深基坑施工技术研究_基于武汉积玉桥万达广场深基坑项目的
实践
第 卷第 期 湖北工程学院学报 ,,,,,,(,, ,,(,
年 月,,,(,,,, ,,,,,, ,,,,,,, ,, ,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,
深基坑施工技术研究
———基于武汉积玉桥万达广场深基坑项目的工程实践
蔡 超
:中建三局第三建设工程股份有限公 司 湖北 武汉 : ,,,,,,
摘 要 :通过对武汉积玉桥万达广场一期工程中深基坑工程的项目实践 ,对 基坑支护 、钻 孔灌注桩施工 、止
水帷幕施工以及内支撑施工等关键项目在具体施工过程中所采用的技术进行了研究 ,对深基坑综合 施 工 技 术
进行了较深入的阐述。
关键词:深基坑工程 ;内 支撑 ;高 压旋喷桩
中图分类号 :文献标志码 :文章编号 :::,,,,, , ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,
随着我国城市建设的高度发展和城市土地资 深基坑设计概况 ,(,
源的日益紧张,深 基 坑 工 程 越 来 越 多。 由 于 深 基 ,宽 ,开 挖 面 积 约 本工程 基 坑 长 ,, ,,,, ,
, 质 条 件 非 常 复 开挖深度 约 局 部深度 坑工程所面临的岩 土 条 件 、水 文 地,, ,,,(,, ,,,(,, ,,,,,
, ,杂,是一项技术综合性非常强 的系统工程 ,需 要岩 ,土方量约。,,(,,×,,,
,,,,,基坑支护结构体系由垂直挡土结构和水平支 土工程和结构工程技术人员密切配合。 对深
撑结构两部分组成 ,其中 垂直挡土结构由支护桩 基坑施工 技 术 的 研 究 已 成 为土 木工程的热点问
,,, 分 组 成 ,支 护 桩 作 和被动区加固高压 旋 喷 桩 两 部
。本文以武汉积玉桥万 达广场一期工程中深
为基坑挡土结构,水泥土深层搅拌桩形成止水帷 基坑工程的项目实践为工程实例 ,重 点 对 该 工 程
幕。水平支撑结构由内撑和锚土钉挂网喷锚支护 中基坑支护、钻孔灌注桩施工、止 水 帷 幕 施 工,以
结构组成。 及内支撑 施 工 中 涉 及 的 关 键施 工技术进行了研
究,为将来类 似深基 坑 工 程 的 施 工 提 供 有 意 义 的 岩土工程条件 ,(,
参考。 根据岩土工程勘察
,场区地层除地
填
土层外,其下为一套第四系长 江冲洪积物 ,具 有二 工程概况 , 元结构特征。 据 勘 察 报 告 资 料,场 区 地 层 简 述 如
下:杂填土;素填 土;粉质粘土夹粉 武汉 积 玉 桥 万 达 广 场 一期 工程西临临江大 ,,,,??? 道,距长江干 堤 约 ,周边 为高层住宅小区及 ,, ,土;粉土夹粉细砂;粉质粘土夹粉土; ,,,, ??
粉砂 夹粉土;细 砂;砂 砾 石;市政道路。本工程由六星级酒店及 级写字楼 ,,,, ,, ,, ?? ? ? 组成,地下室为层,六星级 酒店地上 层,建 筑 粉砂岩泥岩互 层 :强 风 化 :;粉 砂 岩 泥 岩 护 ,,, ,, ?
