支護(hù)體系預(yù)留土方二次開(kāi)挖內(nèi)支撐施工技術(shù)

趙智龍

(山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030012)

1 工程概況

本工程基坑土方開(kāi)挖深度為10．5 m，基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)，第①層為雜填土，雜色，稍濕，松散，夾雜大量磚塊、碎石等。厚度2．2 m ～6．2 m，層底埋深 2．2 m ～ 6．2 m，層底標(biāo)高 424．90 m ～428．84 m。第②層為粉質(zhì)粘土，褐黃色，可塑，減少量鈣質(zhì)結(jié)核，稍有光滑，無(wú)搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度和韌性中等。厚度1．00 m～8．10 m，層底埋深6．3 m ～11．7 m，層底標(biāo)高 419．17 m ～424．59 m。第③層為粉砂，褐黃色，褐灰色，飽和，稍密，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石等，分選性較好，磨圓度較高，中部夾薄層粉質(zhì)粘土。厚度2．00 m～10．40 m，層底埋深 11．00 m ～ 17．90 m，層底標(biāo)高 412．98 m ～419．88 m。

本工程±0．000的絕對(duì)高程為431．460 m，基坑開(kāi)挖至419．56 m。穩(wěn)定水位埋深5．00 m～5．80 m，相應(yīng)的水位相對(duì)標(biāo)高424．36 m～425．81 m。在降水井降水至基坑底標(biāo)高以下500 mm時(shí)進(jìn)行土方開(kāi)挖施工。

2 預(yù)留土方原因說(shuō)明及現(xiàn)場(chǎng)基本情況

原有寫(xiě)字樓位于擬建B座寫(xiě)字樓正南側(cè)，距離擬建B座寫(xiě)字樓17．2 m，距離擬建B座寫(xiě)字樓附屬車(chē)庫(kù)9．1 m。在距離原有寫(xiě)字樓北側(cè)5．35 m處進(jìn)行止水帷幕的施工，止水帷幕施工完畢后在距離止水帷幕200 mm的北側(cè)施工混凝土灌注樁，作為原有寫(xiě)字樓的支護(hù)樁。支護(hù)樁的北立面距離B座寫(xiě)字樓?軸為10．2 m。支護(hù)樁樁徑為1 000 mm，樁距為2．0 m，樁長(zhǎng)為23．1 m，混凝土等級(jí)為C30。樁頂標(biāo)高為－4．527，樁頂設(shè)置1 000×800的冠梁，冠梁頂標(biāo)高為－3．727。本基坑開(kāi)挖深度至－11．3 m。由于該支護(hù)樁在基坑的懸臂段太長(zhǎng)，不能滿足要求。又因距離原寫(xiě)字樓較近，所以不能進(jìn)行土釘墻的施工。故考慮在標(biāo)高約－6．0 m處(地下車(chē)庫(kù)2層頂板上)設(shè)φ250的鋼管內(nèi)撐一道。鋼管內(nèi)撐水平間距4．0m，壁厚為5mm。原寫(xiě)字樓與B座寫(xiě)字樓位置關(guān)系見(jiàn)圖1。

為方便施工，基坑土方開(kāi)挖時(shí)，原寫(xiě)字樓北側(cè)(長(zhǎng)46 m)范圍土方暫不進(jìn)行分層開(kāi)挖。第一次開(kāi)挖至－5．3m，然后預(yù)留上口4m，下口6 m，高度為6 m的土方。待B座寫(xiě)字樓南側(cè)后澆帶以北的結(jié)構(gòu)施工完畢后，以施工完成后的結(jié)構(gòu)作為支撐的支點(diǎn)進(jìn)行鋼管內(nèi)撐施工，然后再進(jìn)行剩余土方的開(kāi)挖(所開(kāi)挖土方用于地下車(chē)庫(kù)室內(nèi)回填)。

圖1 原寫(xiě)字樓與B座寫(xiě)字樓位置關(guān)系圖

現(xiàn)階段B座寫(xiě)字樓施工情況說(shuō)明:B座寫(xiě)字樓主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)已施工至9層。B座南側(cè)地下車(chē)庫(kù)已施工至從B座寫(xiě)字樓?軸向南2．1 m處的結(jié)構(gòu)沉降后澆帶。1—1剖面、B座寫(xiě)字樓南側(cè)預(yù)留車(chē)庫(kù)現(xiàn)施工階段示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 1—1剖面、B座寫(xiě)字樓南側(cè)預(yù)留車(chē)庫(kù)現(xiàn)施工階段示意圖

