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1、上海宝钢工程建设总公司Shanghai Baosteel Engg.& Construction Corp. 上海银七星室内滑雪场裙楼改建工程深基坑单道支撑施工技术张平 陈波 （上海宝钢工程建设总公司，上海，201900 ）摘 要：介绍了上海银七星室内滑雪场裙楼改建工程大型基坑深基础单道支撑施工技术，该工程采用大开挖的施工办法，综合运用了单道支撑结合格构柱、深层搅拌桩结合刚性垫层、大体积砼浇筑等施工技术，并结合全过程的信息化监测，保证了施工期间的安全，取得了大型深基坑单道支撑施工的成功。关键词：单道支撑，格构柱，监测作者：张平（1981-），男，江苏盐城人，学士；陈波（1978-），男，上海南
2、汇人，工程师One sustentation of the pit technologies of Shanghai YinQiXing indoor skiing site1 引 言单道钢筋混凝土支撑的围护形式是近年来建筑界深基坑施工所关注和研究的重要课题，深基坑单道支撑施工能有效的降低工程造价，缩短施工周期，符合建设节约型社会的要求。现今，越来越多的基坑工程采用了单道钢筋混凝土围护支撑施工。银七星室内滑雪场裙楼改建工程为上海大顺北海道滑雪有限公司投资兴建的大型商务、办公建筑，总建筑面积 97196 平方米，其建筑层数分别为裙楼 5层和南楼 27 层、北楼 26 层。主楼及裙房均设 2 层地
3、下室，地下室互相连通，地下一层层高 3.6m，地下二层层高 3.15m。本工程地下室采用顺作法施工，桩基采用预应力混凝土管桩，工程桩共 577 根，桩长 2229 米，基坑挖深为 8.3 米，支撑体系采用一道钢筋混凝土支撑，立柱桩采用 650 钻孔灌注桩，桩顶 3.0m 扩径至 800，内插 450450 角钢格构柱。本工程土方采用分层开挖施工方案，混凝土钻孔灌注桩围护挡土，深层搅拌桩帷幕止水，一道钢筋混凝土支撑作为基坑内支撑。在车库出口处采用 600H型钢支撑作临时支撑，本工程土方量约 9.5 万立方米。为了减少围护在施工过程中的变形，在钻孔灌注桩外侧采用了深层搅拌桩配合，基坑底部垫层和围护
4、桩直接相连，垫层采用刚性垫层。2 施工技术难点根据银七星滑雪场裙楼改建工程的特点及所处的位置，该工程施工具有二大难点：基坑面积大、工期紧。（1）地质条件较复杂。现场存在大面积的暗浜，对基坑的开挖施工都带来了一定的难度。（2）本工程围护仅采用一道支撑的围护形式，故对格构柱的平面精确度以及支撑梁的技术要求都比较高。（3）本工程地下部分施工时，格构柱的不均匀沉降控制也是本工程实施过程关键技术之一。（4）本工程西侧为滑雪场现有建筑，离基坑仅有 7.8 米距离，因此基坑开挖期间对其保护显得至关重要。（5）本工程底板混凝土为大体积混凝土，最大边距为 105m83m，需采取必要的措施来控制底板可能出现的裂缝
5、。（6）本工程基坑面积达 8715m2，属大面积的深基坑，取土量达 9.5 万 m3，必须加强周边环境的观察，实施信息化施工，与挖土时的“时空效应”紧密相结合，最大限度地减小基坑的变形是施工的一个关键技术。3 单道围护支撑措施 3.1 围护体系：基坑西侧采用 9001100 的钻孔灌注桩，其余几侧采用 8501050 的钻孔灌注桩，桩身混凝土强度等级 C30（水下） ，有效桩长 15.019.5m 。场地西侧钻孔灌注桩施工至自然地面下 30cm，顶设1000300 钢筋混凝土压顶梁，相对标高-2.55m 处设置 1200800mm 钢筋混凝土圈梁，其余几侧钻孔灌注桩施工至相对标高-2.95m
