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懸臂圍護結(jié)構(gòu)深大軟土基坑大陽角施工技術(shù)

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（二十三）懸臂圍護結(jié)構(gòu)深大軟土基坑大陽角施工技術(shù)
1. 技術(shù)背景
目前，隨著城市化進程的不斷推進，城市改造升級不斷深入，城市中心區(qū)的建筑用地非常稀缺，
對地下空間利用越來越深入。由于地處城市中心區(qū)，用地非常緊張，因此基坑深度也在不斷向下加
深，超大深基坑勢在必然。在城市中心區(qū)不斷涌現(xiàn)超大規(guī)模城市綜合體工程。而這類超大深基坑周
圍環(huán)境極為復雜。基坑周圍存在地鐵車站、隧道、河道、地下管線、高層建筑物、老舊建筑等。該
類工程的基坑規(guī)模也在不斷擴大，基坑與建構(gòu)筑物的距離越來越近。基坑變形對其安全直接關(guān)聯(lián)，
也使基坑施工難度大大增加。
2. 技術(shù)簡介
復雜的周邊環(huán)境也使基坑形狀異型多樣。尤其是陽角基坑，陽角處還存在重要建筑，陽角部位
的變形要求高，基坑變形控制難度大大增加。昆明市綜合交通國際樞紐建設項目基坑緊鄰兩條地鐵
線路，同時基坑不規(guī)則存在陽角，陽角緊鄰高層，施工難度大，在實施過程中，項目改善施工工藝，
克服施工困難，形成多篇論文、專利，獲得多項科技獎及BIM 獎項，項目總結(jié)施工過程形成此施工
技術(shù)。
3. 適用范圍
本技術(shù)適用于周邊環(huán)境復雜的深大基坑，基坑與建構(gòu)筑物距離近，或者是基坑與其貼合，基坑
變形要求嚴格。尤其是圍護結(jié)構(gòu)存在較大的懸臂段的情況，以及基坑異型并且存在大陽角情況。
4. 施工工藝流程及操作要點
4.1 施工工藝流程
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施工工藝流程圖
4.2 施工操作要點
4.2.1 施工準備
優(yōu)化設計，施工方案確定，地下連續(xù)墻施工
基坑支護設計經(jīng)過多方案對比，綜合考慮基坑支護結(jié)構(gòu)成本、施工平面布置、土方開挖效率、
結(jié)構(gòu)施工、支撐拆除，以及兩墻合一、逆作法施工等等多方面因素。確定了最終的實施方案。
整坑施工方案圖
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施工地下連續(xù)墻
1 對于環(huán)撐豎向支撐處，采用旋挖灌注樁施工工藝進行豎向立柱樁施工，將立柱樁鋼筋與格構(gòu)
柱采用焊接連接，立柱樁埋入地下深度較深。
2 沿地下連續(xù)墻身，在每道水平支撐標高位置范圍預埋直螺紋接駁器。
4.2.2 第一層土方開挖
1 安裝準備。進行安裝前需要在計劃安裝樓層施工時，架體平面布置圖預留導軌洞口（300mm
×300mm）以及安裝預埋件，可以使用管道或者井道洞口，導軌洞口較小后續(xù)修補簡單。隨著主體上
升，上面各層也應同樣預埋，且應保證與下面各層預留孔的垂直度。
2 安裝支座。在安裝層結(jié)構(gòu)施工完成后，首先安裝支座，根據(jù)平面布置圖，不同位置安裝不同
支座，使用塔吊輔助安裝，安裝時需確保安裝精度，防止影響導軌垂直度。
節(jié)點示意圖
3 安裝懸挑主梁以及導軌。在安裝前，需要先將懸挑主梁與導軌組裝固定，使用塔吊將導軌與
懸挑主梁組件吊裝至支座位置，使用插銷與支座固定。然后安裝導軌斜撐組，防止導軌傾覆彎曲。
4 安裝上桁架以及所有操作平臺。先在模板下墊四根木梁，然后在模板上安裝次背楞、主背楞、
斜撐、挑架，注意背楞調(diào)節(jié)器與模板背楞的支撐情況，安裝背楞扣件，用鋼管扣件將挑架連接牢固，
注意加斜拉鋼管。斜撐用鐵絲和模板背楞綁在一起，防止在吊起過程中晃動。平臺要求平整牢固，
在與部件沖突位置開孔，以保證架體使用。
5 將拼裝好的模板和架體整體吊起，平穩(wěn)掛于第一次澆筑時埋好的受力螺栓（掛座體）上，插
入安全插銷。利用斜撐調(diào)節(jié)角度，校正模板。完成吊裝過程。
4.2.3 首道支撐遠端施工
遠端范圍土方開挖后，及時展開混凝土支撐施工。并在支撐梁內(nèi)預埋軸力監(jiān)測點。
首道支撐遠端施工圖
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并將支撐梁延伸至留土范圍，并使斜拋撐支座一并澆筑。
支撐梁施工縫留置，避開支撐梁復雜的交叉節(jié)點，避開格構(gòu)柱，避開支撐梁鋼筋加密區(qū)。
確保遠端支撐梁施工完畢，并可對留土區(qū)的斜撐形成有效支撐。
需安排專人進行灑水養(yǎng)護，確保混凝土表面處于濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護時間不少于7 天。
