采用大直径钢筋混凝土圆环桁架内支撑基坑施工工法

采用大直径钢筋混凝土圆环桁架内支撑基坑施工工法（ZCGF01—2006）一、前言长期以来，土木工程界的学者们和技术人员对圆环桁架结构作为水平支撑用于土建工程的深大基坑支护上，因其固有的优点从理论上得到认可，但由于其超大的平面结构，平面外失稳是人们担心的最大问题。上海绿洲中环中心工程基坑呈圆形，占地面积达34000m2，在基坑支护中采用了Φ200m直径的钢筋混凝土圆环桁架支撑系统，经应用获得成功，钢筋混凝土圆环桁架支撑的成功应用达到了施工快，造价省，环境影响小的目标，经上海市科学技术委员会鉴定，该成果总体上达到国际先进水平。在上海绿洲中环中心工程之前与之后，钢筋混凝土圆环桁架支撑还应用于杭州运河广场和天津龙悦国际大酒店基坑工程，并取得圆满成果，根据上海市科学技术委员会的鉴定意见，编制本工法，并在有条件的工程中予以积极推广应用。上海市绿洲中环中心钢筋混凝土圆环桁架支撑系统在深基坑施工应用研究课题获“上海市科技进步二等奖”。二、特点1、结构简单、形状规整。2、受力合理、充分利用了混凝土耐压的材料力学性质。3、利用圆环桁架内支撑中间的无支撑空间，为基坑土方大开挖创造了有利条件。4、明显的经济效益，明显的工期提前。三、适用范围1、适用于基坑开挖面积大、工期紧，特别适用对环境保护要求高的各种深基坑工程。2、适用于多种平面形状的大型基坑，尤其是方形、圆形、多边形深基坑。3、通过对水平支撑的调整，可适用于各种形状深基坑。四、基本原理1、深大基坑钢筋混凝土圆环桁架内支撑系统的结构原理：在大而深的基坑中应用钻孔灌注桩、SMW工法、地下连续墙作为围护结构，内支撑选用钢筋混凝土大直径圆环桁架结构，在基坑周边（沿水平面）均匀主动土压力作用下，圆环桁架的构件内力主要表现为轴力，作为桁架上、下弦杆的环梁内力表现为均匀的轴压力，作为腹杆的斜撑，部分内力为轴压力，部分内力表现为轴拉力，这恰恰符合混凝土耐压的材料力学特性，由此节省作为内支撑材料的钢筋混凝土用量，实现降低基坑支护造价的目的。板2戒、与钢筋丽混凝土圆乞环桁架支胆撑系统结赠构相适应精的土方连荷续开挖原讽理：圆环士桁架内支碰撑系统，土以少量的责支撑结构贯抵御基坑狱强大的主飘动土压力故，使基坑闪出素现林2/祝3烟左右的面凯积无支撑从的状况，锡为基坑土菊方开挖提痕供了连续债开挖的条算件。为适栏应钢筋混额凝土圆环症桁架支撑浪结构四周匠均匀受力春的特点，殊土方开挖烂须使土方年近似水平娘下降，通企过坑内各瓣层各块土性方有计划泥的安排，蔽除第一道初支撑的土犹方外，其编它各层各定块土方均摊由栈桥连个续运出，堤由此创造其土方连续薪大开挖的辩局面。势五、工艺课流程围护桩墙、工程桩支撑桩及钢格构柱施工围护桩墙、工程桩支撑桩及钢格构柱施工基坑围护桩墙轴线和高程测量第一层土方基坑中心区域开挖第一层土方基坑周边开挖降水满足第一层土方开挖第一层土方基坑中心区域开挖第一层土方基坑周边开挖降水满足第一层土方开挖养护强度达100%第一道圆环桁架支撑施工养护强度达100%第一道圆环桁架支撑施工栈桥施工养护强度达100%栈桥施工养护强度达100%降水满足第二层土方开挖降水满足第二层土方开挖第二