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1、大型深基坑留坡挖土及坑中坑混凝土后浇施工工法（NT2J-04-2009）江苏*二建集团有限公司 第 页 共 11 页2大型深基坑留坡挖土及坑中坑混凝土后浇施工工法大型深基坑留坡挖土及坑中坑混凝土后浇施工工法江苏*二建集团有限公司1 1、前言、前言一直以来，大型深基坑的施工成本控制和安全成为开发商和施工单位的重点和难点，由于大型深基坑开挖深度和面积都较大，且都处于城市中心地段较多，因此基坑支护设计和施工单位都采用比较保守的支撑支护和栈桥取土的方法，并且大型深基坑一般在电梯井部位还需要再往下多挖 35 米，如果按照先施工较深部位底板再施工挖深浅的底板传统工艺流程，这样基坑施工不且周期长成本高而且基
2、坑暴露时间长施工风险大，很多设计院为了安全起见往往会加设一道支撑以控制基坑变形。本次施工工法采用了施工过程中的逆向思维，即利用深坑部位以外的底板先行施工作为基坑支护的一道支撑体系。在挖土方法上采用设置一条通向基坑内部的挖土通道，使挖机可以直接开到基坑内部进行挖土装车，这样在施工成本上节省了施工一道水平支撑的费用，而且坡道挖土速度快、效益高，更有利于基坑的施工速度，降低了深基坑施工的安全风险，对深基坑施工安全也有较大的帮助，具有一定的经济和社会效益。该工法作为施工综合应用技术已经在 2008 年 11 期建筑施工杂志作为优秀论文发表。2 2、工法特点、工法特点2.1 可以将整个基坑分为大小两个基
3、坑施工,先施工至基坑的大面积坑底标高，然后再施工坑中坑部分；2.2 基坑土方开挖先施工周边较浅部位，降低了一次性挖深较大、施工周期长、基坑暴露时间长的风险，由于周边底板先浇，可以更早地形成支护体系，深基坑施工安全得到了有力保障；2.3 采用留坡挖机可以挖土机直接装车，减少了坑内倒土的时间和机械台班；2.4 减少了底板一次浇筑混凝土的工程量，为按期完成底板提供了有力保障；2.5 深基坑深坑部位底板后浇在基坑支护角度考虑能节省一道水平支撑。即利用深坑部位以外的基础底板施工至支护结构外墙作为一道水平支撑；2.6 深坑部位底板后浇，可以加快施工进度，直接节省了一道水平支撑的施工和拆除时间。3 3、适用
4、范围、适用范围适宜本工法的工程对象主要为开挖深度大于 10 米，支护结构采用水平支撑而且工期较紧、周边管线建筑物较多安全要求高、有条件设置留坡坡度（1：10）的一级以上基坑工程。特别适用于电梯井设置在基坑中间部位而且电梯井部位又比周边基坑部位土方开挖深多于 5 米以上的基坑工程的土方开挖及基坑施工。第 页 共 11 页34 4、工艺原理、工艺原理本施工工法是在大型深基坑施工时采用留坡挖土的土方挖运方法，当基坑土方挖到一定的深度（一般10 米后）采用设置一条土方车通行坡道一直通行到基坑底部进行装车取土，并通过深浅基坑施工先后顺序的调整，先施工深坑周边的底板（施工时设置一道特殊的底板后浇施工缝：将
5、施工缝设置成凹凸形，并在中间部位增设抗剪型钢和两道环绕一周的止水钢片，进行封闭抗渗设防，同时对施工缝的模板施工、施工缝表面的处理、施工缝混凝土养护、坑中坑混凝土浇筑等进行技术处理） ，利用该底板作为基坑支护的一道水平支撑，再利用塔吊等取土的办法施工坑中坑部位底板达到深基坑施工安全、优质高效、降低成本目的。5 5、施工工艺流程及操作要点、施工工艺流程及操作要点5.15.1 工艺流程工艺流程分层留坡进行土方开挖分块形成钢筋混凝土支 撑深井降水配合挖土钢筋绑扎，模板施工基坑监测配合坑中坑以外土方 开挖垫层验槽钢筋绑扎施工缝留设混凝土浇筑坑中坑以外底板混凝土 浇筑混凝土达到设计要求后（或达 70%）进
