深基坑土方棧橋開挖施工方法

張飛君 汪 磊

(武漢建工集團股份有限公司，湖北 武漢 430000)

·巖土工程·地基基礎·

深基坑土方棧橋開挖施工方法

張飛君 汪 磊

(武漢建工集團股份有限公司，湖北 武漢 430000)

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

深基坑，支撐系統(tǒng)，棧橋，土方，開挖方法

1 工程概況

1.1 工程簡介

恒融商務中心二期工程位于武漢市江漢區(qū)102號路與常青路交叉區(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。場地內(nèi)地質(zhì)條件復雜，基坑平面呈不規(guī)則，基底尺寸長164.343 m，寬78.4 m，周長為422 m，基底總面積約8 516.5 m2。綜合基坑開挖深度(地下室最深開挖深度為20.5 m，平均開挖深度為16.4 m)、周邊環(huán)境條件和工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，本基坑安全等級為一級，基坑支護的設計使用期限為12個月。

1.2 設計概況

基坑總體支護方案：周邊支護采用地下連續(xù)墻支護，豎向設置3道鋼筋混凝土支撐，三軸水泥土攪拌加固槽壁和被動區(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三軸攪拌樁設備進行施工，攪拌樁成樁采用一噴二攪的施工工藝。其中被動區(qū)加固及槽壁加固內(nèi)側(cè)水泥摻量15%，坑中坑支護及槽壁加固外側(cè)水泥摻量18%。

2)地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻混凝土設計強度等級均為C30，混凝土澆筑時充盈系數(shù)大于1。地下連續(xù)墻豎向主筋保護層厚度迎土面為70 mm，迎坑面為70 mm。

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

1.3 土方開挖難點

1)本工程因為場地狹窄，基坑開挖面大，坑邊兩側(cè)幾乎沒有臨時便道，對土方開挖過程中的車輛運輸帶來極大困難。

2)本工程基坑采用豎向設置三道臨時鋼筋混凝土支撐，采用對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，大大增加了土方開挖的難度。

3)對于緊鄰建筑物的地鐵站、航天花園小區(qū)、中國石化大樓及地下管線的調(diào)查、保護要及時、準確的做好監(jiān)控，建立相應的應急救援措施等。

4)土方開挖工程量大，與支撐結(jié)構(gòu)施工需交錯進行。

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

2 深基坑土方棧橋開挖施工方法

2.1 棧橋布置

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

2.2 土方開挖分層及方向

1)土方開挖分層。

a.首層土方開挖，從場坪自然地面到標高-2.33 m處(首層支撐底面標高以下0.030 m)。

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

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

d.第四次開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)，開挖深度為3 m。

2)各層土方開挖方向。

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

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

第一層土方開挖以①②為中心點向③④⑤⑥開挖。

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

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

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

2.3 棧橋土方開挖優(yōu)點

1)深基坑土方棧橋開挖施工法優(yōu)點。

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、工程量大，同時，對于墊土修坡，其坡道下的內(nèi)支撐無法施工，支撐不能形成整體，影響了支護的有效性；深基坑土方棧橋開挖法，土方開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開挖，保證支護結(jié)構(gòu)的整體性與有效性[1]。

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

c.傳統(tǒng)墊土修坡土方開挖方法，每層開挖過程中，為了經(jīng)濟考慮，臨時便道修筑有限，往往導致挖土過程中的土方二次轉(zhuǎn)運，

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

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

2)深基坑棧橋土方開挖法施工注意事項。

a.基坑挖土嚴格遵循先撐后挖的原則，分層、對稱開挖。土方開挖過程中，盡量縮短基坑無支撐暴露時間。土體無支撐暴露時間、開挖面支護體無支撐暴露長均需滿足規(guī)范要求。

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

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

d.基坑開挖期間地面荷載限值15 kPa。支撐和圍檁上不得堆載。機械與車輛不得碰撞支撐及立柱，機械及車輛進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置于基坑周邊，距離支護體至少要保證大于3 m。開挖過程中發(fā)現(xiàn)支護體滲水應及時采取封堵措施。

f.棧橋面均布施工荷載不得超過設計規(guī)定。挖土機?？抗ぷ魑恢弥g應保持規(guī)范規(guī)定的安全距離，避免多臺滿載設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)護欄應滿足安全使用要求[3]。

3 結(jié)語

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

[1] 趙升峰，李書波，馬世強.深基坑棧橋支撐結(jié)構(gòu)設計與實踐[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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