内支撑工法材料.doc

泥炭质土深基坑砼环形内支撑施工工法（2011年度）省级工法申报材料云南建工集团有限公司二0一二年三月二十三日目 录1.前言12. 工法特点33.适用范围54.工艺原理95工艺流程及操作要点136材料与设备197.质量控制198.安全措施269.环保措施2710效益分析2811应用实例30泥炭质土深基坑砼环形内支撑施工工法云南建工建工集团有限公司张占仁 罗成付1.前言随着我国国民经济的快速发展，城市化进程的不断加快，土地资源紧张的矛盾也日益突出。当前，伴随着城市地下空间的不断开发利用和高层建筑物的大量建设，深基坑工程的规模、深度和难度也在不断增加，深基坑工程问题已经成为工程建设领域的一个热点和难点。在城市软土地区开挖深基坑，面临着如何确保基坑工程安全、控制基坑周边环境变形、方便工程施工的难题。 2010年8月动工兴建的国家开发银行云南省分行办公楼，就拟建于昆明滇池之滨，昆明市南市区中心区域，广福路以北。据历史记载许多年以前该地区还属滇池的水域范围，故场地地基土为冲积相、湖沼相、湖相沉积，泥炭、泥炭质土等堆积而成，且泥炭质土这类土质在昆明分布广泛，且具有其重要的地区特点。由于形成泥炭、泥炭质土的主要物质是植物残体，有机质含量有的高达80，并伴随着沼气，所以与一般的淤泥、淤泥质土有着本质的差别。泥炭、泥炭质土一般呈软塑状至流塑状态，饱和，其比重轻，土质松软，具有多孔性富大量有机质、炭质及腐殖质。大部分地段该层土厚度较大，分布稳定，多为中强泥炭质土，是昆明俗称的“草煤”层，为典型的软弱土层。尤其临近滇池地带场地地基土表部为具有一定厚度的杂填土，其下为 515 米不等的冲积相、湖沼相、湖相沉积形成的泥炭质土及粘性土、粉土等。与一般粘土、有机质土相比，昆明泥炭、泥炭质土有以下特点：孔隙比很大、 含水量高、 有机质含量高， 液限和塑限指标很大，压缩性很高。 由于在滇池盆地内，泥炭土分布相当广泛，现在的昆明城市建设已无法避开这样的地基土。且因其工程地质特性与淤泥、淤泥质土等一般软土有明显的差异，因此泥炭土的工程处理原则和深基坑的支护方法也有别于省外一般软土。在过去昆明地区的基坑施工开挖较浅，且大多在非泥炭土层中建设，支护型式多为喷锚、挂网、桩锚支护结构。由于泥炭土的强度低、结构很松散，具有触变和流变的特性，泥炭土层能提供的锚拉力有限，且锚杆施工后松弛变形较大，导致基坑边坡失稳、对周边环境造成恶劣影响的工程事故时有发生。泥炭质土超深基坑支护技术的短板也阻碍了泥炭质土地基场地工程建设的进一步发展，特别是地下空间的开发利用。如何确保在复杂环境和泥炭质土地质条件下深基坑工程和周边环境的安全与稳定以及满足公民对地下空间的物权保护意识不断增强的需要，给我们广大工程技术人员提出了更高更新的要求。因此研究在昆明泥炭土地层中开挖深基坑的安全可靠、经济合理的支护型式，以期达到提高工程质量，节约成本，提高工程经济效益。为了确保国家开发银行云南省分行办公楼地下室基坑的顺利施工，确保开挖的过程的安全，节约工程施工成本，担高经济效益；云南建工集团有限公司和云南省第三建筑工程公司组织了大量的人力、物力根据施工设计图纸，设计修改文件、混泥土结构设计规范建筑结构荷载规范建筑基坑支护技术规定，针对国家开发银行云南省分行办公楼地下室基坑建筑结构特点制定了砼环形内支撑结构的施工工法。 2. 工法特点2.1 本基坑工程位于昆明城区及滇池之滨，基坑开挖深度大、地质条件复杂、社会影响大；基坑周边分布有多栋民房，对基坑变形敏感，因此，基坑支护设计必须严格控制基坑周边的水平变形；确保支护结构能够最大限度地承受开挖后主动区土体和周边一切动、静载荷所产生的土压力。经过充分的分析和论证，在满足安全可靠、技术可行的前提下，决定采用砼环形内支撑结构体系作为支护的设计方案。2.2 该支护结构属于自稳结构，支撑内力在杆件中传递，受外界影响较小，能较好的控制变形；且能够避免泥炭土层中锚索的蠕变和松弛变形对环境的破坏，以及周边地下管线和建筑物桩基的限制。2.3 通过对多方案的比较不难发现，对软土地基区域进行深基坑施工，只有采用砼环形内支撑才能达到安全、可靠、保证或缩短工期的要求，才能使支护方案最终做到既经济又合理。2.4常规的格构、桁架、纵横对顶、角撑等内支撑支护型式，由于跨度大，支撑密集，势必对基坑土方挖运和地下结构施工造成很大影响；且当基坑平面形状不规则，支撑与围檩不可能都正交，受力不够明确；而环形内支撑则可以很好的克服上述缺点，并具有以下的优点。2.4.1受力性能合理。圆环内支撑结构体系为空间体系,能够较好的发挥拱的受力特点,将基坑四周产生的土压力通过桁架和环梁大部分转化为环梁的轴向均衡受压,有效的利用混凝土材料的受压特性，变形性能优异, 整体刚度好, 做到了安全可靠与施工方便相统一。