現(xiàn)場(chǎng)降水情況介紹:此預(yù)留土方范圍內(nèi)設(shè)置三口降水井，位置如圖1所示。管井深度18 m，成孔直徑600 mm，用350 mm無(wú)砂水泥濾水管，下部2m用混凝土實(shí)管，濾水管外包40目紗網(wǎng)，在濾水管與管壁的環(huán)形空間內(nèi)填2 m～5 m碎石過(guò)濾層。現(xiàn)水位深度測(cè)量為－12．4 m，滿足土方開(kāi)挖條件。

3 內(nèi)撐設(shè)計(jì)主要參數(shù)

鋼管:直徑250 mm，壁厚5．0 mm，根數(shù)7根。鋼板1:尺寸300×300，厚度20 mm，共14塊。鋼梁:采用40a型工字鋼。

4 施工程序

安全防護(hù)措施→測(cè)量放線→“工”字鋼與B座寫(xiě)字樓地下1層柱連接→“隔一挖一”進(jìn)行安裝鋼管的土槽土方開(kāi)挖→支護(hù)樁安裝預(yù)埋件→隔一安裝鋼管內(nèi)撐→開(kāi)挖剩余安裝鋼管的土槽土方→安裝剩余鋼管內(nèi)撐→人工開(kāi)挖土方(從－5．30 m～－11．3 m)→支護(hù)樁樁身鋼筋網(wǎng)片綁扎及噴射混凝土100 mm→地下－2層車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)施工→地下車(chē)庫(kù)外墻防水粘貼及室外土方回填至－6．05 m→拆除鋼管內(nèi)支撐→地下1層車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)施工→地下車(chē)庫(kù)外墻防水粘貼及回填土。

1)安全防護(hù)措施。

a．設(shè)置防護(hù)欄桿?；又苓叀⒆鳂I(yè)平臺(tái)四周、走道、通道口、井架與施工用電梯和腳手架等與建筑物通道的兩側(cè)邊，必須設(shè)防護(hù)欄桿。欄桿應(yīng)由上下兩道橫桿及欄桿柱構(gòu)成。橫桿離地高度為上桿1．2 m，下桿0．6 m。立柱間距不大于2 m，欄桿材質(zhì)采用鋼管(φ48×3．0)。欄桿必須自上而下設(shè)安全立網(wǎng)封閉，或設(shè)置200 mm高的擋腳板，下邊沿離底面的空隙應(yīng)不大于10 cm。設(shè)置范圍同下述安全平網(wǎng)搭設(shè)長(zhǎng)度。防護(hù)欄立面圖見(jiàn)圖3。b．架設(shè)安全平網(wǎng)。高度超過(guò)3．2 m的作業(yè)平臺(tái)周邊，必須在外圍架設(shè)安全平面網(wǎng)一道(見(jiàn)圖4)。

圖3 防護(hù)欄立面圖

圖4 安全防護(hù)網(wǎng)平面圖

由于B座寫(xiě)字樓高度為91．5 m，故應(yīng)考慮按照墜落半徑為6 m的情況設(shè)置安全平網(wǎng)。結(jié)構(gòu)外側(cè)水平接網(wǎng):首層結(jié)構(gòu)頂部應(yīng)設(shè)安全平層，里低外高，里側(cè)用φ10鋼絲繩與結(jié)構(gòu)進(jìn)行(300 mm每扣距離)連接牢固，外側(cè)用φ10鋼絲繩與結(jié)構(gòu)進(jìn)行(不大于300 mm每扣距離)連接牢固。外側(cè)網(wǎng)應(yīng)高于里側(cè)250 mm，網(wǎng)不宜繃得太緊。網(wǎng)下設(shè)置長(zhǎng)6 m，間距為4 m的腳手架鋼管支撐安全網(wǎng)。網(wǎng)下凈空5 m嚴(yán)禁堆放物料及設(shè)施，外側(cè)網(wǎng)底部應(yīng)設(shè)1．2 m高防護(hù)欄桿和嚴(yán)禁人員通過(guò)標(biāo)志牌，每層平網(wǎng)外挑6 m。

