软土基坑斜栈桥结合码头式挖土施工技术
贺文学华锦耀
(1.中科建设开发总公司浙江宁波315192;2华丰建设股份有限公司浙江宁波315040)
[摘要]软土地基中某基坑采用围护桩墙结合多道水平支撑在支撑中设置料栈桥和施工码头供运土汽车和长臂桥及施工码头通过立柱桩、梁板及垂直剪刀撑组合成统一的承重体系介绍了该基坑工程斜栈桥和施工码头的设 反铲挖机行驶作业对基坑挖土施工及地下室结构施工会产生综合效益最大化效应-关键技术是支撑结构与斜栈计原理、施工工艺流程、施工操作要点及质量安全描施.
[关键词】基坑:斜栈桥:施工码头:挖土施工
[中图分类号】TU753.1 【文献标识码】A
[文章编号 】1002-8498{2010} 09-0072-03
Excavation Technology of Inclined Trestle Compoundingwith ConstructionDock inSoftSoil Foundation
He Wenxue' Hua Jinyao²
( 1. Zhongle Constraction and Derelapmesr Geseral Co. Ningbo Zhejiang 315192 Chine; 2. Huafeng Constraetion Co. Lad. Ningbo Zhejiong315040 China)
Abstract: Pilewall pounding with multi-horizontal supports is adopted in some soft soil foundation.backhoe excavators lo produce the larges prehensive benefits in excavation and construction of Inclined trestle and construction dock are designed as passage of soil moving vehicle and long armbasement. In the construction a uniform bearing system is formed through connection of vertical column-piles beams floors and vertical bridging which consists of support structure inclined trestle andconstruetion dack. In this paper design principle construetion proces key operation points and quality -safety measures of the inclined trestle and construction dock are introduced.
Key words: foundation excavation inclined trestle; construction dock; excavation construction
结合多道水平支撑的支护结构:当这种超深大型基坑道水平内支撑支护在对撑中设置斜栈桥及施工码头. 的平面尺寸不足以设置运土坡道,即自卸运土汽车无法采用土坡道下至坑底装土或只能下至基坑深度的一部分处装土此时利用基坑支护结构中的支撑(常用对撑)设置斜栈桥供自卸运土汽车下至对撑边剩的施工 码头装运土方,同时长臂反铲挖机停在施工码头上传送坑底部由一般常用反铲挖机驳运过来的土方,或施工码头衔接坑内土坡道运土.施工码头由立柱桩、框架梁、平台板组成,并且和对撑连为整体施工码头可根据挖土需要设置于第2道支撑或更低支撑上,斜栈 桥设置于四肢式对撑或角撑的中央,由立柱桩、框架梁、斜栈桥梁板及竖向剪刀撑组成.采用此方法施工,可使基坑工程产生综合效益最大化效应.
软土地基中的超深大型基坑,往往采用围护桩墙(见图1)基坑挖深17-20m,采用地下连续墙结合3土层物理力学参数如表1所示.
2斜栈桥与施工码头设计原理
2.1斜栈桥与支撑结构结合形成统一承重体系
可取消第1道支撑中垂直于主对撑杆的部分辅撑杆, 斜栈桥设置于四肢桁架式对撑(或角撑)的中央,巧妙地解决了运土车辆的净空要求.利用对撑结构的立柱桩和部分对撑杆件,仅附设桥面梁板及剪刀撑等形成栈桥结构.斜栈桥和支撑结合为统一的承重结 构既解决了斜栈桥行驶运土汽车的净空、宽度(坡度≤10°净空≥3.6m安装防撞装置后净宽≥6.5m)及
1工程概况
基坑东西方向长240m,南北(对撑方向)长170m
表1土层物理力学参数指标
Table 1 Physical and mechanical parameters of soil
土层编号 土层名称 状态 平均厚度/m 重/( kN /²) 含水量/% 黏聚力/kPa 内摩角(°)① 杂项士 黏士 松款 可望 0.60 1.00 18.5 35.9 29.2 5.0 10.0 13. 1②. ②. 淤泥质粉质黏土 装泥 流塑 流塑 2.40 7. 70 17.0 16.5 51.7 57. 1 12.8 11.6 8.6 8.0②. 激泥质黏土 流塑 2.90 18.0 40. 6 11.6 10.3③ 含贴性土粉砂 粉质黏士 稍密 流塑 3.20 6.90 19.6 18.6 26.6 34.6 11.8 13.5 29.7 11.66. 黏土 硬可望 可望 7.30 6.80 19.6 18.9 27.5 32.0 44.0 31. 1 20.3 18.0
图2对撑、斜栈桥、施工码头剖面
Fig 2 Profile of support inclined trestle and construetion dock
叠式旧轮胎外侧有斜栈桥的上翻边梁,增强了防撞装置的保护作用如图3所示.