2.4.2 加快土方挖运的速度。采用圆环内支撑结构 ,在基坑平面形成的无支撑面积达到70%左右,为挖运土的机械化施工提供了良好的多点作业条件,挖土速度可成倍提高,极大地缩短了基坑暴露时间和挖土工期；提供的大空间, 也便于地下室施工。2.5 可以大大减少对周边环境的影响：本项目所采用环形内支撑有变形小、安全系数高的特点，内支撑支护方式的使用大大降低了基坑支护的风险，这种风险的降低不仅能节约各种抢险费用，同时在某种条件下可以提高工期、保障施工人员及周边环境的安全，尤其是内支撑不像锚杆会侵犯临近场地、不会因地下施工带来某些风险（如锚杆时常因地下障碍物不明，打穿电缆线等问题），其社会和经济效益是显而易见的。2.6 对昆明泥炭质土地层的适应性：昆明市的地层条件复杂，尤其临近滇池分布有深厚软土，在该地区超深基坑开挖过程中必须控制基坑支护结构变形、减少周围地面位移、减少近邻建筑物变形。内支撑结构具有刚性强、支撑杆件变形小的优势，可以很好地解决以上问题。2.7 对相邻物权的保护：城市中的深基坑工程一般都处在密集的建筑群中，施工场地狭窄，有些工程的基础紧邻已有建筑物或构筑物的基础，伴随着公民对地下空间物权的认识不断明确和对地面建筑的保护，给深基坑的设计与施工提出了更高的要求；常规使用的桩锚支护手段得到了极大的限制，使内支撑体系成为基坑支护的首选方式。内支撑支护体系还可以较好的解决支护结构对临近场地地下空间的避让问题。3.适用范围3.1该工法适用于基坑开挖面积大，平面不规则，开挖深度大，周边环境条件差异大，周边环境要求基坑变形小，且地层条件差的软土地基的基坑支护工程。3.2 特别适合在施工场地狭小或四周无施工场地的工程中使用；因支撑刚度大,可通过配筋、调整立柱间距等措施 ,提高其横向承载能力；同时还可在上面搭设堆料平台,安装施工机械 ,便于施工的正常进行。3.3通过在泥炭质土的软土地基条件下使用及对其实际的经济指标测算可以得出，桩+环形内支撑结构体系比较适用于基坑开挖深度在13.5m,开挖面积在500022000较好。3.4可供选择的支护方案对比3.4.1近年来，随着城市建设的不断加快，地价日益攀升，尤其在市中心更是达到寸土寸金的程度，这样无疑就会促使高层建筑越来越多。伴随着房地产业的飞速发展，深基坑支护技术也取得了长足进步，基坑支护方式趋向多样化；但是在软土地质尤其在泥炭质土上进行基坑支护的方案还没有较好的方法。通过采用桩+环形内支撑结构体系在软土地质上的使用，发现该支护结构对基坑在支护的使用安全、受力情况、经济造价、施工工期等方面能够形成有机的统一，其它结构在软土地质条件下很难实现，但环形内支撑体系则能发挥其独有效果，下面是通过在国家开发银行云南省分行办公楼基坑支护方案选择前的几种方案比对表。表1 支护方式及其优劣性分析表 分项特点支护方式主要特点质量可靠性工期造价在本工程中的适宜性地下连续墙适用于超深基坑，可作为地下结构外墙，可与内支撑联合使用。对施工条件要求高。好长高施工工序复杂，工期长，造价高，在本基坑不适于采用。SWM工法适用于开挖深度6m以内外环境较好的软土地区基坑，支挡结构可兼作止水帷幕，对变形控制较差。较好较长较低不宜采用桩锚支护适用于不同深度的基坑，普遍使用，地区经验丰富。在淤泥质土及泥炭质土中锚杆锚固效果较差，易发生蠕变变形，邻近建筑为桩基础时不能使用。好较长较高场地地层为软土地区，锚杆锚固效果较差，变形难以控制，本场地不宜采用。桩撑支护可适用于不同深度的基坑，尤其使用于平面尺寸狭长或规则的基坑，有成功经验。施工周期稍长，尤其对后续施工有一定的影响。好较长较高通过合理布置支撑构件，保证土方挖运便利，及后期结构施工。坡顶减载放坡可有效降低支护结构承受的主动土压力，目前深基坑普遍采用。较好短低利用本场地周边较为开阔的条件，对坡顶一定范围内的土方进行有条件卸载，减少主动支护的强度，部分地段可以采用。3.4.2 支护方案比选的原则根据本基坑工程的开挖深度、周边环境、地层性质，结合地区经验，本工程可供选择的支护方式及其优劣性分析见表1及下述。（1）桩锚支护结构本基坑坑壁主要由（4）层泥炭质土组成，层厚度达到3.4m7.1m，该层土为高压缩性、欠固结状态的软弱土层，地基承载力特征值fak仅为60KPa，所能提供的锚拉力严重不足。且软土中的锚索易发生蠕变，造成拉拔力失效，不利于对基坑变形的控制。邻近场地已有失败案例，通过对类似工程及计算的分析，在本地区采用桩锚支护结构，易引起锚杆（索）锚固力不足及蠕变，从而导致支护桩位移过大，将可能破坏止水帷幕完整性，产生土体流失，危及基坑本身及周边道路的安全。另一方面，若采用桩锚支护结构，则需设置23层锚杆（索），每层锚杆均需一定的施工工期及龄期，总施工工期较长；再者，多排锚杆（索）的设置，工程量较大，造价较高。