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1、大型超深基坑土方工程中的栈桥布置第29卷第8期Vo1.29NO.8建筑施I-BUILDINGC0NSTRUCT10N大型超深基坑土方工程中的栈桥布置WorkTrestleLayoutforLargeandSuperDeepF0undati0nPitEarthwork口陈国刚高兴荣王燮良王小荣(浙江中成建工集团有限公司上海200443)【摘要】通过工程实例,阐述了在深大基坑的土方开挖过程中栈桥设计住置不同,对挖土进程,经济效益的影响也不同.根据工程特点有针对性地设置栈桥和辅助通道,可使基坑土方施工达到快速,安全,经济实惠的效果.【关键词】基坑工程土方开挖栈桥设置出土坡道【中图分类号】TU753/
2、文献标识码B【文章编号】10041001(2007)O80581031工程概况上海证大喜玛拉雅艺术中心基地位于浦东的中心地区,施工场地较为狭小,围护体外边线东侧距芳甸路围墙1.3-1.4m,南侧距樱花路围墙约1.1-4.0m,北侧距梅花路围墙1.21.7m,西侧距石楠路围墙约1.1m,且用地靠近与城市干道中山南路连接的龙阳路.项目总用地面积28893Fil,总建筑面积约为162270Fil,其中地上17层为90413Fil,地下3层为71857Fil,最高高度为99.9m.是个集当代艺术馆,演艺厅,五星级酒店,艺术家创作中心和商业设施为体,是迄今为止世界上独一无二的由多种性格迥异的设施构成的集
3、合体.本工程基坑近似矩形,长边约为273Fil,短边约为96m,基坑面积约为2.6万m.大部分土方开挖深度为16.60m,办公楼部分开挖深度17.90m,酒店部分开挖深度18.D0m,总开挖土方量约50万m.基坑开挖深度涉及的第层填土,第层粘土,第层淤泥质粉质粘土,第夹层砂质粉土,第层淤泥质粘土,第层粉质粘土,场地土层地质情况见表I.坑底位于第层淤泥质粘土,第层粉质粘土中.拟建场地地下水类型有浅部土层中的潜水和深部土层(第,层)中的承压水.浅部土层中的潜水其主要补给来源为大气降水及地表迳流.地下水位埋深按50cm考虑.基坑深部土层中第一承压含水层主要存在于第层中.第层【作者简介】陈国刚(197
4、3-),男,本科,工程师.联系地址:上海市共康路8号(200443).【收稿臼期】20070703霉o0年8月出版表1场地土层物理力学性质情况如下表层序土名层厚含水量I【95渗透系数K(cm?s)杂填土1,28粘土1.4234.9Kv=1.40E一07Kh=3.77E一07淤泥质粉质粘土1543.2Kv=8.76E一07Kh=7.61E一06女砂质粉i16317Kv=1.40E一04Kh=4.69E一04淤泥质粉质粘土2,743.2Kv=8.76E一07K7.61E一06淤泥质粘土9.2650.7Kv1.08E一07Kh=2.24E一07粉质粘土5.8936.1Kv=6.12E一07Kh=12
5、3E一06粉质粘土359241Kv=1.64E一07K6.48E一07粘质粉土夹粉质粘土1631.7Kv=3.43E一05K7.93E一05砂质粉土夹粉砂7.6332.4Kv=2.30E一04Kh=5.18E一04承压水水头埋深呈年周期性变化,变化幅度为3.011.0m.故除对地表水和潜水进行抽水以外,还必须对承压水进行泄压.2基坑围护及水平支撑体系设计(1)本工程围护结构采用钻孔灌注桩挡土+三轴水泥搅拌桩1000750mm止水,内置三道钢筋混凝土水平支撑和一道钢管60916斜撑.围护桩采用1i00mm和1150mm的钻孔灌注桩.支撑体系的布置以对撑为主,辅以角撑和边桁架的形式.(2)第一道冠