层土方基坑周边开挖第二层土方基坑中心区域开挖第二层土方基坑周边开挖第二层土方基坑中心区域开挖多道支撑施工按此过程循环多道支撑施工按此过程循环基坑降水至坑底以下养护强度达100%第二道圆环桁架支撑施工基坑降水至坑底以下养护强度达100%第二道圆环桁架支撑施工第三层土方开挖第三层土方开挖最后一层土方开挖最后一层土方开挖底板及底板传力带施工养护强度达100%底板及底板传力带施工养护强度达100%最底下一道支撑爆破拆除最底下一道支撑爆破拆除最底下一层地下室及其传力带施工养护强度达100%最底下一层地下室及其传力带施工养护强度达100%其上各道支撑爆破拆除及各层地下室施工其上各道支撑爆破拆除及各层地下室施工地下一层施工及基坑回填地下一层施工及基坑回填第一道支撑爆破拆除第一道支撑爆破拆除忠六、操作茅要点宿1肠、降水工零程：熟悉吐基坑的地清质报告，杜了解各层久土的含水嗓量，渗透奉系数，进迁而确定深短井降水的鄙井点数量灯。通过水隐位观察井描将坑内水欧位控制在希土方开挖遵面以下，插土方开挖海过程中，街以深井抽于水为主，号辅以轻型壶井点降水爽。当基坑捉挖至坑底恩时，在坑宵底作好排碑水沟，排绪水沟与深昼井集水井吩相通，使忽基坑在各乒开挖过程捷中保持土坚体固结状史态，以利纱于挖土。蜡2绕、土方开族挖：根据仇钢筋混凝忽土圆环桁耕架支撑的剥受力特点嫂，土方开柜挖应为：共立面分层悦分次，各纱层中心岛竭留土。平供面分段；迎均匀对称甜开挖。各驶层土方均草由栈桥运借出（表层造土除外）伍。店3挠、圆环桁迹架支撑施薄工法（狼1滑）在测量哀放样中，朱严格控制币环梁的圆宴度和各道男圆环的同程心度。在蛇高程测量姨时坚持内普圆环比中侍环低，中涛环比外环螺低的原则挖。斥（污2普）钢筋混崖凝土支撑西的垫层施兰工后，必齿须铺设油谁毛毡，确或保水平支巨撑混凝土邀与垫层隔历离，土方帆开挖时使耕垫层能从吩支撑底顺胀利脱落。池（禾3责）圆环桁横架支撑的谎模板配制汉，应先批于量预制各徐结点模板领，现场安擦装后凑合户直线段模色板。丢（穴4弄）支撑混暗凝土浇捣泳必须密实颂。蚁（常5纷）支撑混踏凝土强度览等级必须钓达到设计宋的要求，题方可进行假下一层土洋方开挖。崇4谢、整个基微坑施工过银程必须坚奸持信息化智管理，作虫好坑体的肢沉降、水葵平位移、群测斜监测骗、作好水树平支撑各衡道环梁的蕉沉降及支星撑的内力诚监测，作包好坑内外恐水位观测茧。趴七、材料估与设备织在基坑围验护桩墙已崇完成的前剥提下，以抄占地平面版面际积般3200诊0m奉2揭，深饼度黄9稠m成的圆形基砍坑为例，良所要配备贺的材料和五设备如下意：舒材料与设丙备粥性能与规陡格鹊单然抵位胳工程部位肥或时间使欧用数量浩备快晕株注垂土方工程克支甚弱撑宇钢筋混凝拒土妈C30犹m克3彼7500盈深井井点穿口赵128叔轻型井点闲套走10-1葡5足挖土机械繁1.2刷m科3守台卡2误挖土机械蔑0.9像m辨3宴台栏2续表惩材料与设含备调性能与规吩格踏单肿哗位织工程部位岛或时间使疾用数量既备窝娇观注肌土方工程受支朝沉撑胆挖土机械氧1m玉3学台松2让挖土机械刘0.3诸m碎3柴台滨4吹运土汽车恨20删T抱自卸式插辆下60忍钢筋混凝结土栈桥僻5.67黎+6×5盟+475拌座毕2寨抢修车筛辆牢2雷走道板同1×6疲块谨30如混凝土输估送振捣泵很2紧插入式振泊捣泵编10搏塔吊尖80t.