基坑内支撑施工论文

基坑内支撑施工的应用技术南京*****广场二期综合楼工程地下二层，地上二十七层，为全现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，地下基础底板面积1732㎡。该工程位于河西走廊，地质情况非常糟糕，第一层土为填土，层厚0.5～3.9ｍ，第二层土为粘土粉质粘土，层厚0.2～1.2ｍ，第三层土为淤泥质粉质粘土，层厚为3.8～7.3ｍ，第四层土为粉土粉砂～粉砂细砂，层厚为24.5～55m，第五层土为中粗砂混卵砾石，层厚为10.9m。±0.000＝8.400m，自然地坪标高＝7.400m，而该楼地下室底板底标高仅为-9.750m，局部电梯基坑至-11.750m，均正好位于淤泥质土层，天然地基承载力不能满足楼座荷载要求，又工程场地狭窄，因此对该工程进行了基坑桩基处理和边坡支护处理。1、边坡支护桩施工根据楼座周边形式和尺寸，在房屋东、南、北三面连续植入了共128根工程支护桩，同时在其外侧植入了两排深搅桩，而在房屋西侧紧邻的是仅有一层地下室的商业步行街，步行街与综合楼同期开工，因此在西面植入了七排深搅桩，既是止水帷幕，又能将其分隔开来。支护桩桩径800mm，桩与桩的中心距1000mm，为钢筋砼成孔灌注桩，而深搅桩桩径700mm，桩与桩的中心距500mm，桩桩相连，为水泥与土搅拌成孔灌注桩，不仅能起到基坑支护的作用，同时能够防止地表层水流入基坑内。而支护桩之间又采用了钢支撑进行加强支护，钢支撑下的立柱桩桩径800mm，有效桩身长（基础底板标高线以下）不小于15m，亦为钢筋砼成孔灌注桩，且每个立柱桩的桩心均埋入有φ325x8的钢筒，钢筒入立柱桩有效桩身内不小于2m，钢筒长度不小于8.7m，立柱桩共17根，均匀分布在钢支撑体系内。2、工程桩施工本工程地下室建筑面积1732㎡，工程桩168根，其中抗拔桩3根，承台桩15根，全部采用反循环钻孔灌注成桩，后压浆技术。桩身螺旋筋和加劲箍筋接头均采用焊接，且接头相互错开，桩身有效桩长上半段24m内均匀设置有4根φ26的注浆管，下半段则只设置2根φ26的注浆管，工程桩桩径800mm，有效桩长不小于44m，且入粗中砂混卵砾石层不小于1m。3、基坑降水施工为解决本工程场地内的大量含水，采用基坑内管井降水。降水管设置有13个，管井直径φ400，采用反循环钻孔，植入水泥管成井，后在水泥管四周注水泥浆固定成活。4、土方开挖施工4.1、压顶梁和压顶板施工做好支护桩上压顶梁和深搅桩上压顶板的施工，具体工艺流程和施工要求如下：4.1.1、放线→土方开挖→放线→机械破桩→人工破桩→基础垫层施工→验收→放线→钢筋绑扎→留置预埋件→验收→模板支设→混凝土浇筑→混凝土压光→混凝土养护4.1.2、放线：根据场地工程定位测量成果、工程水准测量成果放出本工程支护桩的平面位置线。4.1.3、土方开挖：根据放出的支护桩的平面位置线，进行土方开挖。开挖过程中，不得使用大型机械碰撞支护桩桩体，以免破坏支护桩的稳定性。土方开挖过程中应随挖随控制开挖标高，保证开挖深度在压顶梁底标高-3.800ｍ下20cm内，桩体内皮向基坑内侧宽度在60cm内，桩体外皮向基坑外侧1200mm以内，注意不得碰撞，甚至破坏深搅桩。