层:中风化:。 总高度。级写字楼地上 层,建 筑总 ,,(, ,,, ,,
高度,基础采用后 注浆钻孔灌注桩 ,主 体为 水文地质条件 ,,, ,,(,
框架剪力墙结构。工程建设单位为武汉武昌万达 本场地分布有上层滞水和孔隙承压水两种类 广场投资有限公司 ,设 计 单 位 为 武 汉 市 建 筑 设 计 型地下水。
院,监理单位为武汉华胜工程 建设科技有限公司, 上层滞水 主 要 赋 存 于 杂 填 土 和 ,, ,, ? ? 由中建三局建设工程股份有限公司总承包施工。 素 填土层中 ,无 统一水面 ,大 气降水 、地 表水和生
收稿日期 :,,,,,,,, ,,
作者简介 :蔡 超::,女 ,湖 北咸宁人 ,中建三局第三建设工程股份有限公司工程师 。 ,,,,,
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蔡 超
产、生活用水 渗 入 是 其 主 要 的 补 给 来 源。 勘 察 期 混凝土粗骨料的粒径不大于 ,坍 落度应控 ,, ,,间测得其稳定水位埋深为 。 制在,随时 探测孔内混凝土面位置, ,(,,(, ,,,,?,, ,,,
及时调整导管埋深 ,以避 免导管提离混凝土面造 孔隙承压水 主 要 赋 存 于 ::粉 土 夹 粉 砂 ,,,
成断桩。 ::粉细砂 夹粉土、::细 砂、::卵 石类土 ,,,,,,,
中,与长江水具有水力联系 ,其上 覆粘性土层及下 :部分支 护桩采用旋挖成孔工艺 ,现 场 采 用 ,
伏基岩为相对 隔 水 层。 根 据 区 域 资 料,承 压 水 位 回旋钻配合造浆。
丰水季节绝对高程为左右,本场地承压 水 ,,(, , 止水帷幕施工 , 水头高度年变化幅度在 之间。 ,(,,(, , ,
止水帷幕设计 采用 单排三轴深层搅拌桩 ,有 主要施工技术 , 效桩长,桩端进入坑底左右。 三轴搅 ,, ,,(, ,
钻孔灌注支护桩施工 拌桩直径,间距,搅拌桩固化剂采 ,(, ,,,,,,,,,,
用 级矿 渣 硅 酸 盐 水 泥,掺 入 比 为 , 支护桩采用灌注桩 ,成 孔工艺为正循环钻 孔 ,,,,,(,,, ,
水灰比为。后期止水帷幕采用单轴 灌注:桩径 ,桩 中心距 ,数 量为 ,, ,,, ,,,,, ,,,,,, ,,,,
根,有 效桩长为 ,沿 基坑周边布置, ,,,,,, ,双排搅拌桩,单 轴 搅 拌 桩 直 径 ,间 距 ,,,, ,,,,, 砼强度为 。支护 桩顶设置 ,两排桩体施工必须保持连续性 。 ,,,,,,,,, ,,×,,,,
钢筋混凝 土 冠 梁,与 水 平支撑形成整体支护 内支撑的施工 ,, ,(,
体系。 内支撑构件主要采用冠梁 、角 撑梁、对 顶撑梁
边桁架一起形成钢筋混凝土平面支撑桁架。 支撑 主要工艺要求 ,(,
梁截面:冠梁截面尺寸,角 ::支 护 桩 定 位。 为 避 免 孔 口 坍 塌,保 证 桩 ,,,,, ,,×,,,, ,, 位准确,本工程挖设泥浆槽 ,采用 全站仪测试的方 撑与对顶撑截面 尺 寸 分 别 为 、 ,,, ,,×,,, ,,法进行定位,具体施工
如下 : 和 ,采 用立 ,,, ,,×,,, ,, ,,, ,,×,,, ,,
柱桩型钢格构柱支承水平支撑节点。 :在原有 场 地 放 出 排 桩 中 心 线 ,用 反 铲 挖 掘 ,
机沿排桩中心线挖设 宽、深 ,,,, ,, ,,,, ,, 由于施工正值冬季 ,应提高支撑结构混 凝 土 的泥浆槽。 强度等级,并添加早强剂,确保 在下层土方开挖之
