基坑分块施工法的应用

基坑分块施工法的应用摘要：结合南京某综合楼地下工程施工实例，运用分块施工法对不规则深基坑进行施工。分别从工艺特点、基坑围护结构设计、施工方法等方面介绍了分块施工法的技术要求和注意事项。结果表明，此法安全、经济，具有较大的推广和应用前景。关键词：分块施工法；深基坑工程A Block Segmentation Method for Foundation Construction Chen JiajiaAbstract: This paper presents the block segmentation method for large foundation construction. Based on the example of a complex building underground construction in Nanjing, this paper provides further discussion to demonstrate the advantages of using the block segmentation method. It is concluded that the proposed method has advantage in safety and low cost, and it is expected to promote this method for a wide use.Key words: block segmentation；deep foundation pit1 工程概况南京某综合楼位于南京市鼓楼区，东侧为国家级重点文物建筑，南侧是一幢六层住宅楼，西侧是三幢七层住宅楼。本工程为桩承台及整板基础，主体部分为现浇钢筋混凝土框架结构，其中地下二层，建筑面积8467.8 m2，主要使用功能有地下停车场、地下商业区等；地上为三栋房屋，A幢三层，建筑面积为2626.7 m2，主要使用功能有食堂、办公、宿舍等；B幢四层，建筑面积为2207.2m2，主要使用功能有办公、宿舍等；商业用房二层，建筑面积为1226.9 m2。由于地下结构建筑面积大，距离已有建筑较近，紧邻基坑有一条煤气主管道，造成施工场地面积狭小，施工难度大。2 分块施工法2.1 工艺原则根据基坑的开挖深度，将不规则基坑划分为若干块，块与块之间设置施工缝，先深后浅，对称开挖，按“变大为小，化整为零”的原则，分块进行围护结构、土方开挖和地下结构的施工。2.2 工艺特点1）将不规则基坑分割成若干块来逐一开挖施工，降低了施工难度，加快了施工进度。2）充分利用基坑自身区域作为施工场地。即利用后开挖地块作为先开挖地块的施工场地，然后利用先开挖已施工好的基础底板地块作为后开挖地块的施工场地，特别适合施工场地受限制的超大深基坑项目施工。3）能有效均匀的投入资源，采用分块施工，土方工程和结构工程均衡施工，一方面利用时间和空间，另一方面提高了周转材料的利用率，充分利用了有限的资源。4）相对于一次性大开挖施工，分块施工法更具有经济效益。3 基坑围护结构设计本工程基坑为不规则L形，基坑长度89.1m，最大宽度60.6m，端部最小宽度32m，基坑面积约为5000m2。基坑开挖深度不一，分别为北半部约0.00m以下8.8m、南半部约0.00m以下11.8m。根据基坑的深度、周边环境及施工场地要求，围护结构设计采用灌注桩+帷幕止水。基坑围护形式及周边环境如图1所示。图1 基坑围护形式及周边环境Fig.1 Map of foundation pit and surroundings围护采用800mm1300mm钻孔灌注桩，桩长23.4m，桩顶设1道1200mm800mm圈梁，设置2道砼支撑，支撑立柱桩采用钻孔灌注桩（桩顶部分采用钢格构柱形式或钢管柱形式，以便于支撑连接固定）。4 施工技术要点根据地下结构底板标高、上部结构分布情况和施工需要，将整个基坑土方和基础底板划分成块进行施工（见图2）。