4.1.4、放线：根据场地工程定位测量成果、工程水准测量成果放出支护桩第一道机械破桩标高-3.600ｍ线和第二道人工破桩标高-3.800ｍ线。4.1.5、机械破桩：根据放出的第一道破桩标高线，进行迅速破桩。4.1.6、人工破桩：机械破桩完成后，在第二道标高线以上留置的桩头必须用人工进行破除，不得动用风镐或二锤等工具破桩，防止桩体在破至-3.800ｍ标高线时产生裂缝。如果出现混凝土裂缝，应全部剔除该部位混凝土，并保证混凝土面大致平整，钢筋留置高度仍按破桩完好的桩头计算留置钢筋高度75cm。4.1.7、基础垫层施工：因桩体施工前，为便于破桩施工，土方开挖标高在-3.800ｍ线以下20cm，需先回填10cm粘土或亚粘土，然后浇筑10cm厚C10混凝土垫层，垫层表面标高为压顶梁底标高-3.800ｍ，宽度则比压顶梁宽度1500mm各多出100mm。如果回填土前，基坑内有积水，应先将积水抽干，铲除表面淤泥质土，以达到实地，然后再回填土，夯实。4.1.8、验收：压顶梁钢筋绑扎前，应邀请监理工程师进行桩体留设的钢筋长度、桩头处混凝土的剔凿情况、标高等进行检查验收，合格后方可进行下道工序施工。如果钢筋留设长度不能保证75cm，同时也不够65cm以上时，应采取补救措施，比如：进行同直径钢筋的搭接焊，来保证钢筋的要求长度。4.1.9、放线：待垫层强度能保证上人时，进行钢筋铺设位置的弹线，弹线宽度为1500mm，并弹出钢板预埋件的位置及标高线。4.1.10、钢筋绑扎：根据钢筋翻样记录，铺设下铁钢筋→套入梁箍筋→绑扎固定→边铺设两肋钢筋边绑扎固定→铺设上铁钢筋→绑扎固定→放置混凝土垫块4.1.11、留置预埋件：根据弹出的钢板预埋件的位置及标高线搁置钢板，并与钢筋点焊，固定牢固。4.1.12、验收：压顶梁钢筋绑扎完成后，进行“自检、互检、交接检”，合格后，由项目部质量主管组织监理工程师到现场进行钢筋型号、绑扎间距、搭接锚固长度、箍筋摆放、间距及埋件个数、位置等的验收。4.1.13、模板支设：钢筋验收合格后，方可进行压顶梁侧模的支设。支设压顶梁侧模采用多层板做面层，方木做背肋，钢管加顶托做支撑固定，压顶梁短向截面内用同截面尺寸的钢管或Φ25的钢筋棍进行内撑，保证压顶梁浇筑截面尺寸不发生偏差。4.1.14、混凝土浇筑：混凝土浇筑前应在现场搭设好混凝土泵送路线的溜槽，泵车到达现场后，应检查混凝土小票是否为要求的帽梁浇筑C30混凝土（现将混凝土标号提高为C35（108号桩位-82号桩位）和C40（82号桩位-1号桩位），泵送混凝土的出厂时间是否超过2小时，并现场抽测混凝土坍落度是否满足要求。4.1.15、混凝土压光：混凝土在终凝前，应进行拉线，表面收光，找平，刮杠刮平，标高线复测等的控制。4.1.16、混凝土养护：混凝土浇筑完成后的7d内，都必须进行混凝土的浇水养护。同时，应避免压顶梁受大型或重型机械、物件撞击而破坏。砼达到强度后方可进行大面积土方开挖。4.1.17、压顶板施工工艺同压顶梁。4.2、排水沟施工做好压顶梁和压顶板上排水施工，防止降雨期间雨水流入基坑内。具体排水沟施工工艺流程和要求如下：4.2.1、放线→砌砖→找坡→回填土→水泥砂浆面层4.2.2、放线：根据压顶梁形状放出两条地面控制线和积水坑位置线。