6、 行坑中坑部位土方开挖坑中坑部位垫层施工、 钢筋绑扎施工缝处理坑中坑混凝土浇筑第 页 共 11 页45.25.2 操作要点操作要点5.2.15.2.1 技术准备技术准备根据工程特点编制适合相应工程的基坑施工方案，主要包括挖土流向、留坡坡道设置和土方车运行交通组织及土方车坡道的加固处理等，同时结合坑中坑的布置确定坑中坑混凝土后浇后土方的运输方法以及施工缝留设的部位及特殊处理等，并请相应的专家对方案的可行性进行论证。经过专家评审合格后方可进行基坑施工。5.2.25.2.2 施工机械布置施工机械布置土方开挖时挖机不易布置过多，一般以一台挖土机能够周转装土，两台挖机负责留坡和土方的开挖为宜，5.2.3
7、5.2.3 土方开挖原则土方开挖原则土方开挖必须在顶圈梁强度达到设计强度后方可进行。挖土前必须进行充足时间的预降水，将水位降低至开挖面以下 0.5m。基坑开挖严格按照“时空效应”理论分层、分段、分块开挖，且要求做到先撑后挖。挖土时每皮土体原则上不宜大于 3 米。挖土机械的通道设置、挖土顺序、土方驳运、土方堆载等都应避免引起对围护结构、工程桩、支撑立柱和周围环境的不良影响。土方开挖应在降水及坑内加固达到要求后进行，挖土操作应分层分段分皮，对个别一次挖土超过 3 米的需阶梯式开挖，阶梯至少宽 6 米。坑底应保留 200-300 毫米厚土人工挖除平整，并防止坑底土扰动。垫层随挖随浇，即垫层必须在见底
8、后 24 小时内浇完。5.35.3 首层土方开挖首层土方开挖首层土方开挖为盆式开挖，直接从自然地坪挖至第一道支撑底标高。为加快施工进度，根据施工现场实际情况将基坑分为东西两块同时平行挖土向中间栈桥部位运土，并同步施工边坡部位喷锚。当开挖到第一道支撑标高，便自东西方向向中间施工第一道支撑，最后自南向北施工支撑栈桥。东西两块施工时则采取自南北方向同时向中间集中开挖的形式。施工流向见图 1。5.45.4 第二层土方开挖第二层土方开挖第二层土方开挖为留坡开挖，采用在东西方向各设置一条挖土坡道，以中间栈桥为分界线按照开挖流向分层挖土至第二道支撑底标高，施工第二道混凝土支撑。此时靠近北侧挖土坡道下的第二道
9、支撑最后形成。第二层土方开挖的坡道留设和施工流向见图 2第 页 共 11 页5图图 1 1 首层土方开挖流向首层土方开挖流向 图图 2 2 第二层留坡挖土的坡道留设和开挖流向第二层留坡挖土的坡道留设和开挖流向5.55.5 第三层土方开挖第三层土方开挖第三层土方开挖为采用在中间栈桥左侧设置一条混凝土土方坡道，汽车直接开入坑内装土的方法。此时第二道支撑已全部形成，靠近坡道部位支撑上需要回填土放才能形成坡道，由于汽车坡道下侧的土方为回填土，容易产生滑坡，因此需要对坡道下放的土体采取了加固措施，加固措施为对拉土钉。土钉采用钢管 483.0 1200，有效长度 69m，结合钢筋网和 C20 喷射混凝土护
10、坡。该阶段的施工流向平面见图 3，留坡挖土的剖面示意见图 4。图 5 是当时开挖施工的现场施工照片。图图 3 3 第三层留坡挖土的坡道留设和开挖流向第三层留坡挖土的坡道留设和开挖流向 图图 4 4 第三层留坡挖土的剖面示意图第三层留坡挖土的剖面示意图图图 5 5 第三层土方开挖的现场施工照片第三层土方开挖的现场施工照片5.65.6 留坡部位的土方开挖留坡部位的土方开挖最后的土方开挖为汽车坡道部位土方挖运。当两边部位土方开挖到基坑的大面积坑底标高时，即开始进行汽车坡道部位的土方开挖。此时坡道采取边挖便拆除的方法，坡道面层混凝土采取镐头机破碎，采第 页 共 11 页6用一台 1m3 挖土机边挖边退
11、至北侧基坑边，坑边剩余土方因深度较大，采用 1m3 挖土机已无法继续取土，便更换一台加长臂挖土机停靠在北侧栈桥部位取土，直至全部土方挖运完毕（图 6） 。5.75.7 坑中坑土方开挖坑中坑土方开挖最后的土方开挖为坑中坑部位土方挖运。为确保基坑稳定，坑中坑的土方要求在基坑大面积的底板施工后再进行开挖。因此，坑中坑开挖时其四周的底板已经施工完毕，而且坑中坑部位面积狭小，而从大面积底板面标高至坑中深坑底面标高高差较大，土方量较多，此时已无法采取留坡及栈桥挖土的形式，而采用塔吊配合小型挖土机挖土施工速度将大大减低。为此在留坡挖土阶段施工组织安排将该坑中坑部位土方往下多挖出 1.8m，以减少深坑挖土数量
