维护桩及支撑梁施工方案

深基坑维护桩及支撑梁施工技术方案一、工程概况1.1项目背景本项目为城市核心区商业综合体基坑支护工程，基坑占地面积约8600㎡，开挖深度16.8m，属于一级基坑工程。场地周边环境复杂，东侧紧邻城市主干道（地下管线密集），西侧为既有6层砖混结构建筑（基础埋深2.3m），南侧距离地铁3号线区间隧道结构外边线仅9.2m，北侧为待建地块。根据地质勘察报告，场地土层分布自上而下依次为：①素填土（厚0.5-1.2m）、②粉质黏土（厚2.8-4.5m，γ=19.6kN/m³，c=18kPa，φ=15°）、③淤泥质黏土（厚3.5-6.2m，γ=17.8kN/m³，c=8kPa，φ=6°）、④中风化灰岩（揭露厚度5.2-8.6m，单轴抗压强度35MPa）。地下水位埋深1.8-2.5m，对混凝土结构具弱腐蚀性。1.2支护体系设计本工程采用"维护桩+三道内支撑"的支护体系，具体设计参数如下：维护桩：采用Φ800@1000钻孔灌注桩，有效桩长28.5m，桩身混凝土强度等级C35，纵向主筋配置16Φ22（HRB400E），箍筋Φ8@150，加强箍Φ14@2000。桩顶设1200×800mm钢筋混凝土冠梁（C35）。支撑体系：第一道支撑：混凝土支撑，截面尺寸800×1000mm，水平间距6m，混凝土强度C30第二道支撑：混凝土支撑，截面尺寸800×1200mm，水平间距6m，混凝土强度C30第三道支撑：钢支撑（Φ609×16mmQ235B钢管），水平间距3m，预加轴力500kN二、施工总体部署2.1施工流程规划采用"分区、分层、分段"的施工原则，总体流程如下：graphTDA[施工准备]-->B[场地平整及降水]B-->C[维护桩施工]C-->D[冠梁施工]D-->E[第一层土方开挖]E-->F[第一道支撑施工]F-->G[第二层土方开挖]G-->H[第二道支撑施工]H-->I[第三层土方开挖]I-->J[第三道支撑施工]J-->K[坑底土方开挖及垫层施工]2.2施工分区划分将基坑按纵向轴线分为A、B、C三个施工段，A段（1-15轴）优先施工，B段（16-30轴）、C段（31-45轴）依次跟进，段间设置8m宽施工后浇带。每个施工段内遵循"先桩后撑、限时开挖、随挖随撑"的原则，每层土方开挖至支撑底标高下300mm时立即施工支撑结构。2.3资源配置计划机械设备：配置ZJ30型钻机6台（钻孔灌注桩施工）、QTZ80塔吊2台（材料转运）、PC200挖掘机3台（土方开挖）、BW250泥浆泵8台（泥浆循环）、钢筋弯曲机3台、切断机2台、调直机1台、混凝土输送泵2台、插入式振捣器10台。人力资源：项目经理1人、技术负责人1人、安全员2人、质量员2人、施工员3人、钻机操作工18人、钢筋工35人、木工25人、混凝土工20人、普工20人，高峰期总人数约150人。材料计划：C35混凝土约5800m³、C30混凝土约2200m³、钢筋约850t、Φ609钢支撑约280t、商品砂浆约350m³、膨润土约80t。2.4进度计划控制维护桩施工：60天（分区流水作业）冠梁及第一道支撑：25天第二道支撑施工：20天第三道支撑施工：15天关键线路工期：120天三、关键施工技术3.1维护桩施工（钻孔灌注桩）3.1.1施工准备场地处理：清除地表杂物，平整场地，铺设200mm厚级配砂石垫层，压实系数≥0.93。对桩机行走路线进行硬化处理（200mm厚C20混凝土+Φ12@200双向钢筋网）。测量放样：采用全站仪按"从整体到局部"原则进行桩位放样，使用Φ10mm钢筋打入地下300mm作为桩位标记，桩位偏差控制在±50mm以内。每5根桩设置1个控制护桩，建立复核制度。泥浆系统：设置集中泥浆池（3个5m×8m×2.5m泥浆池，总容积300m³），采用膨润土（掺量8%）、纯碱（掺量0.5%）、CMC（掺量0.05%）配制护壁泥浆，控制指标：比重1.15-1.25，黏度18-22s，含砂率≤4%，胶体率≥96%。3.1.2成孔施工护筒埋设：采用Φ1000mm钢护筒（壁厚8mm），人工配合机械埋设，护筒顶高出地面300mm，埋置深度2.0m，四周用黏土分层夯实。护筒中心与桩位偏差≤50mm，倾斜度≤1%。钻进成孔：开钻前调试钻机，确保钻杆垂直度偏差≤1%。采用"减压钻进"工艺，开始时轻压慢转，钻进至护筒下3m后正常钻进。