2)測(cè)量放線。

a．在支護(hù)樁樁身抄平，以控制安裝鋼管內(nèi)撐所需土槽的土方開(kāi)挖深度。b．對(duì)與B座寫(xiě)字樓地下1層柱連接的“工”字鋼進(jìn)行定位放線，彈出－5．95 m的“工”字鋼底線。

3)“工”字鋼與B座寫(xiě)字樓。

地下1層柱連接:a．在B座寫(xiě)字樓?軸地下1層柱及剪力墻根部根據(jù)所彈定位線設(shè)置100 mm墊木。b．安裝“工”字鋼，并用∠5a與“工”字鋼焊接固定在結(jié)構(gòu)柱上(見(jiàn)圖5)。

圖5 工字鋼安裝示意圖

4)“隔一挖一”進(jìn)行安裝鋼管的土槽土方開(kāi)挖:根據(jù)抄平控制線開(kāi)挖安裝鋼管土槽的土方，挖至－6．3 m，土槽寬度為800 mm。以保證安裝預(yù)埋件及鋼管內(nèi)撐的作業(yè)面。

5)支護(hù)樁安裝預(yù)埋件。

a．剔鑿樁部分保護(hù)層以保證MJ-2背部平整。b．根據(jù)制作預(yù)埋件膨脹螺栓的位置進(jìn)行打眼，確保位置的準(zhǔn)確性。c．安裝MJ-2(見(jiàn)圖6)。

圖6 M J-2安裝示意圖

6)隔一安裝鋼管內(nèi)撐。

a．測(cè)量MJ-2與鋼梁之間的距離，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)鋼管進(jìn)行下料。b．鋼管兩端各焊接一塊300×300×20的鋼板。c．利用塔吊吊裝鋼管內(nèi)撐就位。d．鋼管內(nèi)撐兩端施焊，一端與MJ-2焊接，另一端與鋼梁焊接，如圖7，圖8所示。

圖7 鋼管支撐平面示意圖

7)開(kāi)挖剩余安裝鋼管的土槽土方:第一次“隔一”安裝鋼管內(nèi)撐完畢后，根據(jù)抄平控制線開(kāi)挖剩余安裝鋼管土槽的土方，深度和寬度同上。

圖8 1—1剖面圖

8)安裝剩余鋼管內(nèi)撐，安裝程序同上。

9)人工開(kāi)挖土方(從－5．30 m～－11．3 m):由于此次預(yù)留土方周?chē)h(huán)境限制，此預(yù)留土方考慮采用人工開(kāi)挖的形式。人工開(kāi)挖土方的同時(shí)，及時(shí)清理附著在混凝土支護(hù)樁的碎土。本方案考慮預(yù)留車(chē)庫(kù)部分土方均回填至地下車(chē)庫(kù)。

10)支護(hù)樁樁身鋼筋網(wǎng)片綁扎及噴射混凝土100 mm:在人工開(kāi)挖預(yù)留土方的同時(shí)，緊隨開(kāi)挖深度及時(shí)進(jìn)行支護(hù)樁樁身鋼筋網(wǎng)片綁扎及噴射細(xì)石混凝土100 m。

11)地下2層車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)施工:包括鋼筋工程、模板工程、混凝土工程，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。本工程采用商品混凝土，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件中設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)澆筑各類(lèi)構(gòu)件，并做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

12)地下車(chē)庫(kù)外墻防水粘貼及室外土方回填至－6．05 m:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)規(guī)范要求粘貼地下車(chē)庫(kù)外墻防水。基坑回填采用2∶8灰土并分層進(jìn)行回填夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于0．95。

13)拆除鋼管內(nèi)支撐:基坑回填至－6．05 m時(shí)，為不影響地下1層車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)施工，可以進(jìn)行鋼管內(nèi)撐的拆除作業(yè)。利用氣割對(duì)焊縫進(jìn)行切割，同時(shí)塔吊要及時(shí)緊密配合。

5 基坑監(jiān)測(cè)

挖土前一天觀測(cè)初始值，從施工之日起，每天早7點(diǎn)一次，下午6點(diǎn)一次?？刂朴^測(cè)變形值為:水平位移不大于坑深的0．25%，即不大于26．25 mm，沉降值不大于 h/300，即35 mm。