:成槽后,利用全站仪对桩 位中心点放线 ,中 前,支撑混凝 土 达 到 设 计 强 度。 在 施 工 内 支 撑 结 ,
心点确认后,将 的钢筋打入土中 ,施工过 ,,,, 构垫层后,垫层面铺设彩条布 或塑料薄膜 ,再 进行 程中不得随意破坏,并随时复核。 内支撑 结 构 施 工。 格构柱采用临近的工程桩代
根 据 地 质 条 件,上 部 土 层 采 ::泥 浆 护 壁。替,以避免造成后期底板渗水 。 ,
用自然造浆,正 循 环 钻 探 工 艺 成 孔。 正 循 环 钻 机 土钉挂网喷射混凝土施工 ,(,
工作时,土屑通过钻杆外的环 形通道被带出井口, 沿基坑四周布置,坡度为:。长 ,,(,,,(,, , 在沉淀池沉淀后,泥浆流回泥浆池供循环使用 。 钢筋土钉呈梅花型布置 ,土 体 ,,,(,×,(, , ,
::成孔要求。 面层 铺 设 钢 筋 网,喷 射 , ,,,, ,,×,,, ,, ,
:钻孔开 钻 时 要 缓 慢 匀 速 进 行 ,当 钻 孔 超 过 ,::厚的 细石混凝土。 在含水 ,, ,,?,, ,,,,,
时,采 用正常速度钻进,钻 机 在 钻 孔 过 ,(,, , 层、软弱地层及基坑底部设置 排水管 ,以 便喷锚面 ,
程中应保持足够的钻压力 ,以保证成孔垂直度 。 层与土壁间渗流水及时排出。
:钻进终 孔 后,在 下 放 钢 筋 笼 之 前 进 行 第 一 ,考虑到基坑南侧紧邻高层住宅,在基坑内 ,,, 次清孔,待孔 内返出 浆 液 中 无 泥 块 泥 皮 可 视 为 一 段范围内进行高压旋喷桩被动土加固,桩 ,, ,,,
次清孔完毕。 在钢筋笼下放 后 进行第二 次 清 孔, 径,加固区内侧范围内桩长为, ,,,,,,,,, ,,,
利用灌注水下混凝土的导管作为 吸 泥管 ,使 用 高 外侧范围内桩长为。由于支护桩间土体稳 ,, ,,
压风作动力将孔内泥渣抽排出孔。 定性差,为了 保证地下阶段施工安全,支 护桩外侧
:对于支 护 桩 位 置 出 现 木 桩 及 红 砂 岩 的 ,采 ,及桩间采用也土钉挂网喷射混凝土施工,有效防止 用冲击钻成孔的方式完成施工。 了桩间土体脱落等情况造成的安全隐患。
:相邻钻 孔 采 用 跳 花 打 法,砼 浇 筑 天 后 方 ,, 土方开挖 ,(,
可施工相邻桩。 混凝土 采 取水下浇筑的 方 法 ,且 本工程 按 基 础 施 工 节 点 将 土 方 划 分 为 三 个 — —,,,
深基坑施工技术研究
区:区:五星级酒店区域:、区:裙 楼区域:和 向基坑中心挖土运出。 ???
区:写字楼区 域 :,由 区 向 区 开 挖。 土 方 开 挖 第三层土方继续由小型挖掘机掏土并形成坑 ? ?
共分三层开挖:第 一 层 开 挖 至 水 平 支 撑 垫 层 位 置 中坑后,逐渐退挖至出土坡道 ,最 终由人工配合长 ::,第 二层 :、、:开 挖 至,,(,,,,,,,,臂挖掘机挖除剩余坡道土方。 ? ? ?
,第三层:、、:裙 楼部分 ,,(, ,,,,,,,? ? ? 基坑降水 ,(,
大面开挖至 ,塔 楼部分开挖至 ,,,(,, ,,,,(,,地下水控制设计采用深井降水 ,井 深 , ,, ,
。,,,(,, ,共设计 口 降 水 井,口 观 测 井,均 匀 布 置 在 整 个, ,, ,
为保证 区土方开挖后基坑的安全 ,需 对 基坑。对抽出的地下水采用 的钢管进行 排水, ,,, ? ?
区未挖土方向区 放 :的 坡,以 卸 载 区 未 挖 统一排入市政排水系统 。 ,, ??