最后，由于场地西、北侧均为拟建场地，锚杆（索）的设置对该场地内桩基施工带来极大影响，对其工程质量也存在一定影响。综合考虑经济、安全及工期因素，本工程中不宜采用桩锚支护结构。（2）双排桩支护结构本基坑地层为软土地区，地质条件极差。通过对双排桩支护结构的工程分析及计算，本基坑若采用双排桩支护结构，坡顶采用大放坡后，计算变形量仍大于65.0mm，远远超出规范要求。本基坑实际开挖深度将近10.5m，双排门架式支护结构在不设置任何锚拉力的情况下，在土方开挖至7.0m以下，变形将急剧增加，对工程桩及周边道路的安全将产生极为不利的影响。为减少桩顶变形，需采用双排桩+单排锚索；为发挥双排桩桩间土作用，同时需对桩间土进行加固改良。综合考虑，双排桩+锚索支护方案可行，但对后期影响大，工程造价明显偏高，且施工工艺复杂。（3）内支撑支护结构内支撑支护结构属于自稳结构，支撑内力在杆件中传递，受外界影响较小，变形能较好控制。且能够避免泥炭土层中锚索的蠕变和松弛变形对环境的破坏以及周边地下管线和建筑物桩基的限制。通过比较不难发现，上述支护方案各有优缺点。从技术上讲除部分方案本工程不宜采用外，可以采用的支护方案不止一种。但只有同时综合考虑安全、造价、工期等多方面因素，才能使支护方案最终做到既经济又合理，从中选择最佳的方案。3.4.3 基坑设计综述本基坑开挖面积大，平面不规则，开挖深度大，周边环境条件差异大，周边环境要求基坑变形小，且地层条件差。本着安全第一的原则，严格控制变形且不对后续施工造成影响，经过充分的比较、论证、试算后，确定本基坑工程支护方案为环形内支撑体系作为本工程的支护结构。4.工艺原理4.1支护方案选择的总体思路4.1.1根据本基坑开挖面积大，平面不规则，开挖深度大，周边环境条件差异大，周边环境要求基坑变形小，且地层条件差等特点；本着安全第一的原则，严格控制变形且不对清园小区的后续施工造成影响，经过充分的比较、论证、试算后，确定本基坑工程支护方案的总体思路如下：以排桩、环形内支撑、坡面喷锚网等多种联合支护手段，结合坡顶大面积卸土减载，确保支护体系的完善并保证施工的顺利、方便实施。4.1.2采用受力条件明确的环形支撑体系，即可以保证支撑系统的稳定性，又可以为后期土方开挖运输及主体结构施工提供较为开阔的空间；通过坡顶一定范围内的卸载，将支撑体系减少一层，从而大大减少了施工工期及工程造价。4.2 基坑支护设计方案 4.2.1 减载放坡设计根据周边具体的环境条件，将该基坑分为四段，同时对基坑顶部2.62.8m范围内采用放坡卸载，以减少主动区土压力，并在坡中设置放坡平台，坡面采用挂网喷面、喷锚网、复合喷锚网支护，各段坡高、坡率具体见下表。 基坑周边放坡一级坡设计参数一览表分段号坡顶标高（m）坡底标高（m）坡高（m）一级坡坡率一级坡平台宽（m）支护方式AB-0.80-3.402.601：0.83.5挂网喷面BC-0.80-3.402.601：0.83.5挂网喷面CD-0.60-3.402.8000.25复合喷锚DA-0.60-3.402.801：0.83.0挂网喷面4.2.2 支护桩设计支护桩采用钻孔灌注桩工艺，各段支护桩设计详细参数详见下表。基坑支护桩设计参数一览表分段号桩顶标高（m）桩长（m）桩径（mm）桩距(mm)弯矩(KN.M)主筋箍筋加劲箍桩身混凝土AB-4.1024.3010001200118218258200182000C30BC-4.1024.3010001200116018258200182000C30CD-4.127.5010001200155624258200182000C30DA-4.1025.3010001200115918258200182000C304.2.3 内支撑设计本工程支撑的布置原则是力求支撑体系受力对称，受力特征明确，充分发挥各杆件的作用，并能在稳定性和控制变形方面满足对周围环境控制的要求，同时最大限度地方便土体开挖和主体结构的快速施工以及材料回收利用。本基坑呈大致长方形，基坑开挖面积大，支撑结构应充分利用开阔的开挖条件。本基坑设置一层内支撑，内支撑型式采用环撑、角撑相结合形式，通过以上结构设置可有效的改善内支撑体系的受力，减少支撑杆件数量，并方便土方的挖运。同时为了施工和拆除方便及经济起见，支撑构件均采用钢筋混凝土梁，支撑杆件设计参数见下表。 基坑支撑杆件设计参数一览表类型中心标高（m）宽度（mm）高度（mm）冠梁(兼围檩)WL-3.801400800环梁HL-3.801300800角撑JC-3.80700750联系梁LXL-3.806006004.2.4 坡面防护设计基坑上部放坡卸载部位及桩间土均采用土钉挂网喷面支护。