CN110777807B - 复杂环境深基坑支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂环境深基坑支护施工方法，其包括以下步骤：a、止水帷幕坑底加固；b、施工围护桩土方开挖；c、支撑梁浇注安装；d、基坑开挖至设计坑底标高；e、底板浇筑；f、负二层楼板浇筑；g、换撑板带；h、拆除支撑；i、外墙与支护桩间回填密实；支撑梁浇注安装过程中，在塔楼范围的两侧分别浇注安装有一个主支撑梁，在塔楼范围的投影方向上安装一个与主支撑梁连接的临时支撑梁，主支撑梁截面大于临时支撑梁，在负二层楼板浇筑前，工作人员先行拆除塔楼投影方向上的临时支撑梁，同时对塔楼以及负二层楼板进行施工。本发明具有塔楼施工周期较短的效果。

Description

复杂环境深基坑支护施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑支护的技术领域，尤其是涉及一种复杂环境深基坑支护施工方法。

背景技术

基坑支护，为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。

目前，当场地地质条件较差，基坑形状不规则，坑底开挖深度较大且位于深厚的淤泥层中时，支撑梁在施工过程中，有时无法避开塔楼的位置，现有的基坑支护施工的方法为：a、止水帷幕坑底加固；b、施工围护桩土方开挖；c、支撑梁安装；d、基坑开挖到底；e、底板浇筑；f、负二层楼板浇筑；g、换撑板带；h、拆除支撑；i、回填。

但是，这个施工工序在拆除支撑后才会继续对塔楼进行施工，会严重延期塔楼的施工，造成塔楼施工周期较长，影响整个施工的进度。

发明内容

本发明的目的是提供一种塔楼施工周期较短的复杂环境深基坑支护施工方法。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种复杂环境深基坑支护施工方法，包括以下步骤：a、止水帷幕坑底加固；b、施工围护桩土方开挖；c、支撑梁浇注安装；d、基坑开挖至设计坑底标高；e、底板浇筑；f、负二层楼板浇筑；g、换撑板带；h、拆除支撑；i、外墙与支护桩间回填密实；

支撑梁浇注安装过程中，在塔楼范围的两侧分别浇注安装有一个主支撑梁，在塔楼范围的投影方向上安装一个与主支撑梁连接的临时支撑梁，主支撑梁截面大于临时支撑梁，在负二层楼板浇筑前，工作人员先行拆除塔楼投影方向上的临时支撑梁，同时对塔楼以及负二层楼板进行施工。

通过采用上述技术方案，在针对基坑形状不规则，坑底位于深厚的淤泥层中，支撑梁无法避开塔楼位置时，通过主支撑梁和临时支撑梁的设置，施工过程中，即起到支撑梁的作用，使工作人员在负二层楼板浇筑前即可以拆除位于塔楼投影方向上的临时支撑梁，避免了支撑梁对塔楼工期的影响，塔楼施工周期较短。

优选的，所述止水帷幕坑底加固工序中，工作人员采用φ650@450小直径三轴搅拌桩，密搭接在灌注桩外侧，套一打一，选用悬挂式止水止淤帷幕对坑底进行加固。

通过采用上述技术方案，当基坑开挖深度较大且坑底淤泥深厚时，传统的施工方案为：采用φ850@600的三轴搅拌桩，套一打一，将止水止淤层穿透砂层，止水帷幕深度较大，单根搅拌轴的单价较高，施工方案造价较高，采用φ650@450小直径三轴搅拌桩施工成本较低。

优选的，三轴搅拌桩施工工艺为：

a、施工前，做工艺性试桩，以确定各项目施工技术参数，其中包括：灰浆的水灰比、外渗剂的配方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力、料罐和送灰管的风压、输浆量等；

b、搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，三轴搅拌桩的桩径为650mm，水泥掺入比为16%，掺入至少260kg/m的泥浆；搅拌桩下沉速度控制在0.5m/min到1.0m/min之间，提升速度控制在1.0m/min到2.0m/min之间；喷浆压力保持在0.8MPA到1.5MPA之间，施工过程中采用流量泵控制输浆速度；

c、三轴搅拌桩水灰比控制在1.5到2.0之间，采用套接一孔法施工，桩中心距900mm；注浆泵的工作流量额定工作压力大于2.5MPA，且配置有计量装置；

d、水泥搅拌桩施工时，桩基对中就位，平面允许偏差为20mm，导向架的垂直度小于1/250，桩位偏差小于50mm，柱径偏差小于4%；

e、搅拌桩采用二搅二喷，喷浆第一次为水泥用量的70%，第二次为30%。搅拌头下沉时，开启压泵及气泵，搅拌头一边搅拌下沉，一边喷浆，桩底1m范围内进行复搅后，再进行提升喷浆。