6、梁(中心标高为一1.i00Fil)和第二道钢筋混凝土支撑(中心标高为一4.000Fil)中的一道支撑梁与60916钢管斜撑组成斜向桁架支撑;斜撑和第二道支撑均位于地下室顶板和地下室层楼板之间;第三道支撑中心标高为一9.400Fil,位于地下室一层楼板和地下室二层楼板之间;第四道支撑中心标高为13.800Fil,位于地下室二层楼?581?第8期陈国刚,高兴荣,王燮良,王小荣:大型超深基坑土方工程中的栈桥布置8/2007板和地下室底板之间.3土方开挖与栈桥布置的难点(1)本工程由于基坑面积大,深,水平支撑道数多,周边没有场地,采用经济合理的栈桥和出土路线成为本次挖土成功与否的关键.(2)在设计栈桥
7、作为挖土通道的同时,还要综合考虑兼作基坑混凝土浇筑停车位,钢筋堆放配料场地时的合理性和科学性.(3)由大量工程实践可知,土方车直接进入基坑内装土进行大开挖是加快挖土进程最有效的方法.因此在布置栈桥和出土路线时,有条件的情况下应首先选用此方法.(4)对于本工程而言,采用土方车直接进入基坑内大开挖还是按常规法设置栈桥,或者二者进行组合利用,需要权衡利弊,综合考虑各方面因素才能作出决策.4挖土施工流程根据支撑的竖向布置情况,本工程土方分五层进行开挖,施工流程为:围护桩边土方开挖.凿围护桩,围护外硬地坪施工,进行井点布置抽水一第一道围檩施工一第一层土方开挖(挖土标高一0.70一4.40m)一第二道钢筋
8、混凝土支撑施工一第一道支撑中钢管斜撑施工一第二层土方开挖(挖土标高一4.40一9.8()m)一第三道钢筋混凝土支撑施工一第三层土方开挖(挖土标高一9.8(卜一14.20m)第四道钢筋混凝土施工一第四层土方开挖(挖土标高-14.20一17.3()133)一垫层底标高一17.3()m处的垫层施工一第五层超深部分土方开挖(挖至标高一18.6()m,一18.70m)一超深部分垫层施工:5分层挖运土方案的优选5.1出土坡道(1)第一层开挖深度为3.7Om(_0.70一4.40m),土方量约95i00ms.采用大开挖形式进行挖土,土方车停在挖机后直接装车外运.这也是大量浅基坑工程通常采用的方法.(2)第二
9、层土方开挖深度为5.40m(一4.40一9.80m),土方量约139000111.本次开挖采用向基坑内(从自然地坪至第二道支撑面)设置出土坡道,土方车直接进入基坑内装土的方法进行,以加快挖土进程.出土坡道设计宽度为l2m,坡度为l:8l:10,两侧成45.斜坡,采用建筑垃圾铺设,上铺车道板,车道板上焊接防滑钢筋.进入基坑后用建筑垃圾铺设施工便道,上铺车道板,土方车行驶至挖机后土方装车外运.5.2栈桥布置优选第四层,第五层土方开挖深度为4.5m,(一14.20一l7.30m,局部达-18.70m),土方量约88300m.由于深度较深,无法采用大开挖形式进行挖土,只能采用设置栈桥?582?的方法来
10、开挖.开挖时采用坑内小挖机挖土并接驳至栈桥边沿的堆土坑内,由长臂挖机停在栈桥上垂直挖起装车外运.第三层土方开挖深度为4.40m(一9.80-一14.20m),土方量约118700111.由此可见,第三层土方开挖方法是决定栈桥布置的关键.为保证安全,快速挖土,我们对以下两种布置方式进行分析,并进行优选.5.2.I按照大开挖思路设置栈桥及出土坡道为实现第三层土方大开挖,在第二道支撑上沿石楠路一侧设置一座纵向栈桥,第二三道支撑问设运土坡道,土方车由栈桥沿运土坡道开至第三道支撑面层挖土机停机位置,由挖土机挖土装车(图1).此栈桥设置特点:一1m3大挖机7-作路线-98O图1(1)坡道L设置困难(即需在