喷面采用喷射砼，砼设计强度为C20，厚度6cm-8cm，配比为水泥：砂：石子1：2：1.5，水灰比为0.40.5，采用Pas 32.5水泥和粒径不大于2.5mm的中细砂和粒径小于5mm的瓜子石。钢筋网规格为6.5200200，在CD段加强筋为HPB235级直径为16圆钢。将各排锚杆、加强筋焊成网络, 以增加面层刚度；上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。 4.2.5 止水帷幕设计止水帷幕采用双排搅拌连续墙工艺。桩径为500mm，桩间距为300mm，沿支护桩外侧设置二排搅拌桩，保证搅拌桩进入透水系数较小的土层。水泥采用Pas 32.5，水泥用量不小于70kg/m，采用复喷复搅工艺，其中地面以下5.0m11.0m范围内采用多次复喷复搅工艺，设计参数见下表。基坑止水帷幕设计参数一览表分段号止水帷幕桩顶标高（m）桩径（mm）有效桩长（m）桩间距（mm）备注AB双排搅拌连续墙-3.4050012.50300双排BC双排搅拌连续墙-3.4050012.50300双排CD双排搅拌连续墙-0.8050015.00300双排DA双排搅拌连续墙-3.4050012.50300双排4.2.6 立柱桩设计为了减少支撑的长细比，同时为了承受支撑的自重及施工误差引起的偏心而产生的弯矩，在支撑中部布设立柱桩。立柱下段采用钻孔灌注桩，桩长为20.00m，直径1000mm，主筋1218，加劲箍162000，箍筋8200，混凝土等级为C30。立柱桩顶面标高为基础底标高，上部采用4根125mm等边角钢焊接成支架，角钢插入灌注桩2.0m。 4.2.7 换撑设计地下室底板施工完成后，对底板周边采用C15砼厚50cm-80cm进行浇筑，再施工地下二层外墙及顶板。在地下二层顶板位置设置换撑钢管，钢管规格为160mm、壁厚=10钢管，两端采用厚度10mm的250mm*250mm钢板，将支护桩与地下室外墙对撑，待对撑完成后即可撤出支撑杆件。5工艺流程及操作要点根据本工法支护设计，结合本工程具体特点 ，其基坑支护的施工工艺流程为：搅拌桩止水帷幕、支护桩、立柱桩土方开挖挂网喷锚、喷面施工冠梁、内支撑施工土方开挖挂网喷面施工土方开挖结构施工内支撑换撑主体结构施工内支撑拆除。5.1质量控制标准a 建筑结构荷载规范 GB50009-2001b 混凝土结构设计规范GB50010-2002c 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002d 建筑地基基础设计规范GB50007-2002e 建筑边坡工程技术规范GB50330-2002f 工程测量规范GB50026-2007g 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002h 混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2003i 建筑工程施工质量验收规范GB50300-2002j 普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000k 混凝土泵送技术规程JGJ/T10-95l 混凝土强度检验评定标准GBJ107-87m 建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001n 混凝土质量控制标准GB50164-92p 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499-19985.2土方开挖待整个基坑的支护、止水及内支撑完成后进行土方的开挖工作，土方开挖采用反铲开挖、自卸车运土。对支撑以下土方，采用小挖机掏挖、转运，大挖机在圆环内装车的方法进行土方开挖。开挖前由测量员测放基坑开挖线并仔细核对无误。 开挖基坑边缘土方时分层开挖，每层开挖深度约2m。坡面采用人工修坡，严禁机械对已形成的坡面进行碰撞破坏。基坑开挖时，必须做到开挖一层，支护一层，开挖一段，支护一段，严禁超挖。开挖后，坡面要及时支护，不得暴露过长。同一坡面上，上层支护体施工时间与下层土开挖时间间隔不得少于48小时。 5.3边坡支护施工5.3.1支护桩：支护桩采用钻孔灌注工艺，桩径为1000mm，桩间距均为1200mm，桩身砼均采用 C30； 支护桩根据配筋不同可分为二种类型： a、桩径1m，桩长 24.30m、25.3m，桩顶标高-4.1m，主筋1825，支护桩主筋通长配置，其中AB、BC段桩长为24.3m，DA段桩长为25.3m； b、桩径1m，桩长27.5m，桩顶标高-4.1m，主筋2425，支护桩主筋通长配置，CD段因紧临福龙路，因此桩长加长、配筋多。 