4.2.3、砌砖：根据放好的位置线进行砌筑，内侧墙厚120mm，外侧挡土墙厚240mm，沟净宽300mm，沟深不小于500mm，砖墙砌筑高度控制在自然地坪附近，保证自然地坪最高点向砖墙处能找5％的坡度，砌墙时要求沿沟外侧墙长方向每3ｍ设置一个构造柱，柱截面尺寸：墙厚ｘ120ｍｍ，柱配筋为4φ10，φ6@250。砖墙上口一皮砖应向外侧各退4cm，留出凹口，便于放置钢筋箅子。4.2.4、找坡：为了更好将自然雨水排离工地附近，将积水坑设置在“1号”桩位附近，尺寸为1000mmx1000mmx1000mm（根据实际情况砌筑，如沿压顶梁边单面封堵过去，借助另外三面围成积水坑）。积水坑尺寸范围内，应清理干净、平整、夯实，做30mm厚水泥砂浆面层，坑内侧抹20mm厚1:2水泥砂浆。积水坑由240mm厚砖墙砌筑完成，分三边砌筑，另一边与压顶梁共用，砖墙顶标高则为压顶梁顶标高。找坡方向从“128号”桩位开始，沿着压顶梁向“1号”桩位找坡，找坡坡度为1%，找坡使用素土回填，并夯实，面层做３0ｍｍ厚水泥砂浆，墙内侧做20ｍｍ厚1：2水泥砂浆面层，砂浆抹光至排水沟平面上。4.2.5、回填土：将压顶梁外侧槽内积水抽干，待新砌砖墙达到强度后开始回填素土，边填土，边夯实，素土回填最终成活面应保证水流5%坡度。4.2.6、水泥砂浆面层：在回填土的区域范围内做30mm厚水泥砂浆面层，抹光，做出流水5%坡度，保证雨水流入排水沟内畅通。4.2.7、沟内找坡根据实际情况走，坡道可相对平缓，但必须保证流水畅通。4.2.8、积水坑内积水应用潜水泵抽离至西侧步行街南侧排水沟内。4.2.9、排水沟上口应放置35cm宽的钢筋痹子，钢筋痹子间距100mm，使用钢筋直径Φ16，应尽量采用废料焊制。4.2.10、在压顶板上砌筑围护挡水墙，墙厚240mm，墙顶标高应距压顶板50cm，要求高于西侧步行街基础垫层上口标高，墙外侧抹20mm厚水泥砂浆。待西侧回填土以后再往上砌筑挡水墙。4.2.11、北侧运土出口将压顶梁上部排水沟分成东西两半，压顶梁外侧坑槽仍选择用土填平，但不作面层，且排水方向与大面排水沟相反，从内向外排水，坡度5%，并只砌筑一面240mm挡水墙，挡水墙位置仍与排水沟外侧墙体在同一条直线上，且做法相同。待土挖完后，重新砌筑排水沟，恢复排水方向。4.2.12、排水沟平剖面图附后。4.3、钢支撑施工4.3.1、自然地面至水平钢支撑间-4.5m标高处土方挖运由于本基坑支撑系统采用的是钢支撑，压顶梁底设计高度为-3.80m，故第一层土方开挖深度控制在-4.5m处，这样一是为了便于压顶梁桩头的破除，二是便于水平钢支撑架设的操作。4.3.2、-4.5m～-7.5m土方挖运a、-4.50m以上结束后，用建筑垃圾再铺设汽车临时通道，由于设计的是钢支撑，可采用边挖边撑、边撑边挖的方法由西向东由南向北方向开挖，从基坑西面开始将土向东开挖至钢支撑对撑处，开挖标高控制在-7.5m，支撑施工单位进行第一道钢支撑施工。b、第一道钢支撑施工结束后，再将土方退挖至第二道对撑处，开挖标高仍控制在-7.5m，支撑施工单位进行第二道钢支撑施工。c、第二道对撑施工结束后，土方暂不向后开挖，可安排东北角，东南角两个角撑的土方开挖。