施工技術(shù)
復(fù)雜地質(zhì)條件下“坑中坑”鋼圍護施工技術(shù)
信息來源： 中鐵建工集團深圳分公司 信息提供日期：2019-10-21 瀏覽：4733
復(fù)雜地質(zhì)條件下“坑中坑”鋼圍護施工技術(shù)
中鐵建工集團深圳分公司 王世明
摘要：結(jié)合深圳蛇口郵輪中心工程實際，針對復(fù)雜地質(zhì)條件下深大電梯基坑的支護，通過多方案比對分析，確定了鋼板樁組合鋼圍護施工方案，并在工程中得以實施，效果良好，為類似工程提供了借鑒。
關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì) 水位 支護 鋼板樁 鋼圍護
一、工程概況
深圳蛇口郵輪中心位于深圳市南山區(qū)蛇口太子灣片區(qū)港灣大道南側(cè)，是一座集辦公、港務(wù)客運、水陸交通換乘、商務(wù)、旅游、休閑觀光等功能于一體的大型公共建筑。項目地下2層，地上10層，建筑平面近似三角形，樓層投影面積由上而下逐層遞增?；A(chǔ)采用沖孔灌注樁，主體采用框架核心筒結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)柱包括鋼筋混凝土柱和鋼管混凝土柱兩種，屋蓋結(jié)構(gòu)采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)。
項目實景圖
工程位于人工填海形成的外伸陸域，緊鄰大海，地質(zhì)條件極為復(fù)雜。基坑呈不規(guī)則的多邊形，近海兩側(cè)邊長280m左右?；又ёo采用沖孔咬合樁支護方案，基坑面積約3.82萬㎡，開挖深度6.49〜6.80m?；诮ㄖ螒B(tài)，部分電梯井承臺臨近海水側(cè)基坑支護樁，且體量較大（17.0m×5.8m×4.95m、10.4m×8.1m×4.95m等），該承臺基坑（簡稱“坑中坑”）開挖深度接近5 m。
二、難點分析
1.本場地原為濱海灘涂，后經(jīng)填海造陸而成，回填料主要為碎石、海沙、雜土，其中塊石夾雜較多，局部含石量較高。根據(jù)現(xiàn)場基坑開挖情況，流塑性淤泥層分布較廣，局部夾雜孤石與含水量豐富的海沙層。
2.經(jīng)現(xiàn)場開挖，地表以下1m即可見地下水，同時淺部地下水與深圳灣海域海水基本相通，且受潮汐影響大，基坑內(nèi)水位有一定幅度的變化。
3.本工程在大基坑咬合樁支護工程施工完成后，規(guī)劃設(shè)計進行了調(diào)整，地下室由原設(shè)計一層變更為兩層，基坑深度加大。原基坑支護設(shè)計單位核算后，咬合樁支護系統(tǒng)不做調(diào)整，大基坑內(nèi)降水只能降到底板以下0.5m，如下圖示意。
4.本項目作為深圳市重大民生工程，各級政府領(lǐng)導(dǎo)關(guān)注度高。業(yè)主方已與國際郵輪公司簽約，工期要求嚴格，不可調(diào)整。
5.“坑中坑”的開挖既要便于后續(xù)承臺結(jié)構(gòu)的施工，又要兼顧大基坑咬合樁支護體系的安全，施工過程中對周邊土體及水位的控制至關(guān)重要。
三、 方案比選
1. 無底套箱鋼圍堰方案
開挖“坑中坑”土方時不降水，基坑土方開挖到位后，安裝無底套箱鋼圍堰，再回填圍堰周邊土方，形成承臺基坑。該方案優(yōu)點是工藝成熟；缺點是工藝復(fù)雜，圍堰定位、水下作業(yè)等費用高。
2. 沉箱圍護方案
在大承臺對于部位先預(yù)制沉箱，土方開挖與沉箱下沉協(xié)同推進。該方案優(yōu)點是工藝簡單；缺點是現(xiàn)場土質(zhì)不均，且存在孤石，潛在風(fēng)險較大。
3. 咬合樁+內(nèi)支撐或排樁支護+內(nèi)支撐
該方案優(yōu)點是工藝成熟，咬合樁截水效果好；缺點是兩種支護方案均施工周期長，費用高，占用場地大。
4. 重力式水泥土擋墻支護
該方案優(yōu)點是工藝成熟，截水效果較好；缺點是現(xiàn)場地質(zhì)條件對施工存在影響，施工周期長，費用高，占用場地大
5. 鋼板樁組合鋼圍護