不同土层钻进参数控制：粉质黏土层：钻压10-15kN，转速30-40r/min，进尺速度0.8-1.2m/h淤泥质黏土层：钻压8-12kN，转速20-30r/min，进尺速度0.5-0.8m/h灰岩地层：采用合金牙轮钻头，钻压20-25kN，转速15-20r/min，进尺速度0.3-0.5m/h终孔验收：孔深、孔径、垂直度检测，采用超声波成孔质量检测仪，孔径≥800mm，孔深≥28.5m，垂直度偏差≤1/300，沉渣厚度≤100mm。3.1.3钢筋笼制作与安装钢筋笼加工：在专用胎架上分段制作（每段长9m），主筋采用直螺纹连接（Ⅰ级接头），接头错开35d（d=22mm），同一截面接头率≤50%。箍筋与主筋采用梅花形点焊，加强箍与主筋满焊。钢筋笼制作允许偏差：主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，直径±10mm，长度±50mm。钢筋笼安装：采用双吊点吊装（吊点设在加强箍位置），吊装时设置2道Φ20mm吊装钢筋。钢筋笼分段吊装后采用直螺纹套筒连接，下放过程中保持垂直，避免碰撞孔壁。钢筋笼顶标高偏差控制在±50mm以内，到位后采用4根Φ20mm吊筋（与护筒焊接固定）。3.1.4混凝土灌注导管配置：采用Φ250mm快速接头导管，使用前进行水密性试验（试验压力0.6MPa）。导管底部距孔底300-500mm，导管埋深控制在2-6m。灌注工艺：首灌量计算：V=πD²H/4+πd²h/4=3.14×0.8²×1.2/4+3.14×0.25²×28/4≈0.6+1.37≈1.97m³（D为桩径，H为导管埋深，d为导管直径，h为导管内混凝土高度）采用商品混凝土（C35，坍落度180-220mm），罐车运输，连续灌注，单桩灌注时间≤4h。提拔导管时保持匀速，专人测量混凝土面高度，避免导管拔空。最后超灌高度≥800mm，确保桩顶混凝土强度。3.2支撑体系施工3.2.1冠梁施工施工流程：桩头处理→测量放线→钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护关键技术：桩头处理：采用人工凿除桩顶浮浆，露出新鲜混凝土面，确保桩顶嵌入冠梁100mm。桩顶钢筋调直后锚入冠梁（锚固长度35d）。模板体系：采用18mm厚多层板+50×100mm木枋（间距250mm）+Φ48×3.5mm钢管支撑（间距600mm），外侧设斜撑（与基坑边锚桩连接）。模板接缝处粘贴海绵条，确保严密不漏浆。混凝土施工：采用泵送连续浇筑，插入式振捣器振捣（振捣间距≤500mm，振捣时间15-30s），顶面收光2次，覆盖薄膜养护7d。3.2.2混凝土支撑施工支撑梁模板：采用盘扣式脚手架（立杆间距600×600mm，横杆步距1200mm），扫地杆距地面200mm，立杆底部设50mm厚木垫板。模板采用18mm厚酚醛覆膜多层板，拼缝处采用双面胶密封。对拉螺栓设置：第一道支撑采用Φ14@600×600mm，第二道支撑采用Φ14@500×500mm，螺栓中部设止水环（Φ50×3mm）。钢筋工程：支撑梁主筋为Φ25@150（HRB400E），上下双排布置，箍筋Φ10@150，拉筋Φ8@400梅花形布置。梁柱节点处增设8Φ16@300构造钢筋（长度1500mm）。钢筋保护层厚度35mm（采用C35混凝土垫块，间距1000mm）。混凝土工程：分段浇筑（每段长度≤30m），设置后浇带（宽度800mm），待两侧混凝土龄期达到42d后采用C35P8微膨胀混凝土浇筑。采用分层浇筑法（分层厚度500mm），振捣棒插入下层混凝土50mm，确保密实。3.2.3钢支撑施工钢支撑加工：在工厂预制，每节长度按3m、6m、9m标准节加工，法兰盘采用20mm厚Q235B钢板，螺栓采用10.9级高强度螺栓（M24×70mm）。钢支撑出厂前进行预拼装，偏差控制：轴线偏差≤2mm，全长弯曲≤1/1000且≤10mm。安装工艺：安装准备：在维护桩上设置钢牛腿（16mm厚钢板焊接于预埋件），牛腿标高偏差≤10mm。吊装就位：采用50t汽车吊吊装，吊点设置在距端部1/3处，吊装时设2根缆风绳控制稳定。连接固定：先安装标准节，后安装调节节，采用扭矩扳手紧固螺栓（扭矩值400N·m）。预加轴力：使用2台500kN液压千斤顶（并联同步）施加预加力，分3级加载（50%→80%→100%），每级持荷10min，稳定后锁定钢楔块。