11、第三道支撑面至第二道支撑面之间修筑出一条运土坡道),下卧层为淤泥质土,需提前对淤泥质土进行加固处理.(2)形成运土坡道的大方量(12万m.)建筑垃圾的重复挖运.(3)形成大开挖的形式,出土快速.5.22按常规方法设置栈桥为确保出土安全,快速进行,在第二道支撑系统中利用3道对撑设置3座栈桥(沿东西向),作为第二道支撑下土方的出土平台.同时在第l,2道支撑间设置钢筋混凝土辅助栈桥,运土车直接从石楠路经辅助栈桥倒入至栈桥,开至长臂挖机停机位置,由长臂挖机将坑内挖机接驳至栈桥边缘的土方垂直挖起装至运土车外运(图2,3).此栈桥设置特点:(1)无需处理运土车的施工便道,运土车进出基地方便,省时.(2)3
12、座栈桥上可大规模的运用挖土机械.(3)平行出土,增加挖土作业面.5.2.3采用常规栈桥的优点根据挖土成本核算及施工现场实际情况,对栈桥布置两种方案进行分析研究,其比较分析如下:铂藏2I罨施工第l2曩卷J8/2007I,PlN,高兴荣,王燮良,王小荣:大型超深基坑土方工程中的栈桥布置第8期图2栈桥布置平面图3第三层挖土工况袋,叠成坡道,无需对坡道下的下卧层基土进行加固处理.可节约费用约250万元.(2)若设置建筑垃圾坡道,运土车行驶具有很大的不安全性.(3)采用常规栈桥兼作堆料平台,减小了坑边向坑内短驳的距离,相应地减少塔吊设置数量(减少2台),节约费用约100万元.(4)钢筋堆放无需另行设置平
13、台,充分利用了栈桥的空间,可节约费用约40万元.(5)采用常规栈桥,基础混凝土浇筑无需采用固定泵,直接用汽车泵均可浇筑到位,缩短了浇筑时间,节约了租赁费用.6结语(1)采用常规栈桥,无需大量的人力将建筑垃圾装入麻由此可见,在基坑第二道支撑上东西向设置3座独立栈桥具有相当的安全性,科学性,同时此栈桥可作为第二道支撑下方基础混凝土浇筑停车平台,钢筋堆放配料场地等,充分缓解现场用地紧张的现状,显示出极大的综合经济效益.故本次土方工程采用了第一,二层大开挖,第三五层利用栈桥出土的组合型式,以期达到既经济,快速,安全出土的目的.参考文献(略)(上接第578页)0510-152o一2530薹蔓:二誊:二二
14、二二g0委一25-30l5202530距离,m基坑周边沉降断面数据._-L1._-L2L3擗一L4一I.-5一皂!=5l0l520253O距离,m图5沉降断面变化趋势分析?一I1+I2+Ij+【4+L5表2基坑开挖结束后车站和轨道结构实际监测值与警戒值对比表项目单次最大变化量f累计)最大变化量警戒值数值数值日变量累计值车站结构沉降监测+O.6rm一5.3rm2.0mm/d1O.0mm轨道结构沉降监测一O.1rm一1.3rmO5mm/d20ITIITI轨道结构不均-9沉降监测01rnm0.2mmO5mm/dO.5ITIITI车站结构倾斜监测一O.2rm+01rm5结语通过对实际工程的分析可知,在
15、轨道交通运营线路周围进行工程建设虽然难度较大,但只要进行合理的方案设计和精心的施工组织,运营线路的变形可以得到有效控制.(1)为确保施工中已有线路的正常运营,必须对运行线路采取有效的保护措施.本方案中针对生采用了坑底加固,运营线路侧进行基坑钻孔灌注桩围护,有效地限制了施工过程中墩柱及车站的变形发展.(2)基坑施工中采用分块,分条的开挖方式,支撑架设进度紧随挖土进度,做到”平衡,限时”的原则,确保了车站和轨道变形满足设计要求.分块宽度和施工周期对施工变形的影响是矛盾的统一,施工中必须进行合理布置和组织.(3)传统的岩土工程监测手段,具有较成熟的采集数据方式,数据精度能够得到保证,并且在本工程中采用了多种岩土工程监测手段,各监测项目数据资料相互验证,相互补充,为揭示土木工程施工中对轨道交通结构设施影响规律提供了非常可靠的数据资料.由于轨道交通运营的特殊性,在轨道交通运营过程中无法进入轨道线路,自动化采集数据也得到了运用.参考文献刚刘建航,候学渊.基坑工程手册IM】.北京:中国建筑工业出版社,1997.u,嘲擞翳d.m图5
