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超深基坑混凝土栈桥式挖土施工工法

在面积较大的超深基坑开挖时, 以基坑内栈桥( 围护结构的部分支撑) 将大基坑分解为若干小块, 并使挖土机械在栈桥上直接进行挖土装车, 这种栈桥挖土法是一项新的工艺。近年来已在本公司承建的各种深基础项目中广泛应用。
1、 工艺特点
本工法的应用能在狭窄的现场条件下, 对第一道钢筋混凝土支撑梁板及支撑下立柱进行加强后兼作施工栈桥, 利用基坑的大空间最大限度发挥挖土机械的作用, 投入适量的机械, 加快挖土进度, 缩短挖土的周期。
2、 适用范围
本工法适用于平面面积较大, 形状多样且挖深超深的基坑, 并用钢筋混凝土对撑或角撑作支撑的深基坑。另外若工地极其狭窄, 基坑周边无宽阔车辆道路, 并无法贯通, 或水平接驳法挖土中需要利用2台以上0.4m3挖机进行接驳才能把土方驳至取土机械半径范围处的, 可参照使用。
3、 工艺原理
在基坑的内支撑计算设计时, 需考虑作为施工栈桥的水平支撑上能承受和满足挖机和车辆的动载荷条件, 施工活荷载按50KN/m2考虑, 在需要用做挖土栈桥的第一道钢筋混凝土水平支撑部位设置30～35cm厚现浇钢筋混凝土板, 做为挖土栈桥; 或利用第一道钢筋混凝
土水平支撑作为栈桥的两条边梁, 中间再配一根统长的钢筋混凝土次梁, 组合成基坑内的栈桥梁, 上铺设6×1.2m的路基箱形成较宽的栈桥。支撑梁、 立柱桩、 钢构柱及现浇板等均进行验算, 确定相应的截面, 配筋等。根据先撑后挖和分层挖土的原则, 基坑内各挖土机械把挖出的土堆在栈桥的周边, 让停在栈桥上的长臂挖机及自卸汽车把土取出装车外运。
****广场及杭州****中心基坑均采用栈桥式挖土, 如下图所示:

4、 工艺流程
组建现场工程项目管理班子→熟悉工程图纸及现场环境→制定挖土施工初步方案→确定栈桥部位及组合的型式→支撑、 立柱等验算加强→编制栈桥挖土施工方案→班组长、 机长察看现场、 熟悉施工方案→向施工作业人员下达任务并进行安全交底→第一层挖土→第一道水平支撑及施工栈桥施工→利用栈桥分层挖土及各道水平内支撑施工→挖尽基坑内全部土方→清场、 退场工作
5、 施工要点
5.1栈桥在基坑内的布局要合理。
栈桥在基坑内布局的合理性是最大限度发挥机械作业, 提高工效关键点, 平行栈桥相互间距一般为25 — 30m。

5.2对栈桥梁的设计要求
5.2.1栈桥梁及支承立柱的设计必须考虑在挖机、 运输车辆、 栈桥自重等各种动、 静载荷的作用下满足强度、 刚度、 稳定性、 沉降及立柱插入深度的要求; 栈桥临近基坑出土口处, 若需覆土做为汽车坡道, 此覆土荷载也应考虑。
5.2.2基坑内栈桥形成十字形相交时, 为便于车辆机械的转弯、 调头, 应在相交边上用钢筋混凝土加宽加大, 呈喇叭口, 防止车辆在转弯及调头时因车轮悬空而落入基坑内。
5.2.3在栈桥的进出口处(或上下坡进出口处)需用钢筋混凝土制成喇叭口, 便于机械、 车辆进出基坑转弯时用。当第一道支撑面低于自然地坪标高时, 必须作进入栈桥的坡道, 其坡度一般为1:10。
5.2.4在栈桥梁的两边梁面上, 间隔一定距离必须有埋件, 用于固定路基箱和栈桥栏杆, 确保栈桥路基箱的稳定和栏杆的牢靠。
5.3挖土施工时的作业要求
5.3.1挖土方向应由远离栈桥基坑部位向栈桥部位退挖, 若坑内2台以上0.4m3挖机进行接驳都不能把土方驳至取土机械半径范围处的, 在每道支撑混凝土浇捣后土方开挖前, 均须从场外运进建筑塘碴, 挖机重复碾压, 铺设施工道路, 以便坑内车辆运输。
5.3.2施工基坑各道支撑时, 基坑内各挖土机不应超深挖掘, 必须保持在每道支撑底标高以上10～15cm之间, 以便人工修正支撑底标高。
5.3.3挖出的土方尽量在栈桥周边长臂挖机的回转半径范围内堆高, 增加每班的出土量。