支护桩的施工过程中，严格控制桩位、桩顶桩底标高、泥浆比重、水下砼的质量。 5.3.2止水帷幕施工：止水帷幕采用双排搅拌连续墙工艺，桩径为500mm，桩间距为 300mm， 沿支护桩外侧设置二排搅拌桩。水泥采用 Pas32.5，水泥用量不小于70kg/m，采用复喷复搅实施工工艺，其中地面以下5.0m11.0m 范围内采用多次复喷复搅工艺； 止水帷幕施工严格控制桩位、桩项桩底标高、桩间距、水泥用量、复喷复搅速度。 5.3.3 冠梁施工：在土方开挖至-4.1m时进行冠梁的施工。支护桩顶设置钢筋混凝土冠梁，冠梁高度为800mm，宽度为1400mm，主筋为2*1222+2*318。箍筋为2*8 200，结点处箍筋间距加密为2*8100，砼强度为C30，支护桩嵌入冠梁长度为10mm。 冠梁施工严格控制其中线位置和顶标高。 5.3.4 支撑施工：在土方开挖至-4.1m时与冠梁同时进行支撑的施工。支撑系统分为环梁、角撑及联系梁，其截面尺寸宽高分别为1300800、700750及600600；支撑施工时，应严格控制平面位置、底部标高、垫层厚度及保护层厚度，尽量减少施工缝数量。 5.3.5 坡面施工：基坑上部放坡卸载部位及桩间土均采用土钉挂网喷面支护。 喷面采用喷射砼，砼设计强度为C20，厚度6cm8cm，配比为水泥：砂：石子1：2：1.5，水灰比为0.40.5，采用Pas 32.5水泥和粒径不大于2.5mm的中细砂和粒径小于5mm的瓜子石；钢筋网规格为6.5200200，加强筋为16圆钢。将各排锚杆、加强筋焊接成网络, 以增加面层刚度。上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。 坡面施工过程中，要严格控制坡面的平整、锚杆深度、钢筋网搭接长度、砼的喷射厚度等。5.4 基坑止水排水基坑主要采用深层搅拌桩止水、坑内明排的方式进行。在基坑的四周砌筑排水沟(或 架设PVC排水管)、集水井及沉淀池，形成排水线路。基坑内沿四周开挖简易的排水沟及集水井，采用污水泵将基坑内的积水抽排至基坑上面四周的排水沟中，经三级沉淀池排入城市排水系统。 5.5 基坑监测5.5.1 监测项目 在深基坑开挖的动态过程中，周围土体应力状态将产生较大变化，与之有关的土体稳定处于动态变化中。支护结构、周围土体在各种破坏形式产生之前， 通常有大的位移、变形或受力变化等异常情况发生，因此加强在施工过程中的监测，有助于快速反馈施工信息，以便及时发现问题并有针对性地改进施工工艺和施工参数，减小地表和土体变形，以达到信息化施工目的，保证基坑安全。 本工程监测的主要内容为基坑内外观察、地表位移及沉降、桩顶水平位移及沉降、桩身变形、桩内钢筋应力、支撑轴力等，每次观测后应立即对原始观测数据进行校核和整理，包括原始观测值的检验、物理量的计算、填表制图，异常值的剔除、初步分析和整编等，并将检验过的数据输入计算机的数据库管理系统。数据库内容包括应力应变监控量测数据、倾斜观测数据、垂直沉降监测数据、水平位移数据等。 如果监测过程中发现时间变形量变化曲线出现异常，必须增加监测频率，并分析原因，将信息及时反馈给施工人员，以采取必要的措施，确保工程的安全。采用比较法、图表法等分析各监测物理量值大小、变化规律、发展趋势，以便对工程的安全状态和应采取的措施进行评估决策。 施工过程中需要对施工的全程进行常规监测，各项观测数据相互验证，确保监测结果的可靠性，为合理确定各项施工参数提供依据，达到反馈指导施工的目的，真正做到信息化施工。根据本工程设计资料及施工图纸，以及对施工现场的调查研究，编制的施工监测方案见下表。 本工程主要监测项目及监测频率序号检测项目方法及仪表频 率未开挖土方开挖支撑拆除结束1水准基点/位移基点水准仪全站仪1次/月2沉降/水平位移监测水准仪全站仪1次/2d1次/d1次/d1次/7d3支护桩测斜测斜仪1次/7d1次/3d1次/2d1次/7d4应力监测应力计1次/3-7d1次/1-2d1次/1-2d1次/7d5目测巡视1次7d1次/1d1次/1d1次/7d5.5.2 监测实施施工期间共完成的有效监测有地面位移监测点19个、支护桩顶监测点23个、支护桩身深层位移7孔，土体深层位移7孔，26个支撑应力断面，6个支护桩应力监测点。5.5.3 监测成果经过对国家开发银行云南省分行办大楼深基坑进行监测，水平位移变形于2010-10-19 至2011-4-9共进行了61次观测；周边沉降于2010-8-31至2011-4-9日共进行了82次观测；支撑应力于2010-10-2至2011-4-9日共进行了73次监测；桩身及土体深层位移共进行了11次观测；通过监测结果得出基坑变形值在规范允许之内是安全的。