钢支撑施工，则由里到外边挖边撑，边撑边挖。d、钢支撑施工结束后，除北面预留的出土通道外，可将-7.5米以上土方全部挖完。基坑钢支撑支护全貌图e、每道钢支撑的受力主体是两根φ630x12的钢管，通过连接螺栓固定，水平平衡系统则采用角钢L90x6焊接成的三角支架和立柱桩内的钢筒将其固定和托住，钢管的端部则在其它连接和固定工序完成后，用油压千斤顶进行缓慢加压至90吨，形成的空隙用厚钢板进行填塞密实，后缓慢减压至将千斤顶卸下。另外为安全稳固起见，在钢管的端部有和其连成整体的钢板铁勾将其勾挂在压顶梁上，待所有支撑体系加压完后，用不小于20#的槽钢将相邻的两个支撑体系连接焊接起来，见如下示意图。4.3.3、-7.5m以下至设计底标高间土方挖运a、-7.5米以上土方挖运结束后（预留通道除外）。可进行-7.5米至设计底标高之间土方开挖，先用挖机将对撑、角撑下的土方掏挖至设计底标高，掏挖的土方及时由通道上的挖机装车运走。b、除预留通道外，土方全部挖运完后，进行通道土方收尾开挖，随着高度的增加，直至挖机无法够着设计底标高后，留一台挖机在下翻土，一台挖机在出口处装车，边翻边装，最后土台采用挖机斗子喂斗子的方法结束整个基坑土方，基坑下面的挖机最后用不低于50T的汽车吊吊出基坑。4.4、土方开挖注意事项4.4.1、土方开挖前，提前7～10天开始降水，确信地下水位降至开挖深度以下1.5m～2.0m时，方可进行土方开挖。4.4.2、现场水、电满足供应，道路运输畅通，渣土倾倒场地得到落实，办理了土方挖运相关手续，缴纳了规费。4.4.3、机械准备齐全，方案审批通过，确定了出土口方位，如本工程为北面出土。4.4.4、基坑开挖，机械严禁大力碰撞工程桩，支护桩，支撑立柱、支撑，遇有支撑立柱，以及桩顶标高较高的工程桩，应先将四周掏空，以防止土的侧压力挤偏，挤断立柱及工程桩。4.4.5、土方开挖过程中，应按照分层、对称的原则均匀开挖，严禁一挖到底，野蛮施工，尤其是沿支护桩内侧应分层开挖，使土的侧压力逐步释放，减少应力突然释放对支撑的影响，同时避免整个基坑向一个方向位移。4.4.6、所有分层，台阶式开挖的断面都应保留一定的坡度，遇到桩顶标高较高的桩头应立即截桩，防止土的侧压力过大影响工程桩、立柱等。截桩办法同压顶梁施工时支护桩的破除办法，且预留的工程桩主筋长度不得短于40d。4.4.7、土方开挖过程中，加强基坑的明排水工作，及时将表面积水引入坑中抽走。4.4.8、土方开挖坑底须预留15-30cm厚土方人工清理，严禁超挖。4.4.9、土方开挖过程中，应及时将支护桩间土清理干净，防止坍落伤人。4.4.10、因本工程西侧与步行街相邻，且支护采用的是深搅桩，因此土方开挖时，深搅桩两侧的土方应同时开挖，均衡挖除掉，能有效防止一方土挤压另一方，而导致的坍塌。4.4.11、土方开挖至一定深度，压顶梁与基坑内土方面形成高低差后，必须搭设好安全防护栏杆。4.4.12、土方开挖过程中，应注意观测基坑内外道路的沉降与变形，随时跟进观测，作好记录，杜绝意外坍塌事故的发生。4.4.13、土方开挖过程中，基坑内降水不得停止，且管井应做好明显的标记，如插上红旗等，严格杜绝机械将降水管井破坏，堵塞。4.4.14、土方开挖期间，应随时留意天气情况，雨天应停止施工。