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1、超高層建筑深基坑支護之拋撐施工方案 摘要 ：高層建筑，特別是超高層建筑，為保證基坑的穩定，通常需要采取一系列的基坑支護手段。而這些做法也是地下室結構乃至整個工程施工質量和安全的關鍵。本文以具體的工程實例, 闡述一種新的深基坑支護體系- 拋撐支護體系的施工。 關鍵詞 ： 牛腿拋撐土方施工隔一拆一傳力帶一、工程概況煙臺陽光100 城市廣場B區工程地處山東省煙臺市的城市中心區，人流、車流、物流較密集，商貿活動頻繁，該工程由地下3 層、 裙房 5 層及塔樓26 層組成，總高度 129 米， 屬于超高層寫字樓, 總面積達 90000。其基礎埋深，地下室共三層，裙房基底標高為-16.02米，核心筒基底標高2、為-21.57米。加上工程離海近（僅300m ）水壓大，原采用鉆孔灌注樁（直徑1000mm ）支護，在早期設計中只規劃2 層地下室，基礎埋深僅為 -12.000m, 后應業主要求變更成地下三層, 原有的基坑支護體系已經無法滿足要求, 設計增加斜拋撐鋼管支撐的方式進行加固。二、拋撐施工原理及流程拋撐支護是在基坑支護樁的中部設置一條圍檁梁橫向拉結支護樁, 同時在主樓基礎底板的對應位置上安裝牛腿 , 在牛腿及拋撐間用直徑529mm 10mm拋撐鋼管頂置 , 其力的傳導經過: 支護樁拋撐鋼管牛腿基礎底板 , 以達到基坑對于穩定性的要求。施工流程 : 土方開挖主樓底板牛腿及圍檁梁施工拋撐安裝拋撐部位土方3、施工傳力帶施工拋撐拆除施工三、具體施工方案1、主樓底板牛腿及圍檁梁施工1.1 、施工工序與拋撐施工部位有關的施工工序：測量、定位圍檁施工斜拋撐以外區域基坑土方開挖塔樓底板及牛腿施工1.1.1 、測量定位1.1.1.1、在斜拋撐部位按照設計圖紙測量好護壁樁邊預留土堆的外邊線及高度，注意留足設計土堆高度及平面尺寸，以保證護壁的安全。1.1.1.2、測量出護壁樁邊離基礎底板邊距離，按照設計鋼管支撐水平投影長度，確定基礎底板上拋撐牛腿位置，合理確定施工縫留置位置。1.1.1.3、按照設計圖紙要求結合現場實際情況，定位確定拋撐圍檁梁的走向及合理截面尺寸。1.1.1.4、測出鋼筋混凝土圍檁梁的頂標高及底標4、高，標于護壁樁側面，以便支模定位用。1.2 、施工圍檁1.2.1 、在每根鋼筋混凝土護壁樁（無鋼板樁處）上，圍檁梁高度范圍內用結構膠上、下各植入一根16 鋼筋，其植入混凝土樁內長度滿足結構膠相應要求，錨入混凝土內長度符合規范錨固長度，與圍檁交接的灌注樁做鑿毛處理。1.2.2 、鋼筋施工：按照設計圖紙及現場實際情況，確定圍檁梁截面大小，準確計算鋼筋的下料尺寸。1.2.3 、模板施工：按照設計標高對圍檁邊預留土層進行平整，對部分松動土層進行夯實，然后在上澆筑 100mm 厚 C15混凝土墊層，墊層邊伸出圍檁梁底邊100mm 。側模采用木模板，支撐采用在土層中打入鋼管后用5*10 木枋支撐的方法，具5、體見下圖：1.2.4 、牛腿及圍檁斜面預埋鋼板施工：按照設計的要求對鋼板進行加工，注意鋼板的材質及厚度和平面尺寸大小，注意保證焊縫的質量。特別是要在模板上用鐵釘固定好預埋件，保證其準確位置。1.2.5 、混凝土施工：對混凝土加強振搗，確保圍檁能對護壁的整體性及穩定性起到良好的作用。1.3 、拋撐牛腿以內區域土方開挖：開挖時指定專人對土方開挖標高進行跟蹤測量控制，保證按照設計要求留足護壁樁邊土層高度及厚度。1.4 、砼墊層、底板、地梁及拋撐牛腿施工：按照設計要求施工混凝土墊層、底板、地梁及牛腿施工。