6、处，上做 1200800mm钢筋混凝土圈梁，并与场地西侧圈梁相连。灌注桩外侧采用双排（局部 3 排）两轴搅拌桩 7001000 作为止水帷幕，搅拌桩施工至自然地面，有效桩长一般为 15m，局部 3 排处最外排为 5m，搅拌桩顶插16m 长 483.0 焊管。搅拌桩采用 P32.5 级普硅水泥，水泥掺入量 13%（暗浜区域增加至 18%，三喷四搅） ，水灰比 0.55；搅拌桩 28d 无侧限抗压强度不低于 0.8MPa。 （详见图一）3.2 坑底加固基坑西侧内部采用 27001000 两轴水泥土搅拌桩进行裙边式暗墩加固，暗墩宽度 5.2m，暗墩深度基坑底面以下 4m（水泥掺入量 13%） ，以上
7、5m（水泥掺入量 8%） 。基坑西侧钻孔灌注桩与两轴搅拌桩间采用压密注浆，注浆间距一般为 1100mm，注浆深度至搅拌桩底。 （详见图一）（图一）3.3 电梯井处理对电梯井、集水井等落低区采用 2 排双轴搅拌桩7001000 重力坝围护以保证该落深区的安全，减小对周围建筑物、管线的影响，以保证整个基坑的稳定。3.4 支撑本基坑地下二层，拟采用一道支撑，支撑采用钢筋混凝土支撑。混凝土支撑刚度大，可较好的控制变形，确保周边建（构）筑物的安全。3.5 立柱立柱桩采用 650 钻孔灌注桩，桩顶 3.0m 扩径至 800，内插 450450 角钢格构柱（采用 4 根 9m长 L14014010 角钢及若
8、干扁铁焊接） 。型钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。4 关键施工技术措施4.1 施工顺序按水泥土搅拌桩钻孔灌注桩坑内加固圈梁、支撑降水挖土的顺序进行施工。4.2 两轴水泥土搅拌桩：（1）采用的普硅水泥应新鲜、干燥，无结块现象。（2）桩位定位偏差不超过 5cm，桩径偏差不超过2cm；垂直度偏差不超过 1。（3）相邻桩施工时间间隔不得超过 12 小时。（4）深搅桩施工采用二喷三搅的施工工艺(上、下三次，其中第一、第二次提升时喷浆)，暗浜区增加一次喷搅，喷浆提升速度不大于 0.5m/min。（5）应设专人对每根桩的水泥掺量、搅拌情况和施工情况做详细的记录。（6）在水泥土搅拌桩施工时会产生一定的
9、挤土现象，施工时应对周围建筑物、道路、管线进行监测，并根据监测结果控制施工速度，并合理安排施工流程，防止对临近地下管线及建筑物的影响。 （详见图二）4.3 注浆（1）基坑西侧钻孔灌注桩与搅拌桩间进行压密注浆。（2）压密注浆采用新鲜 P32.5 级普硅水泥，浆液的注入率为 20，水灰比为 0.5。浆液配比：水泥：粉煤灰：水玻璃1:0.5:0.04；粉煤灰为细度大于 200目磨细粉煤灰。 注浆孔间距一般为 1100mm，拔管高度 0.33m，注浆顺序采用跳孔间隔注浆。注浆深度至相邻搅拌桩底。 （详见图二）4.4 压顶梁、圈梁与支撑（1）压顶梁、圈梁、支撑与联系杆混凝土强度等级均为 C30；钢筋保护
10、层厚度上面及左右面为35mm，下面为 50mm。压顶梁尺寸为 1000300，圈梁尺寸为 1200800，支撑尺寸为 900800 及800800，联系杆尺寸为 600800，翼角 500mm。（2）圈梁主筋相互锚入 1000mm，支撑主筋锚入圈梁或支撑 800mm，联系杆主筋锚入圈梁或支撑 600mm。（3） 基坑西侧压顶梁与圈梁间用 251100 吊筋相连，支撑、联系杆需开槽施工。 （详见图二）4.5 降水施工要求（1）基坑内均采用深井结合轻型井点进行降水，降水施工应于开挖前 30 天左右进行，降水方案需征得设计同意。降水方案应结合支撑施工以及土方开挖进行，并视水位监测情况对方案进行适当调
11、整。（2）基坑开挖前基坑内地下水位须降至坑底以下2.0m 左右，同时保证基坑超挖处的水位也降至坑底0.5m 以下。（3）深井降水孔深宜为 16m，成孔直径 700mm，井管直径 325mm，侧边应对主要控制对象一侧设置水位观测孔。（4）为提高降水效率，自然地面下 3m 采用光管，其下为 11m 长滤水管，最下 2m 为沉淀管，滤水管及沉淀管周围回填洁净粗砂（含泥量小于 2）作为过滤层，光管周围用粘土球封孔。（5）浅层土体采用轻型井点降水进行疏干，总管设于支撑平面。（图二）4.6 土方施工要求（1）支撑体系完全形成并且混凝土围檩、支撑及围护桩须达到养护要求后方可开挖。严格按照分块、对称、平衡、限