Fig 1 Foundation exeavation 图1基坑施工整体示意
承重功能,又保证了对撑承受基坑土水侧压力的稳定承载力.
2.2施工码头与支撑结构结合形成统一承重体系
的第2道对撑(或角撑)两侧利用对撑结构的部分立 施工码头位于斜栈桥的始端,一般位于基坑中央柱桩和各道横梁仅增设一层码头梁板及部分立柱桩.二者结合为统一的承重结构,既解决了长臂反铲停站于码头上挖土的功能,又增加立柱和剪刀撑,有利于平 衡斜栈桥的水平荷载,且可与基坑中部土坡道衔接,便于运土汽车下坑作业,施工码头的竖向位置以长臂反铲能够接力式挖出附近坑底土方为准,当基坑特深时,施工码头(斜栈桥始端)可设于第3道对撑处
图3斜栈桥两侧肪撞装置示意
Fig. 3 Anticollision devices on the inclined trestle
3施工工艺流程
程:施工准备一测量放线→围护桩、立柱桩施工→分层 基坑设斜栈桥结合施工码头式挖土施工工艺流挖土一施工第1道支撑一分层挖土一施工第2道支撑、斜栈桥、施工码头→设防撞装置一分层挖土→施工第3道支撑→继续分层挖土至坑底(或设置更低道支挖的顺序、方法必须与设计工况一致,并遵循“开槽支 撑)→挖土机械设备退场→基坑底隐检验收.土方开撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则.
斜栈桥上行驶自卸运土汽车产生的水平荷载由边架结构,保证了对撑及斜栈桥下立柱桩的稳定性,确保 梁下数道垂直剪刀撑分配至立柱桩和对撑梁形成的框整个对撑结构的承载力如图2所示.
4施工操作要点
4.1围护桩、立柱桩施工
根据基坑围护设计图纸的要求和工程地质勘察报告精心施工基坑围护桩和立柱桩支撑立柱桩常用钻孔灌注桩上接钢构柱,施工中应保证钢构柱的平面位置和垂直度控制在允许偏差内应符合键筑地基基 础施工质量验收规范》GB50202-2002的要求.
2.4斜栈桥两侧防装置
斜栈桥两侧设置防撞装置,采用双排扣件式钢管件式钢管支架用水平短横杆柱链式固定于立柱桩,且 支架固定连排的叠式旧轮胎,可缓和冲撞作用:双排扣
采用反铲挖土机和自卸式运土汽车下坑作业,完筋焊接垂直剪刀撑主筋应锚入钢构立柱及梁的混凝 工到位钢构立柱应插入钻孔灌注桩到位且与桩的纵
4.2第1阶段分层挖土并施工第1道支撑
成第1阶段分层挖土至第1道支撑垫层底,立即施工土节点并浇捣密实.混凝土垫层、绑扎钢筋、支设模板隐检合格后泵送浇捣第1道支撑的混凝土.此阶段挖土重点是防止挖机 碰撞立柱桩导致倾斜断裂.如基坑地质土层需要井点降水则应在挖土前布置并点进行降水,根据每层挖土自北向南的施工方向北侧的2个角撑可以先施工,南侧的2个角撑可以后施工,但对撑和圆环大撑不应 留设施工缝.
2)支撑、斜栈桥、施工码头所用的钢筋、水泥、外加剂等原材料应按国家或行业标准进行检验,验收合格 后方可使用,
3)模板支架搭设完毕应组织验收合格后方可投入使用尤其是斜栈桥模板支架的纵向剪刀撑应搭设到位防止斜栈桥浇捣混凝土时模板支架变形位移,基 坑变形须满足《混凝土工程施工质量验收规范》CB50204-2002要求.
4.3第2阶段分层挖土并施工第2道支撑、斜栈桥、
4)浇捣斜栈桥混凝土时宜适当减少塘落度防止混凝土下滑应先浇捣垂直剪刀撑混凝土,再浇捣斜应按规定处理. 栈桥混凝土水平施工缝留设于第2道支撑面施工缝
继续采用反铲挖土机和自卸式运土汽车下坑作第2道支撑、斜栈桥、施工码头.其施工工艺流程如 业完成第2阶段分层挖土至第2道支撑底然后施工下:浇捣混凝土垫层一搭设第2道支撑和施工码头模检验收→浇捣混凝土→养护→搭设斜栈桥和剪刀撑模 板支架→绑扎钢筋并预插上、下垂直剪刀撑钢筋一隐板支架→绑扎钢筋→隐检验收→浇捣垂直剪刀撑及斜栈桥混凝土一养护和安装防撞装置,垂直剪刀撑的主筋应锚入立柱桩、梁的节点中垂直剪刀撑和斜栈桥应土浇捣密实.旧轮胎堆成的防撞装置高度≥850mm. 由低到高同时浇揭混凝土并保证垂直剪刀撑的混凝
5)做好混凝土的保温保湿养护工作,梁板的底模及支架应在混凝土强度达到施工要求后方可拆除.
