本文為你展現一個43m某超深基坑改造施工項目,並且分別指出每項施工中存在的難點,可以加深對基坑工程的認識。比較珍貴的案例,一定要擦亮眼睛學習哦~
項目概況
本工程主體結構由一幢超高層主樓及周邊商業裙房構成,建設範圍內整體設置八層地下室,地下室外牆局部存在錯層退臺。本工程基坑面積共約為9100㎡,基坑平面周長約410m,基坑周邊邊坡高度約26.25m~43.6m,為永久邊坡。
本項目為改建工程,場地範圍內存在原有五層地下室邊跨結構,需將原有地下結構拆除後加深開挖並新建八層地下室。本工程場地周邊環境極為複雜,基坑工程緊鄰軌道交通二號線地鐵車站和隧道、解放碑環線及其附屬結構、電力隧道、大量的鄰近建築以及市政道路和市政管線。
圖1:基坑周邊環境圖
設計概況
基坑周邊普遍區域(非鄰近地鐵側)各段邊坡主要採用板肋式錨索擋牆圍護形式,局部區域採用板肋式錨索擋牆結合岩石植筋進行支護,採用逆作法實施,本區域分別設置400×600、600×900、800×1100三種不同截面的肋柱,肋柱間距約為2.0~2.5m。本段邊 坡除部分區域利用原地下室結構作為擋土板外,其餘區域均在樁間設置200mm厚現澆混凝土擋土板。
圖2:板肋式錨索擋牆結合岩石植筋
基坑臨近地鐵區域採用支護樁結合預應力錨索支護結構,局部區域結合岩石植筋進行支護,採用順作法實施,本區域分別設置1000×1000、1250×1000、1200×1200三種不同截面的支護樁,支護樁間距約為2.5~3.5m,上級邊坡支護樁底嵌入岩層深度不小於1.5m,下級邊坡支護樁底嵌入岩層深度不小於3.0m。本段邊坡除部分區域利用原地下室結構作為擋土板外,其餘區域均在樁間設置250mm厚現澆鋼筋混凝土擋土板。
圖3:支護樁結合預應力錨索支護
項目施工難點
3.1肋柱施工難點
3.1.1肋柱刻槽下端嵌入施工
本工程東北角,因紅線條件限制,局部採用岩石壁上刻槽施工支護樁。上面負五層部分為原爛尾樓,需搭設腳手架,腳手架上施工不便,存在進度慢、潛在不安全等因素。
圖4:設計刻槽平面圖
圖5:現場現狀
3.1.2鋼筋綁紮極難
因本基坑周邊環境極複雜,設計安全係數偏高,肋柱所有鋼筋較多,主筋採用HRB400φ32,鋼筋加工及搬運困難;每立方混凝土含筋量達到390kg,鋼筋分佈較密,綁紮困難。
圖6:設計凹陷剖面圖
圖7:凹陷處主筋加工試樣圖
另外,局部由於地下室外牆臨近支護結構,採用內凹形式設計錨頭。內凹處,主筋加工困難,截斷後採用套筒連接,此部分節點耗時耗力。
3.1.3預埋管件增加施工難度
錨索肋柱設計一體化,先施工錨索,後施工支護肋柱,因此錨索穿過支護肋柱部分需預埋套管以防錨索與肋柱混凝土粘結,影響後期錨索張拉鎖定。
同時,預埋套管影響肋柱主筋佈置,造成後面模板工程多次切割。
圖8:肋柱鋼筋綁紮完畢
3.1.4支模困難
肋柱設計間距為2~2.5m,肋柱寬度0.6~1.2m,實際淨寬不到1m。支模空間有限難操作。肋柱採用逆作法施工,只能從上往下分段澆築。對模板加固要求極高,否則容易爆模。另外,肋柱底端無支撐點且有預留鋼筋,底模封底難度大難固定。
圖9:腳手架上支模
3.1.5混凝土澆築困難
本項目地處市中心繁華地段,場地條件有限。前期上半段部分肋柱、冠梁、支護樁可用天泵澆築,但大部分混凝土只能採用地泵以及人工轉運澆築。下段肋柱混凝土澆築採用孔口灌入。
圖10:現場混凝土澆築情況
3.2挖孔樁施工難點
3.2.1地層硬
據勘察報告,挖孔樁地層為強風化至中風化砂岩強度達到30MPa,如果採用風鎬+爆破方式,則進度十分緩慢。在多次尋訪當地施工隊伍後,採用水磨鑽機挖孔,1200×1200孔樁進度2個人3天2m左右。方樁挖孔操作難度大於圓孔操作難度。
圖11:人工挖孔方樁
3.2.2渣土轉運費勁
原爛尾樓地下五層人工挖孔樁施工,廢土廢渣堆放位置較遠,且由於樓層高度的限制,只能採用小挖機多次轉運,效率低。
圖12:小挖機轉運渣土
3.2.3鋼筋綁紮困難
場地條件限制,挖孔樁鋼筋籠只能在孔內綁紮,綁紮效率明顯低於鋼筋加工廠加工效率。負五層以下挖孔樁深20多米,主筋從負四層樓板開孔處下放,預埋的錨索套管增加了鋼筋的綁紮難度,4個熟練鋼筋工一天能完成一個孔。
圖13:挖孔樁中預埋錨索套管
3.2.4混凝土澆築緩慢
進場道路所限,地下五層以下挖孔樁只能採用地泵進行混凝土澆築,地泵接串筒澆築,澆築一定高度後,人工下孔振搗,完成一根樁的澆築至少需要2.5h。
圖14:挖孔樁混凝土澆築及振搗
3.3 錨索施工難點
3.3.1腳手架上施工
錨索從上到下依次施工,大部分工作必須在腳手架上施工,腳手架搭設及拆除、錨索鑽機移動耗時耗力,工作進度慢。
3.3.2粉塵多
錨索鑽孔採用幹成孔方式,岩層粉塵厲害。降塵措施為孔口注水,導致施工現場環境條件惡劣。
圖15:現場粉塵嚴重
3.3.3下錨索費勁
局部錨索設計長度40多米,錨索根數多達20,一孔錨索重1t。下錨索時需要20個工人抬,其他錨索在15根左右,只能孔口附近加工製作。
圖16:錨索設計圖紙及現場加工
3.3.4雜填層需多次注漿
由於地勘報告不準確,原地下室外牆外存在0.5~3m空洞雜填層。常規套管護壁行不通,且套管容易丟失。現場採取注漿回填空洞區,待水泥漿固結後在成孔,下錨索後在二次注漿。另外,肋柱及支護樁混凝土澆築完成,錨索張拉後再孔口注漿封錨。
3.3.5 張拉效率低
肋柱凹陷部分,水泥漿達到設計強度後,可在腳手架上直接張拉。其他錨索,需在支護樁或肋柱上安設錨墩,待錨墩混凝土達到設計強度後才能張拉。施工工期長,腳手架上張拉,效率低下。
圖17:錨墩設計大樣及現場張拉圖
3.4 擋土板施工難點
3.4.1模板難固定
負五層以下及局部支護樁之間採用擋土板 ,擋土板一面凌空一面是岩層。如支雙面模,則需要較大工作空間,後期靠近岩層側無法拆模;如支單面模,則模板難固定,混凝土量增大。
3.4.2混凝土澆築困難
擋土板從上往下分段澆築,下半部分到時候如何澆築混凝土,是一大難題。
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