哈m喘台牌5呼后期连续进使用盗潜水泵云台必80膊全站仪术DI20弓00祖台敌1殿后期连续澡使用居水准仪客DS3竟台临2映2筋后期连续闻使用畅八、劳动怪力组织圾同样以占窃地眉3200架0m土2挑，深晒度加9荷m消的基坑内仔为例，从虫土方开挖挽到开挖至帆坑底，其版劳动力组妇织为：度各岗位或魔工序恰单位丹工程部位旅或时间的菜使用数量需备蜜赖奥注岁土方工程北水平支撑厉土方开挖自外运光人逮90熟截桩炎人榴90悬人工扦土岩人填80东钢筋绑扎乎人灾180系模板工程良人号200蒸混凝土浇概筑所人征80靠其它坡人赌10即20冤塔吊司机调人他8沉坑内井点醒抽水末人石30回测量放样夜人洽6税九、安全凡措施馋1剑、挖机在疫坑内桁架丘支撑间挖鸦土时，严夺格禁止挖杯机大臂碰喜撞竖向支瓜撑。羊2然、土方开恢挖和土方劝运输时，然须有专人止指挥，行压车路线有抢行驶标识保。雪3祝、严格按展挖土方案舒进行分层淡分块有次躬序的挖土摄，确保坑梨内土体稳浸定，特别辣是开挖面午土体稳定辉和保证水蹦平支撑的傻受力合理当。辨4呼、加强信欲息化管理女，施工过赛程坚持对倘第一道内班、中、外糕环梁的沉岸降测量观舌测，严防彻内环梁向疲上漂移的户情况发生允，进而控群制大型钢示筋混凝土井桁架水平畜支撑的平枕面外失稳碍。麻十、质量尾要奥求执猜本工法施排工按《混极凝土结构吸工程施工通质量验收埋规范》锦（迷GB50肾204-曾200由2亩），《工骑程测量技亮术规程》诚（骨GB50全026-练9剧3装）、《基丈坑支护技婚术规程》煎（两JGJ1宿20-9思9郑）执行。桃1候、土方开嘉挖应沿基气坑周边对分称均匀分挨若干偶数蚕块，立面纸以支撑道乐数分层。缘2搂、圆环梁殃表面不平宏度塑≤号3m僻m俘，不圆阁度在≤净2m屋m黄，各圆环披不同心伶度罩≤延2m腔m肉。冰同一道支塑撑的内环逃中心应比按中环中心寺低，中环填中心应比宁外环中心弯低，相邻缝圆环之间车高差的幅址度才为罢20m赔m阔。体十一、环扬保措施谈1严、土方开厌挖及混凝严土浇捣过优程中，所饥有进出车悼辆在出门扬前均用清锦水冲洗干姻净。并在役现场出口眨处满铺麻剧袋。况2桶、做好混格凝土支撑筐爆破的方虏案论证、编审批和过撕程中的检艇查工作，诱支撑爆破葵应在密闭悲防护棚中以进行，以近防爆炸物莫飞溅和粉汽尘弥漫。也十二、效教益分析穴以上海绿挣洲中环中闭心工程为举例，由于素该基坑工贯程中成功沙地实施联了喝Φ订200滨m摆直径钢筋继混凝土圆趟环桁架支社撑系统及胆相应的土攀方开挖技俱术，取得病了明显的踏经济效益厨和社会效恩益。毒1挨、节能与夜经济效益岁（送1挽）与满堂月对撑或局愈部留置空酿间加对撑菊相比，节兰约钢筋混屡凝土斑约随1700核0m被3屯，省去竖狂向支撑奇约般30师0宗根，就此是两项产生姐直接经济诉效兽益摘180射0脚万元。同（贡2松）由于采损用连续土溉方开挖技迹术，该基筹坑土灾方伸3域0承万瞒m源3炊开挖共占义工组期色8摔0骨天（其中采还完成两吹道钢筋混烛凝土圆环娃桁架支撑顾的钢筋混侍凝土结构解施工），她与同类基往坑工程相忽比，提前修工盐期侵2-族3再个月。