5.3.4当采用路基箱栈桥板时, 栈桥下的土方可翻开几块路基箱, 让出足够的空间, 让栈桥上挖土设备进行取土、 挖土。
5.3.5在栈桥上的各种挖土、 取土设备在挖土取土半径范围内作业时, 操作的动作不宜过猛, 履带不宜单边受力, 与栈桥边保持一定的距离。
5.3.6运土车辆在栈桥上行驶时, 应在栈桥中间行驶, 不单边行驶或停在单边待装土。
5.3.7铺在栈桥上的路基箱长短规格要一致, 内在质量要可靠, 铺设要平整。
5.3.8混凝土水平支撑强度达到设计强度的80%时, 才可进行下道土方开挖。
5.3.9坚持在设计指导下根据各工况发生的先后顺序, 严格执行先撑后挖的原则。
5.3.10坚持在监测单位指导下, 根据各个阶段的监测数据, 指导基坑的挖土施工, 及时采取各种措施确保施工安全和基坑安全。要及时向监测单位了解围护体系的支撑轴力, 地下水位变化及周边环境影响数据, 做到信息化指导施工。
5.3.11最下一层挖土时, 挖机应离开工程桩2m以上, 临时边坡坡角应小于1:2, 防止土方挤压工程桩, 对工程桩质量造成影响。
5.3.12在开挖至基底标高以上30公分预留土层, 全部采用人工修整, 确保基底平整。挖至基底时, 应挖好一块马上进行垫层施工, 尽量减少土层暴露时间。
5.4当坑内土方全部挖出时, 采用50t.m汽车吊将坑内汽车及挖
机吊出基坑。
6、 机具设备及周转材料
6.1 机械设备
6.1.1各种液压挖土机、 长臂挖机及机械(电动)抓斗机。
6.1.2 15t以上自卸车。
6.1.3 各种型号推土机。
6.1.4 50t.m汽车吊。
6.1.5 燃油加油车及急救抢修车。
6.2 设备周转材料
6.2.1 6×1.2m路基箱
6.2.2 挖土机自用的各种规格防陷路基箱。
7、 劳动力
劳动力按基坑挖土区块划分数量确定, 每一个挖土区块所需操作人员主要有挖掘机司机3人、 坑内汽车司机3人、 坑外汽车司机10人( 根据运土距离远近适当调整) 、 清扫工3人、 车辆冲洗2人, 电工1人, 机修工1人, 修土工15人( 根据区块大小适当调整) 。电工、 机操工等特殊工种必须持证上岗。
8、 质量要求
8.1本工法施工质量应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202- , 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99, 《建筑基坑工程技术规程》DB33/T1008- 中的有关规定。
8.2栈桥处的现浇板、 支撑梁、 立柱等截面配筋均须设计验算, 符合要求后才能实施。

9、 安全措施
9.1贯彻”安全第一、 预防为主”的方针, 现场建立安全网络, 执行安全交底制度, 加强对施工人员的安全教育, 增强安全意识和自我保护意识, 遵守各项安全生产的规章制度。
9.2基坑监测部门必须在基坑施工全过程向挖土施工项目部及时提供围护体系的内力, 地下室柱、 地下水位变化及周边环境影响数据, 做到信息化指导施工, 确保基坑安全。
9.3进入现场要戴安全帽, 扣好安全帽带。基坑周围设安全防护栏, 张贴醒目的警告标志。
9.4挖掘机作业中, 专人指挥, 严禁挖机臂下、 挖斗下人员走动。无关人员一律不准进入挖土施工现场。
9.5运土汽车必须严格遵守交通规则, 出入口处慢速行驶, 服从交警和现场有关人员指挥。
9.6土方工程施工中, 车辆来去频繁, 对驶出工地的重车要过洗车槽, 并派专人冲洗车轮, 打扫车厢, 不使杂土污染马路。
10、 效益分析
深基坑栈桥式挖土与传统的深基坑坡道挖土相比, 节约了坡道及减少了坑内施工道路数量, 工期大大提前, 经测算, 每做一次坡道及施工道路, 至少10～１５天, 基坑越深所需时间越长, 且基坑大于10米以上时, 坡道施工已不大现实, 按1:10放坡, 至少需要坑内水平距离100米以上, 需要大量的建筑塘碴和挖掘机机械台班, 且坡道挖除非常困难, 基坑越深, 支撑越多, 坡道及施工道路的工作量就越大。经测算, ****广场基坑工程栈桥式挖土与传统的坡道挖土, 节约坡道
施工所需建筑塘碴约7500m3, 节约坡道施工挖机约70台班, 缩短工期55天。
11、 工程实例
超深基坑混凝土栈桥式挖土施工工法于 ～ 应于杭州国际****中心( 地下三层, 基坑挖深约12.8m, 基坑面积6000m2) 。
上述工程由于前期准备工作充分, 挖土较为成功, 克服了位于市中心, 施工场地稀少等困难, 工期比预期均提前较多。