富水超深基坑关键施工技术研究与应用

游晓寒

福建船政交通职业学院，福建 福州 350007

1 工程概况

某项目位于广东省广州市天河区黄埔大道与科韵路交会处，总用地面积为24288m2，总建筑面积约35万m2，其中地下建筑面积为118008m2。该工程地下水丰富，采用静压中水循环利用技术解决施工用水以及后期永久性循环利用地下水问题。

该工程有三层地下室，共设三道内支撑，深基坑内支撑梁板拆除前，根据基坑支护设计的工况及主体结构的设计情况，分层计算设计出符合该层受力要求的传力梁和传力板带的规格及数量，然后进行基坑内支撑的快速换撑施工，从而保证基坑及主体结构在基坑内支撑梁板拆除后的安全稳定性。在拆撑时，采用绳锯静力无损切割施工技术，对结构扰动小，噪声低，无污染，少粉尘。

2 深基坑静水压力释放层关键施工技术

2.1 工艺流程

深基坑静水压力释放层关键施工技术施工流程如图1所示。

图1 深基坑静水压力释放层关键施工技术工艺流程图

2.2 主要施工方法

（1）预制板加工与制作。在制作预制盖板时，要求厂家按照993mm×1993m×80mm尺寸制作，以保证在预制板安装后有10mm左右的缝隙进行调位。

（2）坑底找平。施工中根据现场实际垫层破损的情况，分段对原封底混凝土破坏的位置重新浇筑C15砼垫层修复。

（3）铺设混凝土预制支墩。首先按照实施方案中支墩平面布置图进行定位弹线，然后根据定位进行支墩的放置，放置完成后采用水准仪+塔尺的测量方式确定支墩标高。

（4）支墩高差校正。针对支墩底部高差小于15cm需采用现场浇筑C30砼的方法使支墩顶面标高达到设计图纸要求。浇筑完成达到砼强度后再在现浇的砼墩上面放置混凝土预制支墩或预制板，如图2所示。

图2 支墩高差修复

（5）排水沟。疏水层内的排水沟为素混凝土水沟，混凝土强度等级为C15。水沟内侧吊模使用18mm厚胶合模板制作安装，底部垫好Φ8mm马凳钢筋。排水沟底部及侧面素混凝土面层每隔10m设缝，缝宽30mm。留缝做法：制作与水沟截面相同的定型模板插板，浇筑混凝土前，在需要留缝的位置插入定型模板插板，随即对称浇筑混凝土，在混凝土初凝后暨终凝前拔出插板，形成伸缩缝。排水沟成型效果如图3所示。

图3 现场排水沟成型效果

（6）预制板的定位、安装及吊运。①预制板定位：采用CAD软件预先进行现场预制板排板定位，计算好预制板数量及支墩和预制板的定位。②预制板吊运、安装：现场采用手动液压叉车进行搬运安装。对于部分无法用叉车安装的位置，由4名工人在预制板的3个预留孔处用拉杆进行抬放安装。安装方式如图4、图5所示。③局部异型部位施工：针对外墙侧壁边缘、基坑支护的格构柱、塔吊基础、承台及集水井等局部异型部位及不规则的位置，根据现场实际尺寸对标准尺寸预支盖板进行切割处理再铺设。在无法铺设砼预制板的位置四周砌120mm厚的墙，然后现浇C15混凝土，顶标高与铺设的预制钢筋混凝土板面相平。

图4 叉车预制板安装

图5 拉杆吊运、安装

3 超深基坑砼构件快速拆换撑施工技术

3.1 工艺流程

超深基坑砼构件快速拆换撑施工技术工艺流程图如图6所示。

图6 超深基坑砼构件快速拆换撑施工技术工艺流程图

3.2 根据基坑支护设计确定传力装置位置及传力带、传力板规格和大小

（1）根据基坑支护设计确定每道支撑换撑工况，分别计算支撑换撑工况水平力，并根据工况进一步确定每一道支撑板带位置及换撑传力形式。

（2）传力板带、传力梁设置规格。①钢筋混凝土传力板带宽度为1000mm，厚度同板厚，混凝土强度为C40。②负一层、负三层的钢筋混凝土传力梁宽度为300mm，高度为500mm，钢筋配筋面筋为2C18，底筋为4C25，箍筋为C8@100/200（2），混凝土强度为C35；负二层的传力梁配筋宽度为400mm，高度为600mm，面筋4C18，底筋4C25，箍筋为C8@100/200（2），混凝土强度为C35。③地下室负一层结构外墙与基坑支护桩间设置传力梁，传力梁宽度为300mm，高度为500mm，钢筋配筋面筋为2C18，底筋为4C20，箍筋为C8@100/200（2），混凝土强度为C35，传力梁钢筋需植入支护桩，植筋深度为15d（d为钢筋直径），传力梁长度根据现场地下室侧壁与支护桩之间的距离而定。第一道支撑梁板的水平力F=310kN/m，故传力梁要求每3根桩位需设置1根传力梁，传力梁需设置在桩身位置，传力梁间距为4.2m。第二道支撑梁板的水平力F=650kN/m，B2层板面标高-12.550m位置设置的传力梁要求每2根桩位设置1根传力梁，传力梁需设置在桩身位置，传力梁最大间距为2.8m。

