某工程场地位于佛山市顺德区龙江镇太和路北侧, 总占地面积为4 754.5m²。拟建建筑物为1座4～11层车间, 框架-剪力墙结构, 采用预应力管桩基础。设有1层地下车库, 占地面积为2 842.4m²。

基坑支护外边线总周长约为256m。±0.000m相当于绝对高程5.010m, 基坑周边现地面标高约为-0.800m (相对标高, 下同) , 地下室底板面标高为-4.000m, 基坑设计深度考虑至承台底, 承台厚度为1 300mm, 基坑底标高为-5.300m, 故基坑开挖深度为4.50m;电梯井底板面标高为-5.800m, 基坑设计深度考虑至承台底, 承台厚度为1 300mm, 基坑底标高为-7.100m, 故基坑开挖深度为5.80m。

本工程计划先进行桩基础施工, 后进行基坑支护结构及土方开挖施工。

1) 本工程基坑1、2与2’区的侧壁安全等级均确定为1级, 侧壁的重要性系数取1.10;其他位置侧壁的安全等级为2级, 重要性系数取1.00。

2) 基坑顶部与出土口超载分别取20kPa和40kPa。现场塔式起重机基础的水平力确定为15kN/m, 对于采用砖混结构的房屋, 其每层取15kPa。

3) 基坑中水位为坑底下部0.5m, 基坑顶部水位为地表下部1.0m。

4) 结合地勘报告与相关技术规范, 并参考该地区现有相关经验, 对于不同类型的岩土层, 其基坑支护的设计参数确定如表1所示。

基坑支护施工工序相对较多, 且工艺复杂, 在施工过程中不仅要理顺各道工序, 还要明确基坑与主体结构间的施工顺序。施工中, 为保证基坑支护质量, 需严格遵循以下顺序进行分段施工。

施工测放→基础与支护管桩和立柱施工→搅拌桩施工→基坑开挖到冠梁底部、冠梁与支撑梁施工→分层、分段开挖→底板与换撑板施工→钢管与混凝土支撑拆除。

1) 止水搅拌桩桩径600mm, 2个相邻的止水搅拌桩其中心之间的距离为400mm, 搭接宽度为200mm。

2) 施工方法为切割搭接法, 前桩水泥土完全固化前对后序桩进行搭接;首个搭接处应予以加强, 避免产生搭接缝。

3) 四喷四搅, 将水灰比控制在0.60～0.80, 水泥用量应达到65kg/m以上, 为32.5R复合硅酸盐水泥。

4) 桩体垂直度偏差不能超过±1.0%, 所在位置的偏差不能超过±20mm, 成桩后, 桩径与桩长都应满足设计要求或比设计值略大。

5) 桩之间的搭接时间间隔应控制在24h以内, 当超过24h时, 需进行补桩。

6) 当桩的水泥土实际强度为0.3MPa时, 开始基坑开挖施工。

7) 止水搅拌桩不仅要满足每个剖面上的桩长要求, 而且应从淤泥质土层中穿过, 并进入其他软弱透水层中至少1m。

8) 桩施工完成后, 在土方开挖之前做好降水试验, 保证止水效果。

1) 预应力管桩的管径500mm, 壁厚100mm, 采用C80混凝土。

2) 施工所用管桩质量必须有出厂合格证明。完成管桩施工后, 其位置偏差应控制在5cm以内, 垂直度偏差应控制在0.5%以内。在施工中应使用水准仪对桩顶标高进行测定, 要求偏差在5cm以内。

3) 采用单节管桩, 如果单节管桩长度无法达到设计要求, 在连接过程中应按照端板相对的原则进行连接。

1) 冠梁和支撑梁的实际强度达到设计强度的80%时, 开始基坑开挖施工。

2) 在土方开挖时, 应安排专人在现场指挥。开挖必须按照从上到下的顺序进行, 并遵循平面分段、竖面分层、对称均衡与适时等基本原则, 一般每段开挖长度10～15m, 而每层挖深深度应控制在1.5m以内。

