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1、第二期 施工技术论文集 总师办在老城厢地区进行超大型深基坑工程的施工控制技术摘要：老城区一般多为旧房密集、地质条件复杂、地下管线老化地区，新建工程施工难度极大，深大基坑尤甚。结合工程实例，针对上海英皇明星城超大型深基坑工程的施工特点和难点，精心设计、精心组织，协调好基坑与地下结构施工在时间、空间上的界面关系，协调好现场内外的组织管理和统筹，有效地运用”时空效应”和多种地下工程技术、信息化手段，确保了基坑工程施工期间周围邻近建筑物、地下管线、交 通设施等的安全和正常运行。关键词：基坑工程 围护结构 土方开挖 微差爆破 施工控制摘自：建筑施工.2008.第五期1 工程概况上海英皇明星城工程位于上海
2、老城隆庙所在的老城厢地区，基地为俗称”老马路”的候家路和吴家弄路所环绕。本工程为集商业、酒店、娱乐为一体的综合性建筑，也是老城改造的标志性工程，总建筑面积达11.8万m2 。2 基坑工程的特点及施工难点2.1 周围环境和地质条件复杂本工程基坑周围旧房密集，离基坑最近的12 层民房不足8m，还有众多的地下管线，环境保护要求相当严格。该场地工程地质条件也较复杂，表层杂填土厚度较大，且有较大范围的地下障碍物，基坑开挖深度内普遍分布有粘性和砂性重、透水性较强的土层，是基础渗漏和流砂、塌方埋泵的多发地区。2.2 基坑工程相对规模大、安全与稳定风险较大本工程设有三层地下室，相当于占地1.8万m2，而基坑面
3、积约占1.6 万m2，开挖深度达13.3m，土方量约21万m2 , 属超大型深基坑工程。2.3 施工场地狭小，施工进度紧，施工组织难度高场外交通主干道河南南路白天往来车流量大，交通拥挤；且规划中拟建的地铁10号线隧道离基坑净距离约20m，为确保两工程安全，必须加快施工进度，力争在时间上与地铁施工错开。3 基坑围护的设计和优化3.1 基坑围护设计方案本工程基坑围护止水帷幕采取3650 mm 深层搅拌桩，桩长20m ，轴间距450 mm ，互相搭接200 mm ，幅与幅间搭接650 mm ，水泥掺量20 % ，水灰比1.7。挡土结构采取钻孔灌注排桩加三道钢筋混凝土水平内撑的方案，围护灌注桩桩径10
4、50 mm、1100 mm ，桩长2729m；三道支撑厚度均为800 mm，中心标高分别为1.700m 、5 . 900m 、10.100m，在第一道支撑上设栈桥，支撑立柱采用钻孔灌注桩内插480 mm x 480 mm 钢格构柱，钢格构柱插入灌注桩混凝土3m 。详见图1、图2。为保安全，基坑内局部再采取2700 mm深层搅拌桩进行被动土压力加固，桩中心距1000 mm500mm；坑底上7.15m，水泥掺量8 %，坑下4m ，水泥掺量13 % ，水灰比0.5.3.2 基坑围护的设计优化措施本工程基坑围护设计方案在上海市建设和管理管理委员会科技委技术评审的基础上，再根据专家的建议，经各方进一步分
5、析研究，采取了如下的优化措施：（1）基坑内第层淤泥质粘土夹砂质粉土层，渗透系数达310-4cm/ s，坑底第层淤泥质粘土层夹薄层粘砂，渗透系数也在1.010-5cm/s,为提高止水帷幕的性能，将原设计的双轴深层搅拌桩墙，改为采用三轴650mm深层搅拌桩。（2）完善内支撑体系的竖向布置和平面布置，适当提高第一道支撑的标高至-1.70m，以减少小围护墙初始变形；调整和加强第一道支撑作施工栈桥和出土平台的结构强度和刚度，并扩大栈桥长度。4 主要施工工艺与关键控制措施4.1 深层搅拌桩根据施工图纸放出的围护内外边线，采用一台挖机开挖沟宽0.85m、深1.2m左右的沟槽，配合一台镐头机清除得下障碍物，沟