土方对区坑内的土压力。并对边坡采用土钉挂 由于基坑底粉质粘土夹粉土及粉土夹粉细砂 ?
网加固。同时在区分界面土方顶部增设一道砖 含水量 大,现 场 在 基 坑 底 部 设 置 ,,, ,,×,,,, ?
砌 隔 挡 ,以 防 止 区 工 程 桩 施 工 时 ,泥 浆 流 入 至 盲沟,每隔 设置一个 ? ,, ,, , ,,,, ,,×,,,, 区。 的集 水 井,井 内 设? 置 泥 浆 泵。 集 ,,×,,,, ,,
坑中坑开挖深度为和 , ,,,(,, , ,,,(,, ,水井和泥浆泵组成 坑 底 降 排 水 系 统 ,以 控 制 该 层 水与底板相对开挖 高 差 为 和 。 边 坡 开 , , ,(,, ,量。
挖采用:比例放坡,护 坡采用 钢筋 ,, ,(,,,, ,基坑监测 ,(,
单层双向绑扎成钢筋网,采用土钉加固,喷 ,(, , 监控项目,(,(,
射厚砼加固。 ,,, ,, 基坑的安全与稳定 ,集中体现在土体的 变 位
水平支撑施工时 ,区和 区水平支撑先 平 ? ? 和支护体系水平位移。随着土方开挖深度的增加 和行施工,形成环形整体,以抵 抗基坑周边形变。 三 大面积降水的影响,边坡周 围土体会产生变化, 动个区域第一层土方 开 挖 由 水 平 支 撑 向 坑 内 施 工, 态跟踪变位监测是基坑施工过程中的一项重要 内容。方便水平支撑的插入。 基坑施工 期 间 每 天 观 测 一 次,遇 大 雨 或 变形速率, 第一层土方首先开挖 ,采用 机械大开挖,第 二 过大 等 情 况 时,加 密 观 测 次 数。 基 坑 监 测发生异常层土方开挖需待角撑对撑混凝混凝土强度达到设 或累计 达 到 监 控 报 警 值 ,应 立 即 停 止 施工并通知相计强度时方可开挖。 关施工方采用应急措施。
由于二层土方需在水平支撑下掏挖 ,因 此 开 报警控制指标 ,(,(,
挖时先沿水平支撑外侧向下开槽 ,并 由 水 平 支 撑 本项目设计的报警控制指标如表 所示。 , 表 报警控制指标 ,
序号 检测项目 报警指标
支护结构水平位移 , 或连续 天位移速率大于 ,时 ?,, ,, ,, ,,,承压水位变化 , ,,(, ,,
, 煤气管道变形 沉降或水平位移不应超过 ,连 续 天超过 , ,, ,,,, ,,,
, 供水管道变形 沉降或水平位移不应超过 ,连 续 天超过 , ,, ,,,, ,,,
, 立柱桩差异隆沉 立桩桩隆起或沉降不得超过 ,每天发展不超过 ,, ,,, ,,
支护桩施工采用正循环钻孔灌注桩 ,钻 进 等 总结及体会 , 工序相对操作 简 单,针对性地控制定位 、垂 直 度、
钻速、泥浆性能等,使其基本 可处于受控状态。 支 在武汉积玉桥万达广场一期工程基坑施工过
程中,通过运 用综合 施 工 技 术 和 现 场 实 践 总 结 了 护桩施工控制的关键因素在于工序组织与资源保
障的协调工作。 例 如,钢 筋工的充足配备影响钢 诸如支护桩施工协调、基坑降 排水、侧 壁渗水处理
等深基坑施工经验 ,培 养 了 一 批 技 术 和 现 场 管 理 筋笼加工制作及入 孔 的 进 度 ,泥 浆 车 不 到 位 影 响 人员的综合能力,为 今 后 类 似 施 工 工 程 提 供 了 良 泥浆的正常抽排,混凝土供应影响灌桩进度和连 好的组织和技术储备。以下为施工中主要管理经 续性,场内道路是否畅通,如果 以上四项如无法保 验和技术措施的总结和体会。 证,将会造成成孔后搁置时间 较长 ,直 接导致桩孔