優(yōu)點是鋼板樁工藝成熟，施工速度快；鋼圍護工廠化加工、現(xiàn)場拼裝、吊裝便捷，工藝可控性強。缺點是鋼板樁截水功能較弱，且存在難以打入的可能。
經(jīng)綜合分析研究，現(xiàn)場鋼板樁試打成功后，確定采用鋼板樁與鋼圍護組合轉(zhuǎn)換施工方案。先沿深大承臺外圍施打鋼板樁，然后進行土方開挖、墊層施工，期間將坑內(nèi)明水排至大基坑內(nèi)咬合支護樁一側(cè)，鋼圍護預(yù)先制備，現(xiàn)場具備條件后及時安裝，然后依次進行封邊、土方回填、鋼板樁拔除，形成電梯井基坑。
四、施工工藝要點
1.鋼圍護的設(shè)計制作
根據(jù)土建結(jié)構(gòu)施工圖和現(xiàn)場地質(zhì)狀況，對支護結(jié)構(gòu)進行專項設(shè)計，驗算鋼圍護在吊裝工況、正常工作工況下的強度、變形及穩(wěn)定性，根據(jù)鋼圍護的設(shè)計信息及運輸條件在工廠分段加工。
鋼圍護效果圖
應(yīng)力計算云圖 位移計算云圖
在施工現(xiàn)場臨近道路區(qū)域設(shè)置300㎡的拼裝場地，配置70T履帶吊，搭設(shè)臨時拼裝胎架組裝鋼圍護結(jié)構(gòu)，設(shè)置型鋼斜撐進行臨時固定，拼裝完畢后進行外觀尺寸檢查、矯正，做好防碰撞措施。
2. 鋼板樁施工
選用拉森式鋼板樁，使用前采用2m長標準板進行拉通復(fù)查，對變形、彎曲部位進行校正后方可使用。采用振動法依次打入，鎖口應(yīng)連接緊密。鋼板樁支護邊線為深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)邊緣外擴1m處，滿足鋼圍護吊裝操作空間要求。
鋼板樁打入后效果圖
3. “坑中坑”土方開挖
采用1臺PC120型長臂反鏟挖掘機進行土方開挖，一次開挖深度不超過2m，開挖時測量人員實時復(fù)核基坑尺寸。開挖至設(shè)計底標高后，及時澆筑墊層混凝土。土方開挖過程中，“坑中坑”部位的明水排至靠近咬合支護樁一側(cè)，保證大基坑支護系統(tǒng)周邊的水位的穩(wěn)定，滿足大基坑支護安全的要求，同時也為墊層施工及鋼圍護安裝提供作業(yè)條件。
土方完成后效果圖
4. 鋼圍護安裝
采用履帶吊在拼裝場地對鋼圍護進行試吊，現(xiàn)場采用四點起吊，在吊離地面約200㎜高后靜止觀察15分鐘，檢查鋼圍護是否存在明顯變形、焊接點開裂、構(gòu)件水平度等問題，然后運至“坑中坑”附近。
履帶吊位于坑邊2倍深度范圍外，采用人工拉設(shè)纜風(fēng)繩控制鋼圍護位置，在指揮工引導(dǎo)下緩緩下落，臨近基底時人工輔助就位，采用經(jīng)緯儀、水準儀進行位置復(fù)核，調(diào)整至滿足要求。
鋼圍護就位后效果圖
5. 封堵混凝土
在鋼圍護外側(cè)與墊層交接處澆筑100mm厚、150mm寬的C30混凝土帶，防止地下水進入鋼圍護內(nèi)。
6. 土方回填
鋼圍護外圍采用10%水泥石粉進行回填?；靥钍┕け仨毞謱?、對稱進行，嚴禁直接傾倒以免造成鋼圍護移位、變形。
回填后效果圖
7. 拔出鋼板樁
采用振動錘持續(xù)振動鋼板樁約1-2分鐘，待與周圍土松動后將鋼板樁逐漸拔出，采用粗砂進行拔出后孔隙的回填。
鋼板樁拔除后效果圖
8.后續(xù)工作
鋼板樁拔出后，形成電梯井基坑，組織開展胎膜、防水、混凝土承臺底板等后續(xù)工程。
五、結(jié)語
1. 本方案充分發(fā)揮鋼板樁支護與適度截水的作用，通過鋼圍護與鋼板樁支護受力轉(zhuǎn)換，順利形成了深大電梯井承臺基坑，成功解決了項目難題。該方案工藝可靠，有效地保證了周邊土體的穩(wěn)固，保證了大基坑內(nèi)水位的相對穩(wěn)定，保證了深坑承臺施工過程中大基坑支護體系的安全。
2.鋼圍護預(yù)制加工技術(shù)的運用，有效縮短了支護工程的工期，為項目按期完成創(chuàng)造了條件。
3.“鋼板樁+鋼圍護”組合施工技術(shù)在房建工程應(yīng)用比較少見，該技術(shù)為同類基坑的支護提供了一種新的方式，可供借鑒。