6、槽余土及时处理或即进行现场平整消化，确保搅拌桩正常施工。施工顺序采用跳槽式双全复搅连接幅与幅间搭接650mm，施工方式如下图3：开钻前做好水泥制浆的技术交底工作，采用P32.5普通硅酸盐水泥。掺入比为20%，水泥浆水灰比为1.70，水泥浆密度1.50t/m3，供浆流量300320L/min。注浆量以每钻的加固体积进行换算，注浆压力为1.5MPa2.5MPa。机械安装调试完毕后由班长统一指挥，开启动力电机，在下沉和提升过程中均应注入水泥浆，以控制下沉和提升速度。根据设计和有关技术要求下沉速度不得大于1.2m/min，提升速度不大于1.5m/min，在柱底部位应适当持续搅拌注浆，做好每次的成桩记录
7、。搅拌桩按照桩位施工顺序依次施工，相互搭接桩位亦应在12h内完成，以避免形成施工冷缝。在最后一幅闭合时或在施工过程中遇到意外情况出现冷缝后，采取施工缝外补打一幅三轴桩，中间注浆。（关键点控制见表1 )表1 深层搅拌桩成桩质量控制工序名称控制类别主要控制措施施工方案审核控制点审核方案是否完整、正确、合理、可行，审批手续是否齐全完整。主要设备审核控制点钻机出厂合格证、年检资料、维护保养记录；压力表标定证书真空泵是否完好。主要材料审核控制点审核材料质保资料，现场检查材料外观质量见证取样。桩位放线检查点桩位放线要准确，施工顺序的安排应尽贵减少对基坑围护结构及周围环境的影响。钻机设备就位检查点钻机机座应
8、水平，机架应垂直，运转正常，且应配置流量计。成桩参数控制点正式成桩前应进行试桩，以确定提升速度，喷浆量等施工参数。成桩深度控制点下钻如有障碍，应跳开查明原因，清除障碍或采取其它措施施工，保证成桩深度。水泥泉控制点控制水灰比，成桩速度、浓度等，保证单桩水泥用量及水泥消耗总量。取芯试验控制点对已完成桩，应按规范要求的频率进行取芯试验。4.2 围护钻孔灌注桩围护排桩采取1、3、5 再2、4 的顺序隔桩施工，共配备6台桩机，分段施工。工程桩施工前应按设计的要求进行试桩，工程桩施工共配备14 台桩机，按从北到南、从东到西的顺序分片施工，群桩跳开4 倍桩径施工，当间距不到4 倍桩径时，应待邻桩混凝土浇筑3
9、6h后才能钻孔。支撑的钢格构柱安装就位工作则配备了两台25t 汽车吊。根据本工程的特点和设计要求，选用适宜本工程施工的GPS10、GPS20 型钻机，进行正循环成孔钻进。钻头直径应等于设计桩径，钻头设保径装置，施工中要经常检查钻头尺寸，发现磨损过大应及时修复、更换。（关键点控制见表2 )表2 钻孔灌注桩成桩质量控制工序名称控制类别主要检查、控制内容施工准备阶 段主要设奋审核控制点审核设备检查证明及其他质保资料，现场检查设备组装、钻头直径、钻杆长度及运行情况。主要材料审核控制点审核材料质保资料，现场检查材料外现质量见证取样。施工方案审核控制点审核方案是否完整、正确、合理、可行，审批手续是否齐全完
10、整。试成孔停止点检查孔深、孔径，泥浆比重，是否塌孔。成孔阶段测量放线停止点在承包商放样复核后，监理方根据桩位平面图分区城进行复核。钻机就位检查点桩位护筒中心二次复浏，固定钻机道轨平整，调整钻机水平转盘中心对准护筒中心，钻机转盘水平度要用尺检查。钻深、孔径、垂直度检查点钻杆长度、控制上余、确保钻头直径、测井复核、检查钻机水平。泥浆性能检查点检查泥浆比重、粘度是否符合设计及方案要求。清孔停止点成孔完整后督促承包商首次清孔，测绳检查孔深沉渣厚度，复查合格后下钢筋笼进行二次清孔。钢筋笼制作与安装原材料控制控制点钢筋加工前要检查其质保资料，并经过复试合格后方可使用。钢筋加工安装（焊接）检查点检查钢筋加工