3.3 传力梁支模架、模板安装搭设

传力梁支撑体系搭设：搭设双排钢管脚手架，脚手架立杆间距为900mm，水平杆步距为1500mm；梁侧次龙骨采用尺寸为50mm×100mm的木枋，间距150mm，主龙骨采用φ48mm×3mm钢管，间距500mm，对拉螺杆采用M14螺杆。

3.4 支护桩植筋

传力梁钢筋需植入支护桩，植筋深度为15d，如图7所示。

图7 支护桩上传力梁植筋

4 砼支撑梁板绳锯静力无损切割施工技术

4.1 工艺流程

砼支撑梁板绳锯静力无损切割施工技术工艺流程如图8所示。

图8 砼支撑梁板绳锯静力无损切割施工技术工艺流程图

4.2 主要施工方法

（1）确定切割断面位置。根据图纸对需要切割的梁板进行定位放线，确定支撑梁、板的切割尺寸。该工程1#、2#塔吊70m臂端最大起重量为5.65t，利用1#、2#塔吊吊运的混凝土块重量控制在5t以下；3#塔吊60m臂端最大起重量为1.8t，利用3#塔吊吊运的混凝土块重量控制在1.8t以下；4#塔吊40m处最大起重量为3.14t，利用4#塔吊吊运的混凝土块重量控制在3t以下。根据塔吊吊重结合内支撑梁规格及尺寸确定切割长度。

（2）支撑梁拆除施工。①钻穿绳孔：利用绳锯切割时，需先对支撑梁板钻孔，金刚石绳索穿过孔洞与切割机连接。②安装支撑：第一，马凳支撑架。根据地下室各层楼板图纸与基坑施工图纸对比，计算楼板与支撑梁高度差，制作相应高度的马凳，预先在支撑梁板混凝土块下支垫马凳，马凳上垫置的木枋不得超过2层，防止切割的混凝土突然掉落伤人。型钢马镫由横梁（18#槽钢）、柱（18#槽钢）、两侧立柱撑（14#槽钢）焊接成整体，在现场根据实际高度焊接而成。内支撑梁板按@500mm放置型钢马镫托架，马凳支撑效果如图9所示。第二，脚手架搭设。针对部分马凳搭设不好施工的部位，拟搭设支撑架体作为临时支撑，支撑架体操作台采用扣件式钢管搭设，搭设架体时两侧突出900mm。架体沿构件轴线搭设，纵距900mm，立杆横距900mm；沿高度纵横两方向设步距900mm的水平杆，底部第一道水平杆距地面200mm。架体立杆均安装可调底托。立杆上部均安装可调顶托，并安装2根钢管作为横梁，钢管规格为Ф48mm×3mm。沿架体两侧安装竖向剪刀撑。③铺设钢板：叉车施工前需先铺设钢板，以增加楼板承载力，对于局部标高不一致的架空部位，现场利用钢板铺设在支撑架体上，以便叉车进入转运及吊装。④绳锯切割：绳锯切割通过远程遥控机械进行切割，避免人员进入施工区域，切割过程中用水冷却，并冲走粉屑。⑤吊装、转运：切割即将完毕时，叉车叉臂提升至混凝土块底部支撑混凝土块重量，完全切割完毕后，叉臂提升运转至指定堆放区域，利用相应塔吊对混凝土块进行吊装。

图9 马凳支撑效果示意图

5 结束语

该工程中，通过对超高层基坑静压中水循环利用技术的研究与应用，对施工现场的文明施工、环境保护起到了重要作用，同时可以充分利用地下水资源，实现地下水资源的循环利用，有利于文明施工，各种资源能得到较好的利用，节能和环保效益明显；通过对超深基坑砼构件快速拆换撑施工技术的研究与应用，基坑支撑梁板拆除施工以及主体结构施工就不再受侧壁回填影响，可以合理地安排穿插回填施工，节约了施工工期并创造了良好的经济效益；通过绳锯拆除为无损静力切割，所切割的截面分块平整，绳锯切割法不限制钢筋混凝土切块的长度大小，多长的内支撑梁都可以采用此种工艺切割，绳锯切割法不受被切割物的体积大小和形状的限制，可以实现任意方向的切割，不仅节约了人力、材料，保证了切割精度，还节约了大量工期，经济效益明显。