5.5.4 基坑开挖水平位移的情况对基坑开挖水平位移的监测值分析值可知，地表水平位移远远小于桩顶水平位移，变形活跃期主要集中在土方开挖、支撑拆除两个阶段，且在支撑拆除时变形量及变形速率均大于土方开挖时。在基坑的维护期，基本没有变形，其变形曲线表现为一条水平的直线，在支撑拆除后，变形趋于稳定。5.5.5 桩顶及地表土体的沉降情况沉降监测总体来看，桩顶的沉降量明显小于地表土体沉降量，在桩顶共布设23 个沉降监测点，变形量达到规范允许变形值。沉降分两个阶段，一是土方开挖期，沉降量增大，但沉降速率较小，主要集中在0.5mm/d，累计沉降量也在15mm 以内；基坑运行期，沉降均速发展，但沉降量较小；在支撑拆除期间，沉降速率加大，部分点最大达到2.33mm/d，总的沉降量也增大，但仍未超过规范允许值。支撑拆除后，监测点趋于稳定，沉降速率逐渐减小，直至为0。土体深层位移共进行了8 次监测，其变形规律基本与桩体深层位移相同；另外，由变形曲线也可看出，土体的深层位移量小于桩体的深层位移量，这主要是因为桩体最先应力释放，然后才是土体，桩体对其后的土体也起到了一定的支挡作用。5.5.6监测工作总结各种变形数据均可划分为五个阶段：土方开挖前、土方开挖时、土方开挖完成至支撑拆除前、支撑拆除期、支撑拆除后，各阶段均有自身的变形规律。在土方挖前，各种变形值有正有负，主要表现在监测点的自稳过程及监测误差；土方开挖时各种变形加大，变形曲线演变为大致的斜线；随着土方的开挖完成，各监测点达到变形后的相对稳定，变形曲线上表现为一条近似水平的直线；支撑拆除时，水平位移及竖向位移变形继续加大，而应力由于部分支撑拆除不再受力，其应力迅速减小；支撑拆除后，监测点经过变形重新达到平衡状态，变形速率逐渐减小，直至稳定。在基坑开挖与运行过程中，业主还聘请了云南省建筑工程质量监督检验站作为第三方对基坑及周边环境进行了全过程的监测，该站出具的监测报告结论是：在基坑开挖支护施工及使用期间，基坑各监测项目监测点的变形在可控范围内，未出现危险情况，基坑施工未造成周边道路、建筑等沉降过大及不均匀沉降现象，整个基坑支护达到了预定功能要求。 结果：国家开发银行云南省分行办公大楼深基坑工程是在云南省暨昆明市首次采用了大环梁内支撑支护体系。该深基坑工程开挖、运行过程及监测数据均表明，该支护设计确保了工程建设的顺利进行和周边环境的安全、稳定，取得了明显的社会和经济效益。6材料与设备在本次施工中投入用电设备及功率如下表：序号设备名称规格型号数量电功率KW备注1钻机GPS-1002台60支护桩施工2泥浆泵3DNL4台883交流电焊机6台75钢筋加工4对焊机1台1205潜水泵2台15排水6切断机1台5钢筋加工7空压机2台30喷锚、喷面8搅拌桩机3台套180止水帷幕9喷锚机械1台套80基坑开挖后合计基坑开挖前最大用电量500基坑开挖后最大用电量1507.质量控制由于该工法在云南软土地区施工还是首次采用，没有更多的经验可以借鉴，故为了保证内支撑施工的施工质量，我公司从以下几方面进行质量控制，确保每道工序的施工误差均控制在规范允许之内。7.1进行科学分析、论证和试验根据本工程所处位置的地质报告情况可知，该基坑坑壁土层主要由（4）层泥炭质土组成，层厚度达到3.4m7.1m，是昆明俗称的“草煤”层，为典型的软弱土层。呈黑色、灰黑色，软塑，局部流塑状，饱和。体轻，质软，富含大量有机质、炭质及腐殖质。有机质含量一般为25.20%43.40%，平均为36.90%；天然孔隙比e 平均为5.059，压缩系数a1-2 平均为6.46 MPa-1，压缩模量Es1-2 平均为0.9 MPa，属于超高压缩性土层；其重度为11.18KN/m3，C 值为15、值为2.0。该层土所能提供的锚拉力严重不足，且其中的锚索易发生蠕变，造成拉拔力失效，不利于对基坑变形的控制。另外，福龙路紧临基坑，路侧有电力、自来水及下水道等重要管线，这些重要的构筑物对变形极为敏感，变形稍大极易形成事故。坑内临近的清园小区管桩基础与基坑边最小不足1m ，该桩抗弯性能差、易脆断，对变形敏感；基坑南侧及东侧紧邻用地红线，紧接红线外侧为南市区的主干道广福路、福龙路，为市政工程用地，支护结构物不宜长期占用；选用单排环形内支撑与支护桩的支护方案，从最终基坑运行及监测可见，综合本场地条件选用的单排环形内支撑与支护桩的支护方案是科学、安全、可靠的。在整个挖土过程中，支护系统及周边环境安全稳定。采用内支撑支护可以有效控制基坑变形，尤其在软土、深大基坑中使用环形内支撑更为理想，又克服软土锚杆应力低，易松弛变形的弱点，对确保整个内支撑支护结构质量和施工安全具有重要意义。7.2 设置运土栈桥通过在基坑西侧中部环形交接部位对支撑系统进行加强处理，设置成施工栈桥，施工车辆有可以自由进出的通道，后期挖土机械可以直接立于栈桥上，使土方运输畅通，同时也减少了后期剩余土方的工程量，是保证基坑支护工程施工质量的有力措施。