通过采用上述技术方案，对地基进行处理，工作人员将水泥喷入土体并充分搅拌，与土质发生一系列的物理化学反应，使软土硬结而提高地基的强度。

优选的，所述三轴水泥搅拌桩应在设计开挖龄期采用钻芯法检测桩身完整性及其深度，并取样做抗压强度试验，单轴抗压强度试验的芯样直径大于80mm，检测的数量大于总桩数的1%，且大于等于6根。

通过采用上述技术方案，保证三轴水泥搅拌桩的稳定性，检测结果较为准确。

优选的，所述主支撑梁截面为2100mm*1200mm，所述临时支撑梁截面为1250mm*1200mm，所述主支撑梁的设计强度为C45，所述辅助支撑梁的设计强度为C30，保护层厚度为30mm，当主支撑梁与临时支撑梁的支撑强度达到设计强度的80%后，工作人员将基坑开挖至设计坑底标高，施工承台和垫层，按顺序施工地下室底板和侧墙，当底板传力带施工完毕并达到混凝土强度设计值后，拆除临时支撑梁。

通过采用上述技术方案，主支撑梁和临时支撑梁的支撑强度较为适用，支撑梁截面差的设置，方便工作人员对临时支撑梁进行拆除且强度稳定，当主支撑梁与临时支撑梁的支撑强度达到设计强度的80%后，基坑开挖，支撑梁的强度已适合基坑进行开挖，减少工作人员等待的时间，缩短施工周期。

优选的，外墙与支护桩间通过C25素砼和砂土回填密实，当楼板、外墙以及回填的素砼达到设计强度的80%后，拆除内支撑及钢构柱。

通过采用上述技术方案，当楼板、外墙以及回填的素砼达到设计强度的80%后，工作人员在拆除内支撑及钢构柱的过程中已不会对楼板、外墙以及回填的素砼进行破坏，减少工作人员等待的时间，缩短施工周期。

优选的，所述临时支撑梁伸入主支撑梁内，临时支撑梁伸入主支撑梁内的纵筋以及端节点锚固长度的均为35d，并设置有大于等于10d的直钩，中节节点锚固长度为锚入相邻支撑梁内35d，按照支撑梁交点中心开始计算，纵筋采用机械连接或焊接，d为纵筋的直径。

通过采用上述技术方案，使临时支撑梁与主支撑梁之间的连接强度较为适中，临时支撑梁不易在使用过程中发生力学破坏，且在拆除过程中，拆除方便。

优选的，所述施工过程中，灌注桩的桩顶混凝土终浇高程比设计高程高600mm，待基坑开挖到冠梁底时，凿掉桩顶多余部分作为冠梁实用，桩顶嵌入冠梁100mm，桩的主筋锚入冠梁的锚固长度大于等于35d。

通过采用上述技术方案，由于灌注桩在混凝土施工时，浮浆会上升，造成桩顶混凝土质量较差，影响施工质量，提高灌注桩的桩顶混凝土终浇高程，使设计标高内的灌注桩的施工质量的稳定。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

在针对基坑形状不规则，坑底位于深厚的淤泥层中，支撑梁无法避开塔楼位置时，通过主支撑梁和临时支撑梁的设置，施工过程中，即起到支撑梁的作用，使工作人员在负二层楼板浇筑前即可以拆除位于塔楼投影方向上的临时支撑梁，避免了支撑梁对塔楼工期的影响，塔楼施工周期较短。

附图说明

图1是本发明的基坑支护平面布置图。

图中，1、塔楼；2、主支撑梁；3、临时支撑梁；4、三轴搅拌桩。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明主要应用于一种如图1所示的2层地下室的工程中,具体为:该基坑周长约402m，面积约为9446.5m，开挖深度约11m,该场地地质条件极差,整个场地淤泥层厚度的达20m到25m,基坑开挖深度范围内全部为填土和淤泥层,由于基坑形状不规则,坑底位于深厚的淤泥层中,支撑梁无法避开塔楼1位置。