四、质量控制措施4.1原材料质量控制钢筋：进场时查验出厂合格证、质保书，按60t为一批次进行力学性能和重量偏差检验，HRB400E钢筋屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥540MPa。混凝土：严格控制配合比，粉煤灰掺量≤20%，矿粉掺量≤30%，坍落度损失1h内≤30mm。每50m³制作1组标准养护试块，同条件养护试块按施工段留置。钢支撑：钢管进场检验屈服强度（≥235MPa）、抗拉强度（≥375MPa）、伸长率（≥26%），并进行超声波探伤检测（Ⅰ级焊缝标准）。4.2关键工序质量控制钻孔灌注桩：桩位复核：采用全站仪"双控"复核，确保偏差≤50mm成孔检测：每根桩进行超声波检测，孔径、垂直度、沉渣厚度合格率100%混凝土灌注：导管埋深实时监测，混凝土面上升速度≥2m/h支撑体系：混凝土支撑：模板垂直度≤3mm/m，轴线偏差≤5mm，截面尺寸偏差+8mm/-5mm钢支撑：安装轴线偏差≤30mm，水平标高偏差≤20mm，预加轴力偏差≤5%4.3质量验收标准维护桩：桩身完整性检测采用低应变反射波法（抽检比例20%）和钻芯法（抽检比例5%），Ⅰ类桩≥90%，Ⅱ类桩≤10%，无Ⅲ、Ⅳ类桩。支撑结构：混凝土强度达到设计强度100%后方可开挖下层土方，钢支撑轴力监测值波动范围控制在±10%以内。五、安全文明施工5.1危险源辨识与控制危险源类别主要风险点控制措施高处作业临边坠落、物体打击设置1.2m高防护栏杆（刷红白警示漆），挂密目安全网，作业层满铺脚手板机械伤害钻机旋转部件、钢筋加工机械设置防护罩，操作人员佩戴防护手套，机械设专人操作吊装作业钢支撑倾覆、吊物坠落吊装半径内设置警戒区，使用合格吊具，定期检查钢丝绳磨损情况基坑失稳维护桩变形、支撑轴力突增加强监测，变形速率超过5mm/d时停止开挖，启动应急预案5.2监测监控方案监测项目：维护桩顶水平位移（精度±1mm）围护结构深层水平位移（测斜仪，精度±0.1mm/m）支撑轴力（振弦式传感器，精度±0.5%F·S）地下水位（水位计，精度±20mm）周边建筑物沉降（水准仪，精度±0.1mm）监测频率：开挖阶段1次/d，支撑施工阶段1次/2d，稳定阶段1次/7d，当监测值超预警值（桩顶位移30mm，沉降速率5mm/d）时加密至2次/d。5.3文明施工措施扬尘控制：施工现场设置6m高围挡（顶部设喷雾系统），出入口安装洗车平台（含三级沉淀池），裸土覆盖率100%，PM10浓度控制在0.5mg/m³以下。噪声控制：选用低噪声设备，夜间（22:00-6:00）禁止施工，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB。泥浆处理：设置三级沉淀池（总容积50m³），泥浆循环使用，废弃泥浆采用密闭罐车外运至指定消纳场。六、施工应急预案6.1基坑突涌应急处置预警指标：当第三道支撑轴力突增超过设计值15%，或坑底出现冒水、冒泡现象。应急措施：立即停止土方开挖，启动备用排水系统（4台Φ150mm水泵，总排水能力800m³/h）在突涌位置堆筑黏土袋反压，铺设彩条布防渗快速施工双液注浆（水泥-水玻璃浆液，水灰比1:1，水玻璃浓度35Be'），加固范围直径3m，注浆压力0.5-1.0MPa增设临时钢支撑（间距1.5m），控制围护结构变形6.2钢支撑失稳处理预警指标：钢支撑出现弯曲变形（挠度＞L/400），或节点螺栓松动、异响。应急措施：立即撤离危险区域人员，设置警戒区采用200mm×200mmH型钢设置临时支撑（间距1.2m），两端焊接于钢牛腿对松动螺栓重新紧固，断裂螺栓立即更换（备用100套高强度螺栓）采用应力传感器监测修复后支撑轴力，24h内每小时记录1次6.3周边建筑物沉降超标处置预警指标：西侧既有建筑沉降速率超过2mm/d，累计沉降超过30mm。应急措施：减缓开挖速度，调整开挖顺序（改为盆式开挖，保留中心土墩）在建筑物基础下施工袖阀管注浆（Φ50mm袖阀管，间距1.5m，注浆材料为水泥浆+粉煤灰）增加锚杆静压桩（Φ300mm，桩长9m），每栋建筑设置12根，单桩承载力≥200kN对建筑物墙体裂缝采用环氧树脂注浆修补，裂缝宽度＞0.3mm时设置监测点七、施工进度计划保障7.1进度控制措施资源保障：备用1台ZJ30钻机（含全套配件），确保钻机故障时2h内替换；与混凝土搅拌站签订应急供应协议（保证2h内紧急供应）。技术保障：灰岩地层钻进采用"超