7. 3 对基坑上部有条件的放坡卸载卸载是最经济的支护形式，本工程有条件的采用放坡卸载与内支撑联合支护的形式，减小支护桩的长度同时，使内支撑体系减少一层，在保证基坑质量和安全的前提下，大大降低了工程造价。7. 4 采用旋挖钻机、回转钻机联合施工支护桩及立柱桩采用旋挖钻机、回旋钻机联合施工，回旋钻机施工时产生的泥浆可以在旋挖钻机施工过程中加以循环利用，有效的减少了泥浆的外运量。同时旋挖钻机的快速高率保证了施工质量和进度，其灵活机动的特点对施工点位分散的立柱桩也存在着钻机就位快速方便的优势。7. 5 施工中的流水作业在施工过程中，采用流水作业的程序，止水帷幕完成一条边，开始支护桩的施工，支护完成一半即开始第一层土方的开挖，第一层土方开挖1/41/3 开始支撑结构的施工，并跟进边坡喷锚施工，这种流水作业是保证施工质量和提前完工的重要保证。7.6 止水帷幕设计及施工工艺合理，效果明显因为该基坑地处滇池之滨，地下水位、土体含水量都较高，止水质量的成功与否是直接关系到整个内支撑体系正常运行的重要因素。为了保证本工程基坑壁的止水效果，设计人员和现场管理人员的经过多次分析论证，决定止水帷幕采用双排搅拌连续墙的施工工艺，在泥炭质土层中通过添加外加剂和三次复搅复喷工艺，克服了高有机质含量的泥炭土中深搅桩成桩质量差的问题。经实践证明，搅拌桩成桩桩型较好、具有一定的强度，坡道部位一次开挖深度达6m，未见边坡坡顶开裂的迹象，并有效地防止了基坑边坡的水土流失。同时也从一个侧面说明，在泥炭质土层中开挖深基坑侧向防水止水的重要意义；它是保证内支撑结构施工质量的一个重要因素，深层搅拌桩施工工艺如下。7.6.1施工工艺及设备1）据基坑设计要求和现场施工条件所限，其防渗采用500钻头深层搅拌桩， 结合场地情况，采用的深搅工艺流程见下图。测量放线设备就位调平确定底标高、检查自动记录水泥浆制备下沉成孔上升喷浆停灰清洗检查钻头及喷浆系统、复喷复搅移 机2）设备选择按施工工艺以及设计要求，我公司拟采用设备如下表。设备名称型号数量单位配备动力kw备注深搅机j-23台603成孔、搅拌搅拌设备200L3台113备料灰浆输送泵TBW-50/153台153送浆灌浆记录仪STC自动记录仪3台记录（2）施工工艺1）施工准备要点施工准备：平整场地、清除地面地下障碍。当场地低洼时，应回填满足回填土技术要求的粘性土料；当地表过软时，应采取防止机械失稳的措施，如铺设钢板等。布置开挖排水沟和集水井，井内应经常清除沉积物，保持排水沟畅通。现场测量放线，定出每一个桩位，并做出明显标志：基线、水准基点等，复核测量并妥善保护。人工或机械开槽，按已测放的轴线人工或机械开槽，原则上以bh=1500500mm为准，若地面下有老基础或其它障碍物，必须控制障碍物并清除。机械组装和试运转：桩机安装桩机具就位；安装水泥浆制备系统；管线连接：用压力胶管连接灰泵出口与深层搅拌桩机的输料管进口。试运转A、电网电压应保持在额定工作电压，电机工作电流不得超过额定电值。B、调整搅拌轴旋转速度，不得超过设计规定值的10%。C、输送管路和供水水路通畅。D、各种仪表应正确显示、检测数据准确。2）水泥材料深层搅拌桩的主要材料为Psa32.5Mpa水泥，水泥使用前应作质量鉴定。3）深层搅拌施工要点按设计图纸文件或（和）监理人员的指示，形成施工平台，施工平台高程误差应控制在15cm的范围内。按图纸文件放样定位，孔位偏差1.5cm。采用搅拌机下沉送粉搅拌而成。搅拌机沿导向架下沉，偏斜率不应大于1%。桩深偏差不得小于设计深度。当深层搅拌机下沉至一定深度时，按以下步骤进行操作。a在送浆前将水泥料搅拌制浆。b深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰泵将水泥浆送入地基中，并且边喷浆、边旋转。搅拌机提升速度一般为0.1m/min，根据地质情况，可适当调整，以得到较均匀的水泥土桩。水泥用量为70kg/m。 施工停浆面必须高出桩顶设计标高0.2m，在开挖基坑时，则将高出部分先行挖除。送浆必须连续。一旦中断，应将钻头下沉至停供点以下0.5m，待恢复供应时再旋喷提升。当因故停机超过半小时，应对泵体和输浆管路妥善清洗。当灰到达出管口后，在桩底喷浆10秒，使水泥灰完全到达桩端。当提升到达设计桩顶时，停止提升，搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。在搅拌喷浆过程中，及时准确填写施工记录。4）桩间接头处理桩与桩的搭接时间不应大于24h，如因特殊原因超过上述时间，对最后一根桩先行空钻留出搭头以待下一批桩搭接；如间歇时间过长（如停电等），与后续桩无法搭接，采取局部补桩或注浆措施。