4.5、流砂层处理本工程在电梯井底部开挖时，出现流砂层，处理控制办法如下：4.5.1、因原电梯井内降水管井破坏，深搅止水帷幕也不起作用，导致流砂层贯通。4.5.2、机械开挖至电梯井基坑底标高后，因流砂回流回填的速度非常快，而且周围土层开始塌陷，坑底土面又往上增长。4.5.3、停止掏挖，对坑底四周用土袋码放阻挡，并在井底用机械重新打井，成井后用大功率潜水泵不间歇抽水。4.5.4、待水位下降至坑底后，对电梯井内边挖边填石块，直到将溢出的流砂基本清理干净，立即用早强砼浇筑垫层。4.5.5、垫层浇筑完后，局部仍不能凝固，不得已将电梯井内钢筋提前绑扎完，且将潜水泵留在坑底继续抽水，并将基坑内砼分两次进行了浇筑，第一次浇筑800mm，掐断抽水管，流砂层终于得到了控制，第二次1000mm高砼则同基坑内大体积砼一起浇筑。电梯基坑钢筋绑扎4.6、人工清槽施工4.6.1、当土挖至坑底标高上20cm时，用人工在楼座位置外挖设二个积水坑，积水坑尺寸：600mmx600mmx300mm，坑顶标高为基础底标高-9.850m，设置在1800mm厚底板的南侧两个角上，排水方向选择从北向南，从西向东，坡度为5%。积水坑内用高压潜水泵抽取，保证不留积水，基坑干燥。4.6.2、人工清槽时，不得扰动原土层，如果扰动破坏或原土层土质松软，应全部挖除，换填砂石料。4.6.3、人工清槽期间，应随时留意天气情况，雨天应立即停止施工。5、基础垫层施工5.1、基础垫层砼属于甲供，垫层浇筑厚度不需要调整，按图纸施工即可。5.2、垫层施工分段完成，基底土层清至设计底标高线就浇筑垫层砼。5.3、垫层施工前，应对积水坑、承台柱、下反梁、基础底板高低差等处提前做好砖胎模。5.4、垫层施工完的成活面应比工程桩破桩成活面低100mm，如果桩面与垫层面高低差小于100mm，则应将桩四周150mm宽垫层剔凿掉，然后修补成往下凹的圆弧形，使得桩面与垫层面形成100mm的高低差。6、地下室防水施工本工程基础底板聚氨酯涂料防水被取消，仅对整层整体浇筑易产生墙体裂缝和顶棚外露结构进行了聚氨酯涂料防水和SBS卷材防水，基础底板厚500mm或1800mm，砼强度等级C35P8，一次性浇筑完成，不留施工缝。7、换撑施工因钢支撑底标高为-3.615m，在地下一层楼面标高-4.000m以上，因此考虑在地下一层楼板施工时，浇筑好回撑结构，回撑结构是连接支护桩和楼座，并将土对支护桩的侧压力传递给楼座的钢筋砼结构。回撑结构要求达到的设计强度为C25，在实际施工中，为提前钢支撑的拆除时间，加快生产进度，将砼强度提高到了C40。钢支撑的拆除与安装工序正好相反，即先将所有焊接连接的部位切除，后用油压千斤顶将钢支撑上施加的预应力取消，去掉钢板垫块，后恢复油压千斤顶至初始状态，方可拆除钢支撑，钢支撑的安装和拆除过程中，均需要使用塔吊或大型吊机来配合吊运施工。对基坑内钢支撑的拆除，可以选择另一种办法。当通过计算，土的侧压力对基础底板面以上的支护桩产生的力距小于支护桩自身的抗力距，那么，可以在基础底板砼浇筑时，将砼直接浇筑至支护桩，使其与支护桩连接成整体，待砼强度达到设计计算要求后，即可拆除钢支撑，从而节省了因拆除钢支撑时所耽误结构施工的时间和去除了因钢支