5.2安全控制措施
1)基坑监测部门必须在基坑施工全过程及时提供坑周深层土体位移和围护支撑的轴力变化、立柱桩沉降变形、地下水位变化及周边环境影响数据做到信息化指导施工确保基坑安金,
2)挖掘机作业中,由专人指挥,严禁挖机臂下、挖斗下人员走动,基坑分层挖土中严禁超挖
4.4第3阶段分层挖土并施工第3道支撑
第2道支撑和斜栈桥、施工码头施工完成后将坑内运土坡道改接到施工码头,继续采用反铲挖土机和 自卸式汽车下坑作业,完成第3阶段分层挖土至第3道支撑底并立即施工混凝土垫层、绑扎钢筋、支设模板、隐检合格后泵送淡捣第3道支撑及第23道支撑之间垂直剪刀撑混凝土为保证此垂直剪刀撑的混凝 土浇揭密实应采用侧模开窗的方式及顶端漏斗形模板.
3)运土汽车必须严格遵守交通规则,斜栈桥上和出入口处慢速行驶,服从现场有关人员指挥,斜栈桥 应在防撞装置验收合格后通车.
4)遇到恶劣气候和六级以上强风、遂雾、雷雨等情况影响施工安全时应停止基坑挖土作业.
应安装防护栏杆,斜栈桥和施工码头上的施工荷载均 5)基坑四周及需要行人的支撑顶、施工码头顶均不得超过设计允许值.
4.5第4阶段分层挖土至坑底设计标高
6结语
驳运至对撑的施工码头下方,再利用停站在施工码头 第4阶段分层挖土方法为数台反铲挖土机将土方上的长臂反铲将土方装入自卸式运土汽车经斜栈桥合运出基坑.坑底剩200~300mm厚时采用人工修土,坑中坑的土方,如果基坑围护结构还有第4或第5道 土方可利用塔式起重机运出基坑装车外运-最后挖出支撑应参照第34阶段挖土并施工支撑,各阶段均不得超挖并在8h内浇捣好混凝土垫层,且靠紧围护桩墙
术适用于软土地基中超深的大型基坑工程,可产生综 基坑支撑设置斜栈桥结合施工码头式挖土施工技合效益最大化的效应.位于斜栈桥起点的施工码头位置适中且标高较低既有利于斜栈桥衔接坑内土坡道,又利于提高后期坑底部反铲挖土机驳运土方的效率, 且缩短了施工码头上长臂反铲挖土机的取土半径,使基坑挖土工期大大缩短,该施工技术与单独设置斜栈桥及施工码头相比,节约了数十根立柱桩及部分梁构件产生较好的经济效益和社会效益
桥的施工活荷载宜≥35kN/m,当基坑平面尺寸超大 设计施工码头的施工活荷载宜≥50kN/m²,斜栈
5质量、安全控制措施
5.1质量控制措施
1)围护桩墙和立柱桩应按设计图纸和规范要求施
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参考文献:
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参考文献:
有可能受水浸湿时宜采用饱和状态下黄土的物理力 影响并应及时采取措施防止水流入裂缝内:当基坑壁学指标进行设计与验算:需采取明沟加集水井的方法做好地表水和雨水的防排工作,保持基底和边坡干燥.
