双排支护桩+预应力钢管斜撑...内加固组合基坑支护施工技术_赵成杰.pdf

建筑施工第44卷第12期2869双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合基坑支护施工技术赵成杰 林乐义 孙 冲中建八局第一建设有限公司 山东 济南 250100摘要：在深基坑工程中，常规的钢筋混凝土内支撑支护结构存在造价高、施工工艺复杂、安全性较差、后期破除噪声大、污染环境等不足。结合工程案例，提出双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合的深基坑工程支护施工技术，通过预先施加反作用力，充分发挥基坑底部土体及基础的自承能力，支护结构安全性高，实现变形的及时有效控制，节省了施工成本，保证了施工质量及安全，应用前景广阔，值得推广使用。关键词：双排支护桩；预应力钢管斜撑；坑内加固；深基坑支护中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2022)12-2869-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2022.12.017Construction Technology of Double Row Supporting Piles+Prestressed Steel Pipe Inclined Support+Pit Reinforcement Combined Foundation Pit SupportZHAO Chengjie LIN Leyi SUN ChongThe First Company of China Eighth Engineering Bureau Ltd.,Jinan,Shandong 250100,ChinaAbstract:In the deep foundation pit project,the conventional reinforced concrete internal support structure has many shortcomings,such as high cost,complex construction technology,poor safety,high noise and environmental pollution.Combined with a project case,the supporting construction technology of deep foundation pit engineering combined with double row supporting piles,prestressed steel pipe diagonal brace and foundation pit reinforcement is proposed.The self bearing capacity of the soil and foundation at the bottom of the foundation pit can be fully exerted by pre-applying the reaction force.The supporting structure with high safety can realize timely and effective control of deformation.It saves the construction cost,ensures the construction quality and safety,has broad application prospects,and is worthy of popularization.Keywords:double row supporting piles;prestressed steel pipe diagonal brace;foundation pit reinforcement;foundation pit support1 项目工程概况东营市传染病医院、市中医院、市精神卫生中心建设项目，由市传染病医院、市中医院、市精神卫生中心、行政办公楼、报告厅5个单体组成，工程地址位于东营市东营区。市中医院受现有病房楼及门诊楼继续使用的制约，分东西两期实施。先实施的东半部分为一期工程，包括B区住院楼、D区医技楼及F区门诊楼。市中医院一期、二期分界线，基坑边线与现有病房楼最近距离为5 m，基坑支护施工难度大、工期紧，在保证施工进度的同时，也要控制现有病房楼位移在允许范围内，所以采用双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合的深基坑工程支护技术，以缩短施工工期、降低工程成本，减少施工对原有病房楼的影响，达到施工合同工期要求。双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合的深基坑工程支护技术设计特点如下：1）本工法预应力斜撑采用成品斜撑，在场外组装完成后采用汽车吊吊装，便于调整斜撑位置，施工快速便捷、难度低，采用的预应力钢管斜撑及H型钢均可多次周转。近年来随着城市建设发展，工程基坑周边环境越来越复杂，深基坑工程面临着越来越多的施工难题，对周边地下管网、建筑物、构筑物的变形影响控制要求越来越高，同时对环境噪声污染、建筑垃圾污染、经济性的要求越来越严格。常规的钢筋混凝土内支撑支护结构受制于造价高、施工工艺复杂、安全性较差、后期破除噪声大、污染环境等问题，已不能满足周边存在较近居住建筑、支护范围大情况下的深基坑工程施工要求。文章结合工程实际，通过双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合，很好地解决了深基坑支护结构施工成本较高、安全性较差等问题，具有节约工程成本、施工效率高、提高支护体系稳定性和强度、满足绿色施工要求等优点1-2。作者简介：赵成杰（1996），男，本科，助理工程师。通信地址：山东省济南市工业南路89号（250199）。电子邮箱：收稿日期：2022-05-09地基基础FOUNDATION BED&FOUNDATION202212Building Construction28702）支护桩施工、冠梁施工及坑内加固基础施工可分段进行流水施工，提高施工速度，支护桩强度等级达到要求即可开挖土方，开挖土方时进行斜撑安装，占用作业面小，施工速度快，可以缩短工期。