐渐向上上施工，完成成大厚度混凝凝土的施工。这这一方案既解解决了混凝土土离析问题又又确保了混凝凝土振捣质量量，并加快了了施工速度。对对于施工缝部部位一侧采取取反复振捣措措施，当第一一层混凝土振振捣完毕约2h（初凝前）再再在靠近施工工缝部位进行行重复振捣以以提高新老混混凝土连接的的密实度。6、材料与设备备材料与设备使用用表表-1序号机械名称单位数量型号功率备注1空压机台615KVA配合凿除2电焊机台87.5KVA//台钢筋制作3对焊机台2UNI-1000200KVA钢筋制作4切断机台2GQ4015KVA钢筋制作5弯曲机台3GW403KVA钢筋制作6气割设备套2/现场维修7模板M2约4000m22周转材料8钢管米约6000m周转材料9挖土机台10.3立方坑中坑部位土方方开挖10真空泵台115KVA管井降水11测温计套5大体积砼测温7、质量控制7.1在施工前前，施工员须须对施工人员员作好技术安安全交底，并并在施工中监监督和落实各各项安全技术术措施。7.2与业主、总总包、监理密密切配合，互互通信息，及及时解决在施施工中发生的的质量问题。7.3在挖机下下铺设走道板板，派专人指指挥挖机的移移动和观察挖挖机底下坡体体土的松动情情况，以防不不测。7.4经常督促促和提醒车辆辆及挖机驾驶驶员集中思想想，谨慎驾驶驶，严禁碰触触坑内砼支撑撑，工程桩，钢钢立柱，深井井管等。7.5严格控制制标高、严禁禁超挖，在坑坑底的设计标标高上留土约约20cm，由人工工扦土。7.6运土车辆辆按要求在指指定卸土区域域内卸土，严严禁擅自卸土土。7.7土方方开挖顺序、方方法必须与设设计工况一致致，并遵循“开槽支撑，先先撑后挖，分分层开挖，严严禁超挖”的原则。7.8施工工中应减少基基坑暴露时间间，并防止地地基土浸水，因因此，在基坑坑开挖过程中中和开挖后，均均应保证井点点降水正常进进行，并在挖挖至设计标高高后尽快浇筑筑垫层和底板板。7.9由于开开挖要求速度度快，因此，应应合理组织堆堆土外运，减减少基坑边缘缘的堆土，避避免滑坡事故故。7.10土土方的开挖宜宜均匀、分层层，尽量减少少开挖时的土土压力差，并并用降水设置置预抽地下水水，以保证桩桩位正确和边边坡稳定。7.11挖挖土方式影响响支护结构的的荷载，要尽尽可能使支护护结构均匀受受力，减少变变形，应采用用分层、分块块、均衡、对对称的方式进进行挖土，同同时，挖土要要与支撑浇筑筑配合，支撑撑浇筑后要养养护至一定强强度才可继续续向下开挖，挖挖土时，挖土土机械应避免免直接压在支支撑上。8、安全措施8.1施工现场场设安全工长长进行现场安安全措施的落落实与管理，对对现场施工人人员、现场机机械设备及现现场用电进行行统一管理。要要求参加施工工的特工作业业人员必须是是经过培训，持持证上岗。施施工前对所有有施工人员进进行安全技术术交底。进入入施工现场的的人员必须戴戴安全帽、穿穿防滑鞋，电电工、电气焊焊工应穿绝缘缘鞋，高空作作业必须系好好安全带。8.2作业前应对对使用的工具具、机具、设设备进行检查查，安全装置置齐全有效。8.3操作面应有有可靠的架台台、护身，经经检查无误，进进行操作。构构件绑扎方法法正确，吊点点处应有防滑滑措施，高处处作业使用的的工具，材料料应放在安全全地方，禁止止随便放置。8.4起吊挖土吊吊斗时，提升升或下降要平平稳，避免紧紧急制动或冲冲击。专人指指挥，信号清清楚、响亮、明明确，严禁违违章操作。构构件安装后必必须检查其质质量，确实安安全可靠后方方可卸扣。每每天工作必须须达到安全部部位，方可收收工。8.5施工现场的的机电设备、闸闸箱、电焊机机，应有可靠靠的防雨措施施。电器操作作必须由专业业人员进行，严严禁非专业人人员操作。