12、，使最后剩留少部分土方。这样，采取塔吊配合小型挖土机取土大大缩短了工期。具体施工是这样的：采用 0.3m3 挖土机配合两个 1.2m3 的吊斗，用塔吊吊运至坑顶的运土车辆（图 7） 。此时需要采用汽车吊将约 5t 的小挖土机能顺利送到和吊出坑中坑。图图 6 6 留坡部位的土方开挖留坡部位的土方开挖 图图 7 7 坑中坑的土方开挖照片坑中坑的土方开挖照片5.85.8 坑中坑混凝土结构后浇施工坑中坑混凝土结构后浇施工5.8.15.8.1 坑中坑混凝土结构施工缝的设置坑中坑混凝土结构施工缝的设置如何在超厚的底板留设施工缝，对结构的安全和质量都是一大难题，在考虑施工缝的留设时必须以如何保证施工质量和便
13、于施工作为商讨的重点，为了解决施工缝留设的抗剪和抗渗要求，本工法在施工缝部位增设了一道长 4m 的型钢 3503501219，间距 1m，翼缘垂直放置。并在中间加设两道4004mm 环绕一周的止水钢片，进行封闭抗渗设防，同时将施工缝区域底板加厚 400mm。在高度方向设置两道凹凸锯齿形状的混凝土断面的施工缝，延长渗水路径和提高抗剪刚度。该施工缝的构造见图 8。5.8.25.8.2 坑中坑施工缝模板的施工坑中坑施工缝模板的施工如此厚的底板模板的强度、刚度及稳定性是保证混凝土浇筑质量的关键，必须对工程制定施工缝专项模板支撑方案，具体技术要点如下（图 9）： 一般部位的模板采用多层九夹板，对于 40
14、0mm 底板加厚部位，由于钢筋较密无法支模，采用三层免拆模体后浇带专用系钢丝网，外侧用 16100mm 钢筋加固。 模板的内侧设置一道 50mm 厚泡沫板 XPS 作为侧向底板混凝土的保温层；400mm 加厚部位外侧则用麻袋第 页 共 11 页7塞紧作为保温层。 背楞采钢管 2483.0，对拉螺杆 14450；竖向支撑立杆采用间距 450mm 的 L10010 角钢，内侧用钢筋焊接在工程桩主筋上拉接，该立柱兼为底板钢筋支架使用。 外侧用两根18 槽钢2000mm 同工程桩支撑牢固。 内侧采用三道 162000mm 钢筋与工程桩焊接拉锚；角部采用10 槽钢直接撑至两侧模板，以增加模板的整体刚度。
15、 抗剪型钢内侧采用 L10010 型钢作支撑，外侧采用脚手架做支撑。图图 8 8 坑中坑混凝土结构施工缝构造图坑中坑混凝土结构施工缝构造图 图图 9 9 坑中坑混凝土施工缝模板示意图坑中坑混凝土施工缝模板示意图5.8.35.8.3 坑中坑施工缝混凝土的养护措施坑中坑施工缝混凝土的养护措施超厚的混凝土底板属大体积混凝土，其养护方案经过计算采用了 3 层麻袋 2 层薄膜的养护方案，由于施工缝转角部位计算温度应力较大，所以该部位周围 4m 范围在采用 3 层麻袋两层薄膜的基础上再增加1 层麻袋和薄膜。施工缝的保温层施工开始时考虑模板内侧的 50mm 厚 XPS 泡沫板，当底板混凝土浇筑完毕后再在模板
16、外侧张挂 3 层麻袋，400mm 底板加厚部位也采用塞麻袋浇水保温养护。5.8.45.8.4 坑中坑施工缝表面的处理坑中坑施工缝表面的处理施工缝的表面处理待底板保温养护结束后进行，由于施工缝侧面采用多层夹板支模，混凝土浇捣后表面比较光滑，因此必须用人工进行表面的凿毛，特别是止水钢板和抗剪型钢部位的混凝土表面浮浆较多，在拆模后及时清理干净。混凝土凿毛后用高压水枪冲洗干净。在深坑部分后浇混凝土施工时用相同混凝土级配的水泥砂浆进行接浆。现场第 页 共 11 页8施工缝表面凿毛的情形见图 10。 图图 1010 后浇带混凝土表面凿毛施工后浇带混凝土表面凿毛施工5.8.55.8.5 坑中坑的混凝土浇筑坑中坑的混凝土浇筑由于大面积底板表面和深坑底