图2 基坑施工步骤分块示意Fig.2 Blocks plan of foundation construction steps4.1 施工工艺流程施工准备围护结构施工开槽挖土做第1道支撑降水施工土方开挖做第2道支撑地下结构施工具体施工步骤如下：施工搅拌桩；施工钻孔灌注桩；养护14天后，打设管井降水；分块挖土，分别进行一、二、三块的第一道支撑体系的施工；待一二三区第一道支撑施工完成后，分别开挖四五六区进行第一道支撑体系的施工；待一二三区第一道支撑达到设计强度后，分块分层开挖至-7m施工一二三区第2道支撑；四五六区开挖至-7m,施工第二道支撑；待一二三区第二道支撑达到设计强度后，开挖至坑底（-8.8m），浇筑一二三区底板和传力带；四五六区第二道支撑达到设计强度后，分块分层开挖至坑底（-11.7m），浇筑四五六区底板和传力带；一二三区传力带达到设计强度后，破除一二三区第二道支撑，进行地下二层施工，在顶板处设置创力带，四五六区施工以此类推。4.2 围护结构施工在钻孔灌注桩施工前，应对桩位在一定范围内的土层进行探摸，以确定是否有障碍物。如有障碍物应事先排除。钻孔灌注桩之间由于桩间距很小，为方便施工和确保成桩质量常采用间隔法施工，施工质量控制同钻孔灌注桩。深层搅拌桩施工一般采用700mm双轴深层搅拌桩，桩身垂直度偏差1%，深层搅拌桩桩间搭接200mm，且连续施工，相邻桩施工间隔12h，超过12h应采取冷缝处理措施。近管线处，应控制注浆把压力和施工速度，以免产生过大的土体隆起。4.3 降水施工土方开挖前井点降水系统应按设计要求提前三周进行，在开挖前一天由水位观测孔实际检查其降至坑底下0.5-1.5m。降水从土方开挖开始持续到主体施工结束，降水结束按设计要求对降水井穿底板处进行封井处理。基坑降水采用降水井降水及集水井加明沟进行。水井直径为300mm，井底及周边填以20cm厚砂石滤层。在坑内设置15个集水井，并始终保持井深低于施工面1。基坑内一周设置集水明沟。4.4 土方开挖和支撑施工土方开挖时注意时空效应，严格分层、分段、对称、平衡和严禁超挖。要根据挖土分区，分块、对称的浇筑内撑，以尽快形成支撑体系,减小围护结构的变形。每开挖至一层支撑底标高时,应及时跟进施工支撑,一定区域工作面成型后及时分段施工支撑体系，这样可加快支撑形成进度，施工缝留在圈梁（围檩）节点外1/3跨距即可，以尽量减少基坑无支撑的暴露时间,但其轴线、标高必须准确无误。坡顶3m范围堆载应20KN/，行走、停放重车只能在规定的区域。4.5 基坑及周围环境的监测基坑周边临近文物楼，还有一条煤气主管道，加强对围护结构及坡顶变位与沉降和周围建筑的沉降观测显得尤其重要。应在环坑周边每20m设一个观测点，前10天内每日观测，以后到一月每三天一测。再后每半月一测，基坑支护变形总量位移有内撑部位应控制在20mm以内，沉降控制在1cm以内，变形速率应2mm/d，连续三天变形速率为2mm/d以上时，应报警采取措施。无内撑的其他挡墙部位应控制在50mm以内，沉降控制在2cm以内，变形速率应3mm/d，连续三天变形速率为3mm/d以上时，应报警采取措施。5 技术经济比较以本工程为例，分块施工法与常用的钢筋混凝土栈桥全面大开挖方式的技术经济比较如下。1） 技术难点分块施工法通过合理设计，将超大不规则基坑分割成多块，施工工艺比较成熟，开挖技术难度降低；而栈桥开挖系统复杂，开挖出土也不便，大开挖存在坑底整体上浮的风险，而且结构施工完后，换撑和拆撑技术难度相对较大。2） 安全风险分块施工法技术较成熟，风险较低；而大开挖法施工的各种不确定风险较大。3） 使用场地方面分块施工法主要充分利用自身场地；而大开挖施工场地要全部布置到基坑以外，对于建筑密度较大的市中心区，施工场地布置难度较大。4） 工期及投资估算分块施工法实际工期要比大开挖施工工期缩短1/4，而分块施工法实际造价为大开挖施工3/4。6 结语对于不规则超大型的深基坑，采用分块施工法在技术上是可行的，同时对提高工程安全性，降低施工难度，节约资源，保证计划进度等起到了较好作用，有着良好的应用和推广前景。参考文献;1 高大钊，陈忠汉，程丽萍.深基坑工程M.北京：机械工业出版社，1999. Gao Dazhao, Chen Zhonghan, Cheng Liping, Deep foundation pit engineering M.Beijing: China Mach