电电焊机使用严严格安全操作作规程，一次次线不得超过过2米，二次线线不能破皮裸裸露。8.6安全设施有有专人按规定定统一设置，其其他人不得随随意拆动。因因工作需要须须拆动时，要要经过有关人人员允许，事事后要及时恢恢复，安全员员要认真检查查。8.7搞好安全用用电，所有用用电设备的拆拆除及现场照照明均由专业业电工担任，使使用的电动工工具，必须安安装漏电保护护器。8.8重点把好高高空作业关，工工作期间严禁禁喝酒及打闹闹，手持工具具应系好安全全挂绳，避免免直线垂直交交叉作业。8.9切实搞好防防火工作，各各项操作均应应按规定正确确实施。定期进行安安全检查，预预防和控制事事故的不安全全因素。8.10吊装作业范范围内设安全全警戒线，非非操作人员禁禁止入内。9、环保措施9.1采用留坡坡挖土及坑中中坑混凝土后后浇后能够较较少基坑挖土土施工作业时时间，并且挖挖机和土方车车能在坑内作作业，对外界界的噪音大大大减小。9.2底板浇筑筑时，橄榄车车需将车轮、出出料口冲洗干干净才能离开开现场，并派派专人看管，大大门外侧马路路派两名清洁洁工随时清扫扫。9.3采用坑中中坑混凝土后后浇后能过使使模板和保温温用的塑料薄薄膜和麻袋等等周转使用，能能够较少不可可再生材料的的使用量。9.4由于坑中中坑混凝土后后浇，较少了了一次性混凝凝土时间浇筑筑过长而对周周边道路交通通和噪声等的的影响。9.5做好坑内内走道板和道道路上淤泥保保洁工作，以以防车轮将施施工场内淤泥泥带出。9.6土方车驾驾驶员每天出出车前须检查查栏板锁紧机机构是否有效效，栏板锁紧紧装置有故障障的土方车须须修复后出车车，装车。9.7在路面上上铺垫草包派派专人在出口口处检查和清清除土方车栏栏板上散落的的泥土；9.8挖机驾驶驶员严格执行行土方装车规规定，车斗内内土体高度不不得超出栏板板高度10ccm，且要求求装土均匀，盖盖好盖板，以以防土体散落落在运输途中中。10、效益分析析经济效益：据大大型深基坑深深坑底板后浇浇施工方法在在下面几个工工程的应用，我我们得出效益益分析如下表表：工程名称开挖面积开挖深度挖土方量降低成本节省工期XXX大厦1.46万平米米24.3米30万立方550万元20天XXX大厦1.1万平米21.93米23万立方495万元30天XXXX酒店5504平米16.5米6.5万立方180万元20天质量方面：整改改基坑底板无无裂缝、渗水水现象；工期方面：比常常规深基坑施施工节省约1/7～1/5工期；成本方面：降低低了基坑工程程成本造价约约10％～30％。社会效益：从工工程实际效果果来看，大型型深基坑深坑坑底板后浇施施工方法，用用于“超高层底板”施工，不论论从哪个角度度都明显优于于按步就班的的常规深基坑坑施工。施工工周期大大缩缩短，对周边边环境影响减减弱，得到了了工程所在地地建设主管部部门的一致好好评，社会效效益明显。11、应用实例例实例一苏州润润华环球大厦厦工程苏州润华环球大大厦工程位于于苏州市工业业园区，东临临星海街，南南侧苏惠路，西西侧星桂街。本本工程上部结结构由两栋超超高层组成，A楼上部高度286m，B楼上部高度236m，设有三层层地下室。本本工程采用留留坡挖土及坑坑中坑混凝土土后浇的综合合技术，使工工程从挖土结结束到大面积积底板完成仅仅用了100d，这一施工工速度在同类类深基坑施工工中尚未有见见。该方案不不仅大大加快快了施工速度度，而且有效效降低了工程程基坑施工的的风险，并取取得了良好的的经济效益。本本工程采用留留坡挖土的方方法使30万m3的土方开挖挖节省了150多万元人民民币，而且省省去了第三道道支撑相当节节约成本400万元，比同同类基坑挖土土节约了成本本。该工程基基