5）深层搅拌桩质量要求垂直度保证措施：a搅拌桩的垂直度主要依靠桩机塔架的垂直度来控制，因此在开钻和钻进过程中，可密切注意塔架的垂直度，有偏斜要及时调整。b塔架的垂直度可以通过桩机的四个液压支腿来调整。c塔架的垂直度批示可以采用在塔架一定高度挂铅锤的方法。d桩机的水平度可以用水平尺检查调整。e每条桩开钻前必须保证桩机处于水平状态，搭架处于垂直状态，如有变化及时调整。搅拌机喷浆提升的速度和次数必须符合施工工艺要求。水泥灰应随配随用，待喷浆前才缓慢泵入集料斗。水泥灰严格过滤。6）施工安全措施工作平台及钻机平台上应满铺脚手板及设置栏杆、走道，并应及时清除杂物。电动卷筒在工作中，如遇停电或停机检查保养时，应将电源关闭。工作停止后，亦应将电源关闭，锁好开关箱。钻机钻进时，卷扬机变速器换挡应事先停车，挂上档后，方可开车。当拆钻杆为双层作业时，上下应紧密联系，防止落物伤人。严禁用机械动力拆接钻杆。8.安全措施施工过程中除应严格遵守国家和部颁有关施工安全技术规则外，根据基坑支护工程的具体特点还应注意以下事项：8.1基坑支护工程安全影响因素多，首先针对工程基坑的特点，编制相关的安全施工组织计划；做到安全组织措施到位，安全技术交底到位，安全例行检查到位，安全宣传教育到位，安全责任落实到位。8.2 编序安全操作规程分发到工班，在组织作业人员逐条学习的同时，抓好工作中的落实。8.2设专职安全员，负责日常生产中的安全检查和评比，使安全管理工作做到常态化。8.3合理布置场地内土方和砼运输，及施工场地的安全防护和安全警示标志。8.5加大对机械设备，尤其是钢丝绳的检查力度，每天交接班应检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡，发现问题及时处理。当钻头钢丝绳在一个捻距内断丝数超过15时马上更换。8.6钻机就位后机身要用方木垫平、塞牢，胶轮要悬空，桅杆顶端要对称拉紧。9.环保措施9.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规、加强施工中的废弃物、噪声的控制，9.2对施工场地合理布置，规范围挡、各种标识齐全醒目，保证施工现场文明施工。9.3对施工现场材料堆场、道路进行硬化处理，并在晴天对施工道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。9.4施工现场做好排水沟，确保雨季施工道路的畅通。9.5建立健全控制人为噪音和管理制度，减少人为的大声喧哗；所有物体必须轻取轻放，不得乱扔。9.6协调处理好现场周边单位和居民的关系，并做好宣传、安抚工作，赢得周边单位，居民的谅解和支持，减少因施工产生的矛盾和冲突。9.7建立与质量安全保证体系并行的环境保护保证体系，配备相应的环保设施和技术力量，与当地政府和环保部门联合协作，全面控制施工污染，搞好泥浆收集处理，将各种污水及噪音污染控制在环境指标限定的范围内，严格控制水土流失，确保施工环境全面达到国家环保标准。9.8把环保作为施工的重要工作来抓，抓措施、抓设施、抓落实，制定施工现场环境保护的目标责任书，定岗定责，责任到人。9.9合理布置施工场地，生产、生活设施尽量布置在征地线以内，少占或不占耕地，尽量不破坏原有植被，不随意砍伐树木，并在其周围植草或植树绿化，创建美好环境。10效益分析通过大直径环形梁（直径为81m）支撑体系布置，同时环形梁与周边尽量减少距离，大大减少了支撑杆件的数量，减少土方掏挖的工程量，缩短了施工工期，确保了施工安全。10.1 取得的经济效益：10.1.1从第三方的周边环境监测资料看，地表位移、支护桩及土体深层位移、支撑应力等在规范规定的预警值附近，由此可见，基坑的设计在保证安全的前提下，做到了不冒进、不保守，体现了其经济合理性。10.1.2工期方面：基坑的施工提前完成（合同工期135 天），历时125 天（扣除创卫、高考、中到大雨等停工时间及桩间土挖土时间），工期的缩短降低了项目总成本。10.2.3通过对该工程基坑采用砼环形内支撑结构体系的实施，不仅填补了云南省在软土地基上进行深基坑支护施工的空白，而且其经济效益也是非常明显的。深基坑施工中采用圆环内支撑结构 ,用料节省显著 ,与各类支撑结构相比节省大量钢材和水泥 ,其单位土方的开挖费用与其它支撑相比有较大幅度的降低,整个支撑体系总体费用比其它体系可降低约 20% 30% ,经济效益十分显著。经计算分析，与传统桁架结构相比，采用双环结构可减少砼构件和体积约1/3，估计可节约投资近600万元。与传统桩加锚索方案相比，造价也节省了近300 万元。10.2 取得的社会效益：10.2.1在合理的造价及工期要求下保证了基坑