本发明公开了一种复杂环境深基坑支护施工方法，包括以下步骤：

a、止水帷幕坑底加固；工作人员采用φ650@450小直径三轴搅拌桩4，密搭接在灌注桩外侧，套一打一，选用悬挂式止水止淤帷幕对坑底进行加固；三轴搅拌桩4施工工艺为：施工前，做工艺性试桩，以确定各项目施工技术参数，其中包括：灰浆的水灰比、外渗剂的配方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力、料罐和送灰管的风压、输浆量等；搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，三轴搅拌桩4的桩径为650mm，水泥掺入比为16%，掺入至少260kg/m的泥浆；搅拌桩下沉速度控制在0.5m/min到1.0m/min之间，提升速度控制在1.0m/min到2.0m/min之间；喷浆压力保持在0.8MPA到1.5MPA之间，施工过程中采用流量泵控制输浆速度；

该基坑开挖深度大，坑底淤泥深厚，传统设计方案止水止淤层应穿透砂层，止水帷幕深度很大，其深度将要达到37m以上，传统做法一般φ850@600的三轴搅拌桩4，套一打一，造价高。单根三轴搅拌桩4的单价按130元/米计算，止水帷幕费用为：402/1.2*3*37*130=483万。

本发明采用的φ650@450小直径三轴搅拌桩4，套一打一，并且考虑了坑底加固的有利作用，选用悬挂式止水止淤帷幕，止水止淤帷幕仅14m，小直径三轴单价按80元/米计算，本发明的止水止淤方案的费用仅为：402/0.9*3*14*80=150万。节省工程造价333万！大幅节约了工程造价，又保证了基坑安全。

三轴搅拌桩4水灰比控制在1.5到2.0之间，采用套接一孔法施工，桩中心距900mm；注浆泵的工作流量额定工作压力大于2.5MPA，且配置有计量装置；水泥搅拌桩施工时，桩基对中就位，平面允许偏差为20mm，导向架的垂直度小于1/250，桩位偏差小于50mm，柱径偏差小于4%；搅拌桩采用二搅二喷，喷浆第一次为水泥用量的70%，第二次为30%。搅拌头下沉时，开启压泵及气泵，搅拌头一边搅拌下沉，一边喷浆，桩底1m范围内进行复搅后，再进行提升喷浆；采用φ650@450小直径三轴搅拌桩4，密搭接在灌注桩外侧，对地基进行防护，使部分软土硬结而提高地基的强度；三轴水泥搅拌桩应在设计开挖龄期采用钻芯法检测桩身完整性及其深度，并取样做抗压强度试验，单轴抗压强度试验的芯样直径大于80mm，检测的数量大于总桩数的1%，且大于等于6根，保证三轴水泥搅拌桩的稳定性，检测结果较为准确。

b、施工围护桩土方开挖；

c、支撑梁浇注安装；在塔楼1范围的两侧分别浇注安装有一个主支撑梁2，在塔楼1范围的投影方向上安装一个与主支撑梁2连接的临时支撑梁3，主支撑梁2截面大于临时支撑梁3；主支撑梁2截面为2100mm*1200mm，所述临时支撑梁3截面为1250mm*1200mm，所述主支撑梁2的设计强度为C45，所述辅助支撑梁的设计强度为C30，保护层厚度为30mm；临时支撑梁3伸入主支撑梁2内，临时支撑梁3伸入主支撑梁2内的纵筋以及端节点锚固长度的均为35d，并设置有大于等于10d的直钩，中节节点锚固长度为锚入相邻支撑梁内35d，按照支撑梁交点中心开始计算，纵筋采用机械连接或焊接，d为纵筋的直径；使临时支撑梁3与主支撑梁2之间的连接强度较为适中，临时支撑梁3不易在使用过程中发生力学破坏，且在拆除过程中，拆除方便。

d、基坑开挖至设计坑底标高；当主支撑梁2与临时支撑梁3的支撑强度达到设计强度的80%后，工作人员将基坑开挖至设计坑底标高。

e、底板浇筑；工作人员施工承台和垫层，按顺序施工地下室底板和侧墙。

f、对塔楼1以及负二层楼板浇筑；

g、换撑板带；

h、拆除支撑；当底板传力带施工完毕并达到混凝土强度设计值后，拆除临时支撑梁3。

i、外墙与支护桩间回填密实；外墙与支护桩间通过C25素砼和砂土回填密实，当楼板、外墙以及回填的素砼达到设计强度的80%后，拆除内支撑及钢构柱。

基坑内的水泥搅拌桩由现状地面开始施工，坑底以上部分为空桩，搅拌桩为应注意避开主体结构工程桩以及支撑立柱桩位。土方的开挖深度不得低于腰梁底面，距离基坑边15m范围内眼镜超挖和大锅底开挖。

施工过程中由于灌注桩在混凝土施工时，浮浆会上升，造成桩顶混凝土质量较差，影响施工质量，灌注桩的桩顶混凝土终浇高程比设计高程高600mm，待基坑开挖到冠梁底时，凿掉桩顶多余部分作为冠梁实用，桩顶嵌入冠梁100mm，桩的主筋锚入冠梁的锚固长度大于等于35d。