3) 桩间虚土必须全部挖除, 同时处理至平整状态, 当发现渗漏时, 应立即采用导流法封堵。

4) 开挖产生的土方必须及时运走, 不可在基坑底部周围长时间堆放。

5) 将基坑开挖到底层标高后开始底板垫层的施工, 若短时间内无法进行, 应预留一定厚度的土层, 最后由人工对坡面进行修整即可。

6) 开挖承台的过程中也应进行分区, 先对中间部分的承台进行开挖, 然后在砖模砌筑完成后, 对周边承台进行开挖。开挖周边承台时, 应使用跳挖方法, 相邻承台之间不可挖通。

7) 用于土方运输的设备, 不可在桩或梁上反复行驶, 以免压坏。车辆出入的临时道路上应铺设缓冲层。

8) 当采用机械设备对基坑开挖时, 应防止对支护结构和完成施工的桩体造成破坏;在边坡处预留一定厚度的土层, 将其作为保护层, 最后利用人工进行坡面修整即可。

1) 在基坑支护过程中, 应充分掌握基础桩实际分布情况和桩顶实际标高, 在开工前确定所有桩位, 并采用标志点标出, 以便在开挖中躲避桩位。

2) 道路设置时, 应躲避桩位较为密集的部位, 当条件允许时, 可不从桩位上通过。

3) 桩机行走和挖土过程中, 应防止与桩身发生碰撞, 土方开挖时, 应适当减慢速度, 在桩承台分布较为密集的部位, 应使用小型挖机进行开挖;对于桩体周围土方, 采用人工清理, 再用挖机及时运走土方。

4) 将土方开挖到承台附近后, 应安排专人对挖机的现场作业进行指挥, 以保证开挖施工的协调性。

5) 当条件允许时, 桩施工中应尽量多送桩, 以此减少开挖时工程桩外露的时间。

6) 针对外露的桩, 需在开挖的同时锯除, 防止土方开挖过程中与桩发生碰撞使其倾斜。

1) 冠梁所用钢筋的规格尺寸与形状都应满足相关技术规范提出的要求;不同部位钢筋的安装与绑扎应符合设计要求;通过现浇而成的冠梁, 其拐角处设置的钢筋必须满足锚固长度要求。

2) 冠梁施工应使用商品混凝土, 强度等级为C30以上, 保护层厚度按25mm严格控制。在冠梁施工过程中, 应对管桩顶部进行修凿, 到设计标高为止, 设置在桩头处的锚固筋需满足相关设计要求。

3) 冠梁上的纵向钢筋应以单面焊接为主, 辅以必要的机械连接, 连接接头处的错开必须满足规范要求, 加强筋、纵筋和钢筋都应严格按照图纸进行摆放。

4) 标高、水平轴线偏差支撑与立柱轴线偏差、支撑, 两端高差均不大于30mm, 支撑弯曲度L/1 000。

1) 支撑系统的施工和拆除顺序都应与设计工况完全一致, 严格遵循先支撑、后开挖的基本原则。其中, 施工顺序为:先立柱后支撑, 最后对连系梁进行施工。拆除顺序为:先连系梁, 后拆除支撑, 最后拆除立柱。

2) 支撑定位应准确, 且平直度满足设计要求。只有这样, 才能使支撑满足轴心受压要求。

3) 支撑施工过程中, 可在基坑的外部按照设计长度通过拼接形成整体, 利用起重机把钢管吊装到设计要求位置。如果支撑长度不足, 则应制作1个连接管, 注意不可在活动端设置过多垫块。

4) 在钢管支撑施工过程中, 应做好以下质量控制工作:譹) 钢支撑之间的连接优先考虑螺栓连接, 所用螺栓的强度应较高;如果平面外有弯曲, 应通过焊接予以加强;譺) 连接法兰盘之前应进行整形处理, 变形的法兰盘禁止使用;譻) 钢管支撑处标高偏差不能超过30mm, 而平面位置的偏差不能超过50mm。

5) 待底板与换撑板均施工完成且强度达到设计要求后, 拆除钢管支撑。

目前, 该工程地下室基坑支护施工已顺利完成。经检查, 基坑支护设计与施工质量均满足设计和规范要求, 起到了在基坑开挖中保证基坑安全稳定, 防止坍塌、滑移等现象产生的作用。本工程所用基坑支护设计与施工方法可为类似工程项目提供参考, 实现基坑支护预期目标。