3）采用预应力斜撑保证支护结构安全性，预先施加反作用力，充分发挥基坑底部土体的自承能力，支护结构安全性高，更利于前期对支护质量的控制及后期基坑受力监测。2 工艺原理双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合由支护桩、预应力钢管斜撑、冠梁、暗墩加固和坑内加固基础五部分组成（图1）。基坑开挖后，土中应力通过支护桩及冠梁传递至预应力钢管斜撑，再由钢管斜撑传递至坑内加固基础，坑内加固基础及其周边土体协同受力，以抵抗外侧土压力，控制支护结构的水平位移。暗墩加固混凝土支护桩水泥土搅拌桩顶部冠梁预应力钢支撑内插H型钢图1 双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合模型1）采用混凝土灌注桩作为支护桩，支护桩两侧为三轴水泥土搅拌桩兼作止水帷幕，保证支护结构完整性，内侧采取水泥土搅拌桩作为坑内加固基础。2）预应力钢管斜撑由斜撑杆件、斜撑活络头、预应力装置、斜撑立柱等组成。斜撑杆件采用609 mm钢管制作，由多个单元节及活络头通过高强螺栓连接，活络头内置千斤顶，可对支撑装置施加预应力。斜杆支撑装置采用钢板与预埋在粉喷桩内H型钢焊接（图2）。3）坑内加固基础由水泥搅拌桩、H型钢组成（图3）。顶部冠梁预应力钢支撑内插H型钢 坑内加固基础内插H型钢 图2 预应力钢管斜撑模型 图3 坑内加固基础模型3 工艺操作要点3.1 BIM模型碰撞检测由于场地限制，需要避免支护结构与建筑主体发生碰撞，所以在设计阶段通过BIM建模，提前模拟施工过程，进行碰撞检测，发现碰撞点，通过BIM技术优化设计，在不影响支护结构安全和主体施工前提下，调整支护施工范围，通过模型反向调整支护设计图纸。3.2 施工准备1）施工前应拆除障碍物，并了解有无地下管线等，若有则及时迁移拆除完成。2）场地必须做到“三通一平”，临时道路须通畅，以便设备及材料进入施工现场。将水源接至施工现场。临时配电须接到现场。现场场地须平整，以满足施工要求。3）搭建临时设施，并提供水泥、型钢、钢筋、钢支撑等原材料料场。4）施工测量放线，根据建设单位提供的基建点进行放线，测量出基坑边线和施工桩位、水井井位，并设置控制点和标高控制点，加以保护，以免施工损坏。5）做好安全生产、文明施工等工作。6）场内临时施工道路沿基坑的西、南两侧进行布置，道路宽度6 m，对路基进行分层压实后，表面采用块石（或建筑垃圾）20 cm厚C25混凝土进行硬化。7）基坑边坡顶部10 m范围内禁止堆土。3.3 水泥土搅拌桩止水帷幕施工根据图纸设计进行测量放线，使用挖机开挖沟槽，并使用钻机钻进至设计标高。按成桩工艺试验确定水灰比11.512.0拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入储浆桶中，制备好的水泥浆滞留时间不得超过2 h。水泥浆和原地基土充分拌和，直到下沉钻进至桩底标高，并原位喷浆30 s以上。确认浆液已经到桩底时，以试验确定的速度提升搅拌钻头，边喷浆边旋转，提升到桩顶设计标高以上500 mm位置后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30 s，以确保桩头均匀密实。3.4 灌注桩施工按设计图测量放线，放出灌注桩位。桩点坐标复核完成后，准确埋设护筒，随后进行钻孔及泥浆护壁施工。钻进过程中，随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度。当混凝土浇筑前孔内沉渣厚度大于80 mm时，采取清孔措施。清孔时，孔内水位应保持在护筒下口以上0.5 m并高于地下水位1 m，防止坍孔。成孔质量、泥浆指标测试、孔底沉渣厚度检查合格后，进行钢筋笼吊装，桩身钢筋笼竖向钢筋的接头采用焊接连接。焊接接头位置须相互错开，接头率50%，错开距离35d（d为钢筋直径）且不应小于500 mm。混凝土浇筑前进行导管的闭水试验，导管合格后，使用C30细石混凝土浇筑灌注桩。3.5 顶部冠梁施工桩顶冠梁施工前，首先进行桩身质量检测，结构围护赵成杰、林乐义、孙冲:双排支护桩预应力钢管斜撑坑内加固组合基坑支护施工技术建筑施工第44卷第12期2871桩利用低应变动力检测进行检测，桩检比例不小于该批桩总数量的20%，且不得少于10根，检测合格后才能进入桩顶冠梁的施工。冠梁施工时，桩顶伸入冠梁底面内5 cm，将钻孔桩顶部凿毛、整平至设计标高，用高压风清洗干净，对冠梁中线进行定位测量，经检查无误后，再进行钢筋绑扎、模板支设施工。冠梁采用分段施工，在每段的接头部位注意预留连接钢筋。冠梁如分段施工时，施工缝留设部位应在1/3跨处，并有加强措施。3.6 坑内加固基础施工（内插H型钢）按照工序进行水泥土搅拌桩施工，水泥土搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢，型钢插入施工应在三轴水泥土搅拌桩施工后30 min内完成。若所需H型钢长度不够，需采用焊接连接，焊缝应均为坡口满焊，焊接完成后用砂轮机打磨焊缝至与型钢面齐平，在插入前应在表面除锈，涂抹减摩剂。在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，必要时采用点焊与定位型钢连接固定；型钢定位卡位置必须准确，保证型钢垂直度偏差不大于0.5%。3.7 土方开挖及斜撑架设支护结构部位土方开挖，需要在搅拌桩、灌注桩、斜抛撑基础、暗墩加固及冠梁施工完成后，分段按11.5放坡开挖至底板顶；完成斜抛撑基础顶部型钢连接后，及时安装焊接钢管斜抛撑，施加预应力；支撑架设到位后，挖除斜抛撑下的土方；施工垫层、底板等主体结构，型钢与底板交接处设置止水片。钢支撑按照设计尺寸在现场拼装，安装时采用50 t汽车吊吊装，将支撑与冠梁、立柱进行焊接。支撑的连接处均需进行加强板补强。对于采用型钢现场切割制作的部位，连接处采用10 mm厚钢板对腹板及外侧翼板的接缝处进行补强，补强板周边均与型钢进行满焊。对于采用标准预制件的冠梁连接处，均需对连接处采用配套的加强板进行上下两面补强。每根横支撑上均设置一个伸缩节，在将横支撑两端与冠梁连接紧固后，采用液压千斤顶将横支撑与冠梁顶紧，并采用楔块将伸缩节锁定，使横支撑处于预加支撑力的状态，起到一定的主动支护作用。全部横支撑均安装完成并施加初步预紧力之后，再对所有横支撑和冠梁进行第2次加力顶紧，并采用楔块及时锁定，使之形成整体的封