城市狭窄空间内的深基坑综合施工技术

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武汉长江隧道工程是武汉市重点工程，位于武汉长江一桥、二桥之间，是一条沟通内环线汉口与武昌中心城区的重要过江通道。本工程所处的汉口老城区是城市规划的核心圈层，该城区保留有大量的文物保护建筑，周边环境非常复杂。区域内现状道路网密度较高，路幅宽度较窄，现状组织有大量的单行道路，隧道施工期间对本地区的现状交通存在较大影响。对于这种特殊环境，我们采取以下几点施工措施。1.地下连续墙施工根据本工程的特点，地下连续墙采用两墙合一的方法施工。本工程主体围护结构，共计120幅墙，为了满足结构及止水要求，连续墙幅间接头采用十字钢性连接方式，其中止水钢板厚14毫米，两块接头钢板厚10毫米。地连墙墙厚600毫米，水下砼强度等级C35，抗渗等级S8。2.降水方案2.1成孔采用原土泥浆护壁钻孔法，定好位置后钻孔，孔深满足26米深度要求，并利用钻机进行清孔。钻孔及清孔完毕，将无砂水泥管吊入管井就位，并及时在管底回填中粗砂、井管和孔壁间回填小砾石作为滤层，并进行吸井至水清为止。2.2基坑开挖前在降水管井中用口径40mm，扬程25m、流量15m /h的潜水泵进行降水，每口井配一台泵。降水后地下水位位于基底以下0.5m，降水过程中随时对降水井及观测井内水位进行观测，若地连墙外围观测井的水位下降影响周围建筑物时，应停止抽水或给观测井注水。经抽水7天后，其地下水位保持此标高2天以上，可进行土方开挖。3.土方开挖、支护方案本工程基坑面积约14680平方米，基坑深度12—16.8米，局部基础加深部分需下挖20米。基坑总土方量约30万方。土方开挖采用的方案是，分层开挖，修建运土坡道、最后抓运的方法。基坑内共设有三道钢支撑和一道钢筋混凝土支撑，按照先撑后挖和随挖随撑的原则将基坑土方分成四次开挖，土方施工和钢筋混凝土支撑交替进行作业，即挖一层土做一层支撑，支撑达到100%强度后，再挖下一层土再做一层支撑。另外，为避免超挖，开挖到基底上20cm时，开始人工挖土，人工挖土至设计标高处。人工开挖的20cm厚土方及破桩头砼，随挖随清并随挖掘机的后退，挖运到场外。挖设盲沟将降水井互相连通，并在沟内填大粒径碎石。基底挖至标高并有相当的平面后，立即组织有关人员验槽，随后浇注C15混凝土垫层。另外，为保证土方施工的安全，挖土过程中随时对基坑进行监测，整个基坑开挖历时4个月，基坑最大变形仅2cm，收到了预期的效果，得到了市建委及业主的认可。4.基础大体积混凝土施工方案4.1施工方案基础底板采用一次性斜坡式连续浇筑。现场混凝土输送方式两台汽车泵共同浇筑，一次浇筑深度约0.5米，根据混凝土坍落度为180mm时，其自然流淌坡度约为1 ：61.8米厚底板坡面远端为10.8米，浇筑横向宽度为37米。根据计算，选用2台汽车泵，配置30台8立方米的混凝土运输车。4.2沁水处理浇筑过程中，混凝土的沁水要及时处理，本工程采用了真空吸水泵，及时吸出混凝土表面水份，避免水泥砂浆过厚致使混凝土强度不均匀产生收缩裂缝。4.3大体积砼测温测温点距边角为一米，各段从两边向中心依次布置测温点，底板每间隔约12米设测温点一个，测温点测温深度分别为200mm、1200mm。将测温导线固定在插入底板的钢筋上，采用便携式测温仪进行。利用测温技术进行信息化施工，可以全面了解混凝土在强度发展过程中内部的温度场分布状况，并且根据温度梯度变化情况，可定性、定量地指导施工，控制降温速率、控制裂缝的出现。5.基坑开挖监测本基坑结构形式为地下三层框架结构，基坑开挖深度约为-17米，采用600mm厚地下连续墙作围护。根据监测成果，及时指导施工，以确保构、建筑物及作业人员、居民的安全。5.1监控方法及内容5.1.1用精密水准仪观测地表沉降及墙顶沉降、位移用光学测微法进行观测，测前应对仪器、标尺进行检定，每次测前应对仪器I角进行检测，I<15〃。控制网及首次观测可采用单程双测站观测，其后可采用单程单测站观测，监测点必须构成闭合环。采用高精度自动安平水准仪Ｎi007等、铟钢标尺。警戒值：累计沉降值不超过20毫米，每天2毫米。5.1.2坑外地下水位观测基坑外打4个井孔，井深超过基底一米，采用水位计（仪器精度正负1mm）观测地下水位的变化。坑内降水、开挖引起坑外的降水，每天不超过50mm，累计不超过500mm。5.1.3用测斜仪观测地连墙的水平位移在地连墙内埋设测斜管，先将测斜管绑在钢筋笼子的主钢筋上，密封测斜管底部及各处接头，将钢筋笼吊入开好的槽内。基坑共埋设5个测斜管。警戒值：累计水平位移变化不超过0.14H%。（H为基坑开挖深度，单位毫米）5.1.4用钢筋计观测基坑横撑轴力、环形梁内力（弯矩）根据设计要求，在基坑横撑内布置钢筋计。钢筋计与横撑内的主钢筋搭焊连接。沿环形支撑四周每层布置4个段面，共需埋设12个钢筋计。在帽梁、腰梁上每层布置3个段面，每个段面埋设2个钢筋计。共需埋设18个钢筋计。横撑内力的警戒值定在设计允许最大值的80%。5.1.5用精密水准仪观测原有建筑物及管线的沉降和位移：施工时，应对距基坑30米以内的原有建筑物（并结合实际情况）进行沉降及位移监测。在每侧建筑物及管线上，间隔12米左右设一观测点。用光学测微法进行观测，测前应对仪器、标尺进行检定，每次测前应对仪器I角进行检测，I<15〃。控制网及首次观测可采用单程双测站观测，其后可采用单程单测站观测，监测点必须构成闭合环。采用高精度自动安平水准仪Ni007等、铟钢标尺。警戒值：累计沉降值不超过20毫米。5.2观测周期开工前先进行初值观测。降水、开挖开始进行观测；基坑挖到基底前，1次/天；之后7天内1次/3天；从第22天起至完毕1次/7天。5.3所有监测量超过警戒值后，监测单位必须及时通知施工方、监理。由于测点难于保护，常受外界干扰，注意保护测点，并要区分成果的真伪。6.基坑支护系统拆除由于本工程地处繁华市区，不允许采用有声拆除方式，且破碎工程量大（每道支撑系统砼量为780m，混凝土强度高（C30），施工作业面狭长(480m)。为了保证工程总体施工进度，根据上述特点，选用静力破碎拆除方案（即化学试剂胀裂、机械胀裂拆除与人工拆除相结合的施工方法）。施工顺序：成品保护——搭设脚手架支撑——布孔——钻孔——灌注膨胀剂——风镐剔除——钢筋切割——支承柱拆除——渣土运输——检查验收。7.小结地下连续墙最早应用于水利水电工程，近几年在城市建设中，越来越多的地下连续墙被用于永久性结构的一部分，能起到挡土、防水和承受垂直荷载作用，越来越多的地下连续墙被用于超大型基础工程，前景广阔。