摘2痕、环境与诊社会效益佣分层、分盖区、分块地，对称均捉匀的土方吉连续开挖虹技术的实仓施，使每矿块土方开捆挖任务清烦楚，出土醉路线明确追，运土车枪封闭后方每可出场，喊建筑材料户水平运输排和垂直运种输线路明外确，混凝励土泵车泵遥管定址设旧置，材料椒定址堆放杠，人行道淡路、上下狠马道都有吐标识，整鄙个现场展镜现出一付织有条不紊纲的文明施肆工场面，导整个现场坛路清、气仿清，该工走程在基坑握施工过程尊得到上海酱市普陀区震政府相关亚部门的好起评。末十三、应竖用实例劫实驴例姜1跳：上海绿芬洲中环中花心工程位蔽于上海市突普陀区金佳沙江路和桌真北路交昆叉口的西拥北象限，泪整个基坑承呈圆形，停围护体一射般外伏径容Φ商200戚m催，最大外兰径饿Φ击210匆m导，周致长遭640涨m负左右，基诞坑大部深傲度爪8.30讨m负，局部深忽度被9.70鲁m留、墓11.7宵0满m萍。围护体愚采用钻孔殿灌注房桩做+因深层搅拌刻桩，内支携撑体系采微用二道圆描环钢筋混渡凝土桁架蔬水平支撑打、其中第育一道为双晨圆环桁架论、第二道雪为三圆环蒙桁架，桁另架体系由逝钢格构柱挠支撑。秆1下）实物工边作量：本喉工程基坑释面积要达偏3400爽0m惜2谊，二道钢爪筋混凝土袜水平支撑劈方量考为箭7500及m辱3连，钢格富构抽75施t眉，钢构柱骂下的钻孔阶灌注桩钢笼筋混凝土伶量叉870m辟3墨。撕2偿）、应用筒效果：土跨方工程练自俱200护5振年炕5爷月田2甜7酷日开始尿至鸟8姻月闭2界3只日结束，摘其中还克挂服了二次绑飓风暴雨灯的干扰，伸基坑工程胃安然无恙剖。经监测咽周边建筑扶最大沉私降宁17.1橡m洪m葵，坑外地畅表沉弯降土24.4愁m鄙m来，围护桩弦水平位挺移郑18.5袋m紫m魄，均小于跪规定限值拍，经济效举益和社会抗效益相当糊明显。少实宿例阴2嘴：杭州运策河广场位贱于杭州市搂拱辰桥桥板东，地下寒二层建筑病面糠积扁3773此9壳㎡。基坑跌呈正方形轻，最大开收挖深度天为天10.6统0肚m页，最霉浅不4.90猎m筝，呈台阶炭式，基坑灯挖土总量调约床2菊5贿万园m绞3怪。基坑采环用带撑桩连墙式围护旱结构，即付坑周采用谣一排钻孔歌灌注桩挡孟土、两排信水泥土搅腾拌桩止水融加一道双秩圆环形钢牵筋混凝土垫水平桁架晌支撑，最技大直献径螺Φ据130辅m棒，挪用扒9挂5抄根钢立柱滩支承水平苦支撑。采萝用本围护绳体系后节卧省了一道烂水平支撑篇，节约资优金钳约谁15刻0继万元，土孔方开挖中久充分利用唯了环形支皂撑内的大勾空间，大桂大缩短了井挖土工期耍。巾实握例梨3际：天津龙饲悦国际大爹酒店基坑及工程，地以下二层，次基坑呈长简方形，平触面尺寸偶约碑92.0誓m×66汉.0恐m泉，基坑挖沿深椒1创2归米，最深进处达到篇14.4管5测米，共计裤土方尿7500征0甜m览3钟。该项工趴程位于天软津市咸阳我路估29僵号北辛庄炒园林小区猾内，跟据告平面形状林，采用一镰排钻孔灌回注德桩具+埋手一排水泥疑土搅拌桩膊作为基坑有护壁，两登个大小相始同的半圆述（罩R=34困.525半m彻）组成双商环双层的纠桁架内支朽撑体系，烘同时在长箱边中间加下一对撑，抚水平支撑早体系由钢步格构承载面。本基坑弹应用双环遇桁架内支遍撑