缩径和断桩,严重影响桩身质 量。 因此,必 须做好 支护桩施工协调 ,(,
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蔡 超
施工准备,规划好钻机、泥浆池 和现场临时道路的 水点处堆码砂袋形成池状 ,高 度高于渗水点 , , ,布置,保证各工种配备 ,使 吊车、挖 掘机、镐 头 机、 砂池内填埋瓜米石 和 中 粗 砂 滤 水 保 砂 ,直 至 泥 砂
不再上涌。在砂池上方距顶部 处留设泻水 泥浆车、汽车泵等辅助设备齐 全 ,混凝土保证专人 ,,;, 协调、连续供 应。 尤 其 在 旋 挖 机 成 孔 时 要 按 不 同 孔,池外设集水坑抽排。经以 上处理方案实施后,
渗水量明显减少且 无 泥 砂 ,从而有效地控制了基 的地质情况严格控制钻进速度 ,保 证泥浆供应,且
坑侧壁的渗水,使基坑沉降得到了有效的控制 。 必须配备充足的自 卸 汽 车 ,挖 出 的 土 方 应 及 时 外
换撑工艺选择 ,(, 运,方可保证成桩质量及作业面的宽敞 。
本工程根据节点要求分区施工 ,且 支护体 系 边坡加固 ,(,
较复杂,水平 支 撑 的 置 换 相 对 困 难。 原 设 计 采 用 本工 程 基 坑 顶部土体放 坡卸载高度最大为
钢筋混凝土换撑板 整 体 换 撑 的 方 案 ,由 于 等 待 混 ,土质多为杂填土,边坡易出现塌方现象 ,针 对 ,,
凝土强度的技术间歇期较长 ,无 法满足现场要求。 塌方部位采取清除塌方土体 ,然 后花管注浆,再 施
经与业主和设计单 位 协 商 ,确定在地下外墙防水 工土钉挂网喷射混凝土施工。 对易发生塌方的部
施工完成后,采 用 防水混凝土回填至地下二 位提前采用预压钢板桩和花管注浆 ,再 进 行 开 挖 ,,,
层顶板标高作 为 换 撑,不 仅 施 工 便 捷,整 体 性 好, 和土钉挂网喷射混凝土等方式进 行 加固 ,以 保 证
确保了基坑及周边 的 安 全 和 施 工 进 度 ,而 且 取 得 边坡的安全。
了一定的经济效益。 侧壁渗水处理 ,(,
基坑渗水带出大量泥砂是导致基坑及周边设 ,参 考 文 献, 施沉降变形的最主 要 因 素 ,止 水 帷 幕 是 防 止 基 坑
,, 刘建航 基 坑工程手册,,北 京 :中国建筑工业出 ,(,(渗水的关键工序,保 证 止 水 帷 幕 的 连 续 性 是 施 工
版社 ,,,,,( 的重中之重。 由 于 本 工 程 临 近 长 江,部 分 止 水 帷
坑 施 工 技 术 ,,工 业 建 筑 ,, ,, 谢德 蓉深 基,(,,,,,,,(幕的缺陷造成基坑侧壁出现两处 渗 水点 ,水 量 较 :::,,,,,,,,,( 大且带有泥砂,该 部 位 上 层 土 体 出 现 较 明 显 的 沉 ,, 李 磊 ,段 宝福地铁车站深基坑工程的监控量 测与 ,(降,因此在施工现场采取了截砂导水的处理方法 。 数值模拟,,岩 石力学与工程学报 ,,::: ,,(,,,,,,,,在边 坡 顶 部 采 用 花 管 添 加 水 玻 璃 注 浆 ,, Ф,,,,,,,,(
加固,深度深于渗水点 。 坑底截砂导水,在 渗 , ,
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:责 任编辑 :张 凯兵:
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