11、是否满足设计及方案要求，上下节钢筋笼焊接时应对准，保持垂直，并仔细检查接笼时焊接质量。钢筋笼验收停止点检查钢筋规格、间距及焊接接头质量是否符合设计及方案要求部分桩布有注浆管，检查注浆管焊接质量，防止注浆管堵塞。钢筋笼吊装检查点检查钢筋笼吊装是否垂直下放，钢筋笼吊装应双点起吊，保持笼轴线重合，由专人指挥吊机下放，控制钢筋笼下放速度，不可强行下放，钢筋笼下放后应固定。钢筋笼焊接注浆管安装检查点检查钢筋搭接长度、钢筋保护层垫块设置，注浆管设置及安装质量。混凝土浇注下导管检查点导管密封性检查，导管置于钢筋中央（经常调换损坏的密封圈）。原材料控制控制点控制混凝土配合比、坍落度、粗细骨料及外加剂，配合比强
12、度应提高一级。混凝土浇筑前控制点确保第二次清孔结束到灌注混凝土时间间隔不得大于3min，若超过时必须重新清孔，直到符合要求。混凝土浇筑控制点第一斗混凝土必须满足初灌量后方可下灌，下灌时注意导管下拔速度检查导管在混凝土中的埋入深度是否符合要求，拢导管最小埋深应大于2m，卸管时须测量混凝土面高度，以控制卸管节数，一次拆管不得超过5m。 测量混凝土坍落度，旁站浇捣全过程并留试块。每根桩混凝土灌注结束后应检查混凝土的实际灌注量，充盈系数要求大于1，混凝土顶标高须符合设计要求。混凝土浇筑控制点钻孔孔洞用土回镇，督促承包商根据设计要来进行桩的承裁力试脸和桩身质量检验。钻孔灌注桩全部完成后，应进行动测试验，
13、以判断桩基合格与否，动测报告未出之前不可验收。单桩承裁力试验按设计要求进行，如达不到设计承载力，应进行原因分析，并由设计提出加固措施，监理督促施工单位执行。4.3 基坑降水基坑四周采用深搅拌桩全封闭止水帷幕，目的主要是考虑坑内降水。由于基坑上部土层的含水量较大，渗透性差，在抽水过程中靠地下水的高差（重力作用）要在短期内将地下水水位降低到设计要求是比较困难的，因此，在井内用潜水泵抽水同时，辅以真空井结合降水，以加快地下水的径流速度，疏干土层的含水。根据我们的降水施工经验，在上海地区第层以上的以粘性土为主的潜水含水层的特性，单井有效抽水面积一般为150m2250 m2，本次取235 m2。当68口
14、降水井全部抽水时，约20d后能将基坑内的地下水降低到基坑底下lm 。（关键点控制见表3 )表3 深坑降水成效控制工序名称控制类别主要控制措施施工组织设计控制点是否经总工或技术部门审批；是否完整、正确、合理、可行；质量及安全保证体系是否完备。主要设备审核控制点钻机出厂合格证、年检资料、维护保养记录；压力表标定证书真空泵是否完好。主要材料审核检查点井点管外观检查、过滤沙砾料质量检查。井点定位检查点井点定位复核检查。挖沟槽检查点沟槽位置、深度检查，是否有地下障碍并彻底清除。高压泵安装检查点检查高压泵安装、进出管路敷设质量、电源及开关。冲孔沉放井管检查点孔径不得小于400mm，孔深应比滤管底深1m以上
15、，支管间距23m，一台真空泵带动井点支管30根，孔内水清方可沉管。填沙砾滤料检查点填沙砾料，灌填量比设计值不得5%，地面以下1m用粘性土封口保证真空度，清水洗井同时穿插沉放水位监测孔管。机组总管安装检查点检查机组安装是否正确，与循环水箱及排水总管连接渗漏。试抽水控制点真空泵真空度60KPa，监测各管路接头是否严密，浑水不得进入循环水箱；试抽水两天后，再用清水更换循环水，以后应定期更换，使工作水清洁，保证设备正常运行。运行情况检查点做好每班井点降水运行记录，即水泵真空度，压力表读数，出水流量及设备运行情况等；检查发现死井点影响降水效果时，应及时更换，确保降水质量；检查水位监测孔管是否有效，如有问题，应及时补设；按规定时间认真进行水位监测，做好记录，基坑外水位比原地下水位下降深度不得大于0.5m，凡超过此值