本发明使得塔楼1工期较短，为整个工程项目的总工期减少了时间，使得整个工程项目提前完成，提前投入使用。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：包括以下步骤：a、止水帷幕坑底加固；b、施工围护桩土方开挖；c、支撑梁浇注安装；d、基坑开挖至设计坑底标高；e、底板浇筑；f、底板传力带施工；g、拆除临时支撑；h、负二层楼板浇筑；i、外墙与支护桩间回填密实；支撑梁浇注安装过程中，在塔楼(1)范围的两侧分别浇注安装有一个主支撑梁(2)，在塔楼(1)范围的投影方向上安装一个与主支撑梁(2)连接的临时支撑梁(3)，主支撑梁(2)截面大于临时支撑梁(3)，在负二层楼板浇筑前，工作人员先行拆除塔楼(1)投影方向上的临时支撑梁(3)，然后对塔楼(1)以及负二层楼板进行施工；所述主支撑梁(2)截面为2100mm*1200mm，所述临时支撑梁(3)截面为1250mm*1200mm，所述主支撑梁(2)的设计强度为C45，所述辅助支撑梁的设计强度为C30，保护层厚度为30mm，当主支撑梁(2)与临时支撑梁(3)的支撑强度达到设计强度的80%后，工作人员将基坑开挖至设计坑底标高，施工承台和垫层，按顺序施工地下室底板和侧墙，当底板传力带施工完毕并达到混凝土强度设计值后，拆除临时支撑梁(3)；所述临时支撑梁(3)伸入主支撑梁(2)内，临时支撑梁(3)伸入主支撑梁(2)内的纵筋以及端节点锚固长度均为35d，并设置有大于等于10d的直钩，中节节点锚固长度为锚入相邻支撑梁内35d，按照支撑梁交点中心开始计算，纵筋采用机械连接或焊接，d为纵筋的直径。

2.根据权利要求1所述的复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：所述止水帷幕坑底加固工序中，工作人员采用φ650@450小直径三轴搅拌桩(4)，密搭接在灌注桩外侧，套一打一，选用悬挂式止水止淤帷幕对坑底进行加固。

3.根据权利要求2所述的复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：三轴搅拌桩(4)施工工艺为：a、施工前，做工艺性试桩，以确定各项目施工技术参数，其中包括：灰浆的水灰比、外掺剂的配方、搅拌机的转速和提升速度、灰浆泵的压力、料罐和送灰管的风压、输浆量；b、搅拌桩采用42.5普通硅酸盐水泥，三轴搅拌桩(4)的桩径为650mm，水泥掺入比为16%，掺入至少260kg/m的泥浆；搅拌桩下沉速度控制在0.5m/min到1.0m/min之间，提升速度控制在1.0m/min到2.0m/min之间；喷浆压力保持在0.8MPA到1.5MPA之间，施工过程中采用流量泵控制输浆速度；c、三轴搅拌桩(4)水灰比控制在1.5到2.0之间，采用套接一孔法施工，桩中心距900mm；注浆泵的工作流量额定工作压力大于2.5MPA，且配置有计量装置；d、水泥搅拌桩施工时，桩基对中就位，平面允许偏差为20mm，导向架的垂直度小于1/250，桩位偏差小于50mm，柱径偏差小于4%；e、搅拌桩采用二搅二喷，喷浆第一次为水泥用量的70%，第二次为30%；搅拌头下沉时，开启压泵及气泵，搅拌头一边搅拌下沉，一边喷浆，桩底1m范围内进行复搅后，再进行提升喷浆。

4.根据权利要求2所述的复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：所述三轴搅拌桩应在设计开挖龄期采用钻芯法检测桩身完整性及其深度，并取样做抗压强度试验，单轴抗压强度试验的芯样直径大于80mm，检测的数量大于总桩数的1%，且大于等于6根。

5.根据权利要求1所述的复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：外墙与支护桩间通过C25素砼和砂土回填密实，当楼板、外墙以及回填的素砼达到设计强度的80%后，拆除主支撑梁(2)及钢构柱。

6.根据权利要求1所述的复杂环境深基坑支护施工方法，其特征在于：施工过程中，灌注桩的桩顶混凝土终浇高程比设计高程高600mm，待基坑开挖到冠梁底时，凿掉桩顶多余部分作为冠梁使用，桩顶嵌入冠梁100mm，桩的主筋锚入冠梁的锚固长度大于等于35d。

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