12、时的开挖要求，单块施工时间严格控制在 8 小时内，开挖后立即浇筑垫层。（2）土方开挖工程应分层、分段开挖，分块位置需做放坡处理，坡比宜为 1：1.2。（3）施工中严防机具等碰撞损坏围檩、支撑、立柱及降水设施，机械进出口通道处，应事先在基坑护壁附近铺设路基箱或混凝土板以保护围护结构。（4） 开挖至坑底 30cm 处，采用人工挖土，严禁超挖。大面积基坑开挖到标高后，及时完成垫层浇注(8 小时内完成)，然后开挖局部深坑。（5）垫层应与围护桩直接相连。西侧土方开挖应分开跳挖，沿基坑边坑底暴露宽度不宜大于 15m，开挖到底后应及时浇筑垫层（坑边 9m 范围内采用配筋垫层 10300 双向）挖土深度及平面
13、工况（详见图三）图（三）4.7 拆撑、换撑（1）底板、中楼板以及传力带达到设计强度的80后，方可进行换撑、拆撑。（2）基坑西、北两侧底板直接浇注至围护结构，东、南两侧底板传力带厚度 300mm，C30 素混凝土；中楼板传力带厚度 200mm，C30 钢筋混凝土，长度3m，间隔 1m，传力带顶面与中楼板顶面同标高，并与中楼板同时施工，配筋同中楼板配筋。（3）换撑板带必须与围护桩有可靠连接，中楼板局部缺失部位设置临时钢支撑。5 计算5.1 计算结果支撑系统变形及内力最大变形mm最大轴力kN最大弯矩kN*m最大剪力kN圈梁 14 4968.4 2714.1 1537.9支撑 12.7 5634.6围
14、护结构弯矩、变形及稳定性剖面号 1-1 2-2 5-5 6-6开挖深度 m 8.30 8.30 7.90 7.60最大变形 mm 29.6 30.6 30.7 31.1最大弯矩kNm/m1190 1070.7 1056.7 936.0整体稳定安 1.68 1.98 1.77 1.71 全系数墙底抗隆起 3.56 3.56 3.36 3.42坑底抗隆起 2.06 2.38 2.14 2.05抗倾覆 2.10 2.41 2.06 1.72桩径及间距 900110090011008501050 8501050支撑轴力 kN 288.4 274.9 287.4 289.35.2 立柱桩及格构柱承载力稳
15、定性计算立柱桩采用钻孔灌注桩，直径 850，桩长 12m，桩端为 1 粉质粘土夹砂层，计算时参考土性相对较差的 C7。（1）单桩承载力设计值psidfAflUR/23.4085(6.2.7035)1.680.5/1.6=720KN单根立柱荷载设计值（以角部最重处为例） 21.(9.)4NkN承载力满足要求！（2）立柱格构柱验算立柱格构柱 4L14014，缀板 20040010650单肢角钢 面积 A37.57cm2 ， 2.75cm，vi689cm4， 3.98cmxI0y柱边长为 45cm格构柱 A310.28cm2 ， 107293.9cm4xI格构柱回转半径 = 18.60cm)/(ix格构柱细长比 035.2l单肢细长比 61761208.4x稳定系数 9/()/(.)4.5NAMPa单肢稳定性 且 40，满足！2503max16 施工监控本工程地下二层，基坑面积达 8715m2，监控项目有：围护灌注桩水平、垂直位移监测、支撑轴力测量、坑外地下水位监测孔、立柱沉降监测、基坑坑底隆起测量等。主要监测结果：围护桩：桩顶位移最大 29mm，桩顶沉降最大12mm；立柱桩：差异最大 7mm;地下坑外水位:下降最大 0.5m;周边建筑物沉降:西侧滑道最大 30mm。通过合理有效的监测,掌握基坑及变形规律,通过数据分析施工对环境的影响,从而合理的制定出了施工方案。7 实施效果在大