注意準確定位牛腿處施工縫位置，保證使鋼管支撐水平投影長度最大限度保持在12 米左右， 特殊情況 （6、如承臺部位不宜留置施工縫部位）不大于14 米，不小于10 米（根據設計交底要求）。注意牛腿鋼管支撐處斜面的侵斜角度。當牛腿一邊底板混凝土施工完成達到一定強度C20則可以開始安裝拋撐。2、拋撐安裝基坑內支撐構件形式有三種：2.1 、按已完成牛腿及圍檁之間的距離，測量加工鋼管支撐的準確尺寸，用塔吊安裝就位，并在支撐鋼管下設置臨時的腳手架支撐來固定斜拋撐的鋼管（如需），將支撐鋼管與牛腿及圍檁的預埋鋼板焊牢。2.2 、拋撐鋼管采購的全部為m整料，下料長度不夠 m的用氧氣乙炔切割，切口打磨齊整；長度超過m 的采用抗裂性能好的堿性低氫焊條J422， 短弧直流反接極， 焊口形式為Y形坡口焊， 坡口寬度為117、-12m， 坡角 40-60 度，封底寬度為0-2.5mm，并將焊口表面和兩側至少mm范圍內的水分、泥渣等雜物清除，焊接時焊縫坡口邊緣cm 內須預熱度，先多點焊接固定后再滿焊焊接加長。（焊縫應圓滑過渡，焊縫高mm ）2.3 、鋼挑耳加工見下圖2.4 、預應力施加2.4. 、將千斤頂一頭頂住鋼管挑耳，另一頭頂住底板牛腿上的預埋鐵板2.4. 、用千斤頂（型，頂壓力為）施加預應力，兩邊的千斤頂預應力均勻施加到0。（分三次施加，第一次施加到0，第二次施加到 0，最終施加到 0）2.5 、拋撐管安裝2.5.1 、鋼支撐應與圍檁垂直，鋼支撐與預埋鋼板焊接牢固，預埋鋼板厚度為10mm ；2.5.2 、拋撐鋼8、管與預埋鋼板間用楔形鋼板頂緊后滿焊，如鋼管超過m ，則拋撐鋼管壁厚應由mm 變為 mm ；鋼管支撐兩端與預埋鋼板之間焊接，周邊滿焊，焊縫高mm ，3、拋撐部位土方施工因為拋撐在施工前必須在基坑周邊保留4m高，12m寬的護坡土方， 該部位土方施工必須在主樓基礎底板及其上的牛腿達到強度并安裝了拋撐后才能給予挖除. 但土方開挖數量龐大， 基坑一周實土達6500立方，此時土方 -16.000m 的垂直運輸讓土方外運變得異常困難，在整個過程中，我們積極考慮，先后提出1 、堆土在負三層地下室然后在地下室施工完畢后在西面設置吊葫蘆吊土外運；2 、50t 汽車吊吊出外運； 3 、5t 桁車吊吊出外運三種外運形9、式，經過詳細的經濟和可行性分析，決定采用在東北角工地出口處設置5t桁車吊吊出外運，基坑底采用挖機配合倒土；在無法施工的死角，用50t 汽車吊吊運。同時受地下室總體工期的約束，我們將盡可能多的土堆放在主樓地下室（受地下室空間影響只能容納3000 立方），這些土方外運可與二次結構、粗裝修一同進行并不影響工期。最大可能的解決了該項工作對工期的制約。4、拋撐拆除施工4.1 、施工順序筏板基礎施工拋撐鋼管隔一拆一未拆拋撐鋼管外圈止水環安裝地下三層外墻混凝土結構施工地下三層外墻防水層施工地下三層外墻防水層保護層施工地下三層外墻外混凝土傳力帶施工剩余拋撐鋼管拆除（從外墻兩邊割除）拋撐鋼管內圈止水鋼板施工（包10、括鋼筋抓鉤施工）鋼管內圈止水鋼板防水施工鋼管內C40膨脹混凝土施工鋼管部位外墻防水層附加層施工拋撐鋼管以上外墻防水層施工4.2 、施工方法：4.2.1 、筏板基礎施工按照拋撐區域地下室施工方案的要求進行筏板基礎的施工。包括：筏板基礎鋼筋、模板、混凝土、降排水、防水等。4.2.2 、拋撐鋼管隔一拆一4.2.2.1根據設計要求，待筏板基礎混凝土(C40) 強度達 C20時，可將拋撐鋼管每隔一根拆除一根。4.2.2.2當拋撐鋼管與框架柱的平面位置有沖突時，為不影響上部結構的施工進度，優先拆除該部位鋼管，及時調整拆除鋼管方案或增加未拆除鋼管數量。