[1]刘建航,煲学渊.基坑工程手册[M]北京:中国建筑工业出版社 1997
Li Jianhang Ho Xeuan. Fondati escavatio engineeing manual [M ]. Brijing; China Architeeture & Building Prra 1997. (in Chin)[2]永利李辉.疏导井深井管井深基坑降水施工技术[J] 施工技术 2008 37( 9) :23-24.Xean Yongli Li Heil. Costrution techleg of dredge well anddeep tabe wedl in dep foundlation pit dewatering [J ] Conxtructin Trchnolngy 2008 37( 9) :23-24. ( in Chinee)[3]宋福渊刘小刚程学军.建筑深基坑降水设计与路工[1]施Song Fuyuan Liu Xiaogang Cheng Xsejsn. Desigs asd 工技术 2007 36( 2) :99-100.construetin αf deep fonatin pit devatering [J ]. Construtin[4]王平,某超深永久基坑的止水、降水设计和施工综合技术 Technolegr 2007 36( 2) :99-100. ( in Chiner)[J ] 岩土工程学报 2006 28( S1) :1699-1701. Wang Ping Water sealing and dropping design andpnbensise cnslrscti tehnelngy of orereep pemanntoundatin pet [J Chins Jal ef Getehiral Enginering . 2006 28{ S1 : 1699 1701. ( in Chinee)[5]苏玖徐智敏梁克隆,某深基坑水文地质参数确定与降水方案设计[J]工技术200837[11]:91-93. Su Han X= Zhimin Liang Kelong. Determinstin of bydrlegyroleg pramete and dei of gn-ratr loing plan [J ][6]杨建民,郑刚集莹,天津站抽水试验分析[J]土木工程学 Constmction Tcholngy 2008 37( 11) :91-93. ( in Chinee)报2008 { 7) : 67-70.
时可视施工需要,在支撑的其它位置增设斜栈桥或施工码头,斜栈桥和施工码头除满足基坑挖土施工要求外还为泵送浇捣地下室混凝土结构提供了方便.
过基坑施工监测:深层土体位移、支撑轴力、国梁水平 本基坑工程已于2009年初施工至地下室顶板,通位移和沉降、周边环境等各项监测结果均未超过报警值应用对撑中设置斜栈桥结合施工码头式挖土施工取得成功
[1]上海市基础工程公司.GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S]北京:中国计划出版社2002. Shanghai Foundation Engineering Co. Lal.. Cade foraroeptance of ctrution qμality of bilding fousdatim [S ]Beijing: Chira Plansing Press 2002. ( in Chinese)
Yang Jiammin Zhmg Gang Jias Ying. Test and analysis of the aquifer at Tianjin Station [J ]. China Civil Engineering Jourmal [7]景金明,王振宇阳结华,等,某基坑管并降水设计施工及水 2008 7) :67-70. ( in Chinese)环境影响分析[1]工程勘察2007【11].Jing Jinming Wang Zhenyu Yang Jiehus et al. Dexign and costreti of a vell deatering and vater enrirmental ipectanalysis on some foundation escavation [ J ]. Engineering[s]刘建军杨前罐,史沛元,基坑降水过程中地下水渗流数值模 Insestigation 2007 11) . ( in Chinese)指[1 ] 地下水 2005 { 10) :342-343.of grondvater seepape on foundation pit [J ]. Grundvater Lin Jianjun Yang Qiansiong Shi Peiyuan. Numerical simlatien2005 { 10) : 342-343. { in Chinese)[9]战家欢服宗泽.土工原理与计算[M]北京:中国水利水电 出版社 1996.Qian Jiahan Yin Zongze. Earthork priniple and caleulatien[10]吴林高工程降水设计施工与基坑渗流理论[M]北京:人民 [M ]. Beijing: China Water Pover Pres J996. ( in Chinese)交通出版社2003.mage in dep foslatim esmties [M ]. Beijng: China Wu Lingan. Derabering desipa and constrectins & theary ofCommenicatons Press 2003. ( in Chinese)[11]铁道第一勘察设计院.西安市城市快速轨道交通二号线(铁 路北客站韦曲段)工程地下车站施工方法专题研究[R]2006.metbod researeh prjects on Nortbem Railvay Passener Station The Fint Railbay Survey and Desim Institute. ConstructionWeige srgmest of Xi * an Urban Rapid Rail Trensit Line[12 ] Peck . B. Dep esraratin and tuneling in sfl ground [ A ]/ Engineering of Xi' an Subay Line 2 [R ]. 2005. [ in Chine)Premdin of the 7th Inrnatiol Coferene m Soil Mechniceand Foundation Engineering [C ]. Mexieo 225-290.
[2]中国建筑科学研究院.GB50204-2002凝土结构工程隆工 质量验收规范[S】北京:中国建筑工业出版社2002.
areptasce od enstrrtional quality ef cecrete stscters [S ] China Aeademy of Building Research. GB50204-2002 Code forBeijing: China Architeeture & Building Pme 2002. ( inChinre)
[4]济南大学.GB50407-2009建筑基坑监测技术规范[S].北京:中国计划出版社2009.Ji'nss Usirsity. GB50407-2009 Trchsieal eode fer mnsiering of building foundation pit engineering [S ] Beijing: ChinaPlanning Pnsx 2009. ( in Chine)