4.2.2.3為了保證基坑西北角上塔吊的安全使用，在確定11、鋼管拆除方案時，在塔吊邊的三根鋼管保留，不予拆除。4.2.2.4 當鋼管與建筑物內的墻體（特別是有防水要求的消防水池等內墻）位置沖突時，應根據現場實際情況調整拆除鋼管方案。（通過增加后拆鋼管根數或在建筑物內有防水要求的墻體位置采用同外墻相同的鋼管處理方案） 。4.3 、未拆拋撐鋼管外圈止水環安裝4.3.1 、拋撐鋼管外圈止水環采用100mm 厚鋼板安裝，外伸100mm 。4.3.2 、外圈止水環安裝與地面垂直。4.3.3 、止水環與鋼管雙面角焊縫（hf=6mm ）焊接緊密牢固，以免形成鋼管周圍的滲水路徑。4.4 、地下三層外墻混凝土結構施工4.4.1 、墻體留洞（拋撐鋼管部位）鋼筋加強按設計圖12、洞口鋼筋加強要求。4.4.2 、剪力墻模板支設時，在鋼管周圍靠迎水面側安放30*100 木塊環（周圈布置） ，當剪力墻模板拆除后，將木塊環取出。4.5 、地下三層外墻防水層及保護層施工4.5.1 、在鋼管穿外墻部位增加一層防水層附加層，材料同外墻防水材料。4.5.2 、外墻防水層保護層采用聚苯乙烯泡沫板軟保護。4.6 、地下三層外墻外混凝土傳力帶施工4.6.1 、根據設計要求，在第一次拋撐鋼管拆除后剩余拋撐鋼管拆除前，需在地下三層外墻外回填C15素混凝土以作為鋼管拆除后的傳力帶，將護壁樁承受的水平推力傳遞至地下三層外剪力墻上; 4.6.2、回填標高統一回填至-12m標高處鋼筋混凝土圍檁上表面;13、 4.6.3 、在澆筑混凝土傳力帶時，在鋼管周圍需留出防水搭接寬度. 4.7 、剩余拋撐鋼管拆除4.7.1 、當傳力帶混凝土達到強度的80% 時，方可拆除剩余拋撐鋼管拆除4.7.2 、拋撐鋼管拆除時，分別從外墻兩邊割除。4.7.3 、拋撐鋼管拆除時，留放在剪力墻墻體中的鋼管在迎水面側割除至比墻體表面低30mm ，背水面比墻體表面低20mm 。 （如后圖：地下室外墻部位施工示意圖）。4.7.4 、拋撐鋼管拆除后，在地下室負三層內部用人工轉運至地下室東北角設備吊裝孔位置后用25 噸吊車運出。5、沉降觀測5.1、 觀測說明 :為確保在拋撐施工過程中基坑的穩定性, 根據設計要求， 每日側向位移水平大于14、1cm （須報警）為不穩定，累計側向水平位移大于30 須報警。施工期間我們會同專業的基坑沉降觀測公司,對施工過程中的基坑位移作全期的觀測,并隨時相互通報觀測結果,用以協調施工進度。根據施工的流程, 其重點觀測的最大位移應該發生在如下幾個時間段: 1、拋撐部位護坡土方挖除期間2、拋撐鋼管隔一拆一期間3、拋撐剩余鋼管拆除期間5.2 、事故處理預案依據設計要求,一旦發生位移過大時, 必須立即停止施工進行相關部位的處理; 處理方式如下 : 5.2.1 、土方開挖期間:如 1 個工作日位移量超過1cm或總位移量已大于3cm時, 要求立即對位移過大部位進行回填( 回填寬度以影響面來確定), 局部增加拋撐桿15、支撐數量。并在連續2 個工作日的觀測結果顯示基坑位移量穩定水平時方能繼續施工5.2.2 、拋撐拆除期間: 如 1 個工作日位移量超過1cm或總位移量已大于3cm時, 立即停止拆除 , 并將位移過大部位重新焊接支撐鋼管( 需加 50t 預應力 ), 并在連續2 個工作日的觀測結果顯示基坑位移量穩定水平時方能繼續施工。5.3 、觀測結果本工程在施工過程中嚴格按照設計要求施工, 整個施工期間基坑支護穩定, 完全達到了預期的效果。五、經濟技術分析采用這種拋撐構件的支護其安裝拆除時間短，能在最短的時間內形成作應效能，對基坑施工的影響小，拋撐桿件可重復使用，租賃價格底，另外可以依據現場觀測的變形發展調整預應力大小，有力的控制圍護樁的變形發展。