遠端支撐梁最后一段混凝土澆筑完成，并對其養(yǎng)護至混凝土強度達到設計對拆撐要求的強度，
或達到設計強度的80%以上。
4.2.4 首道支撐留土范圍斜拋撐安裝
留土區(qū)域斜拋撐吊裝就位，液壓千斤頂按設計加載要求，分級20%，40%，60%，80%，100%逐級
加載。加載順序，隔一加一進行，然后再加載余下部分。加載后靜置24 小時以上。
首道支撐留土范圍斜拋撐安裝圖
4.2.5 第一層土方坑邊留土開挖及剩余支撐施工
1.斜拋撐下留土開挖。開挖順序，根據(jù)施工便利，跳倉開挖或由兩端開始。開挖過程避免機械
碰撞鋼管斜拋撐。控制開挖節(jié)奏，不可采用短時間全部挖出快速卸土的方式開挖。
第一層土方留土開挖圖
開挖過程，加強監(jiān)測，如出現(xiàn)變形超出預警值，暫停開挖，立即采取應急措施。
2.留土區(qū)域開挖后補齊支撐，具體做法同其他區(qū)域支撐施工工序。混凝土支撐養(yǎng)護強度達到設
計強度后，開始下一層土方開挖。
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首道支撐留土范圍支撐補齊圖
4.2.6 第二層土方開挖準備
首道支撐形成后，第二層土方開挖前的準備工作如下：
監(jiān)測基坑變形穩(wěn)定情況，沒有出現(xiàn)基坑變形突變情況，沒有超預警情況。
基坑未出現(xiàn)滲漏情況。基坑周邊環(huán)境未出現(xiàn)異常開裂情況。
核對圖紙，支撐是否完善，與圖紙是否一致。
混凝土養(yǎng)護是否到位，混凝土強度是否達到下一步開挖的設計強度要求。
基坑降水水位，是否下降到下一步開挖面以下1m。并監(jiān)測回灌井水位是否下降。觀測井水位有
無異常等。
4.2.7 第二層土方遠端開挖
1.水平支撐、腰梁的混凝土強度達到設計要求的強度，首道水平支撐全部施工完成后，開始第
二層土方開挖。在土方開挖過程中，將水平支撐底部的碎石、混凝土墊層清理干凈。
第二層土方遠端開挖圖
2.第二層土方開挖以棧橋為通道，以7 個環(huán)撐為單元，在圓環(huán)設置土馬道，由四周向中心推進。
第二層土方開挖整體由北向南推進。
3.第二步土方開挖至第二道支撐底標高下100mm，用于澆筑C20 混凝土墊層，及時開始支撐梁的
施工。
4.2.8 第二道支撐遠端施工
對第二層土方遠端開挖范圍，及時施工混凝土支撐，并及時養(yǎng)護。在遠端分塊開挖全部完成，
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并逐塊形成支撐后，開始變形敏感區(qū)域留土的開挖。
第二道支撐遠端施工圖
4.2.9 第二層土方留土分段開挖
1.第二層留土區(qū)域分塊開挖，分塊完善支撐。避免開挖后，長期暴露，支撐無法形成。
第二層土方留土分段開挖圖
2.隨開挖隨即形成支撐，分段開挖，分段形成支撐。建議在開挖后48 小時內(nèi)形成支撐。
坑邊范圍第二道支撐補齊圖
4.2.10 依次進行剩余各層土方開挖
依次進行第三層土方開挖，及第三道內(nèi)支撐施工。遇到第三道水平支撐距基底高度較小情況，
不能滿足挖掘機械的正常施工，需要挖掘機械在第三道水平支撐上進行最后一步土方開挖，支撐范
圍內(nèi)采用大小挖機接力挖土。
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筏板施工完成開始拆除第三道支撐圖
4.2.11 筏板施工
第四層土方開挖，及時逐塊施工筏板，優(yōu)先施工基坑周邊筏板，對圍護結(jié)構(gòu)形成支撐。筏板施
工完成及時養(yǎng)護，混凝土達到設計強度后，開始第三道支撐拆除。
筏板施工完成開始拆除第三道支撐圖
4.2.12 支撐拆除
1.第三道支撐拆除
筏板施工完成，開始第三道支撐拆除。支撐拆除順序，保留對撐，對圍護結(jié)構(gòu)陽角形成支撐。
及時施工支撐拆除區(qū)域的地下三層結(jié)構(gòu)，已施工的地下三層結(jié)構(gòu)與保留對撐進行換撐。在對撐兩側(cè)
地下三層結(jié)構(gòu)均施工完成后，開始拆除對撐。并補齊地下三層所有結(jié)構(gòu)。
第三道支撐拆除保留對撐工況圖
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第三道支撐拆除保留陽角對撐工況圖
2.第二道支撐拆除
在地下三層結(jié)構(gòu)混凝土達到設計要求強度后，開始第二道支撐拆除。第二道支撐拆除順序同第
三道支撐拆除順序。第二道支撐拆除完成，地下二層結(jié)構(gòu)施工完成，并將首道支撐上的斜拋撐換撐
到地下二層頂板結(jié)構(gòu)上，拆除首道支撐上的斜拋撐。
3.首道支撐拆除
首道支撐拆除順序，同第三、第二道支撐拆除順序。及時施工支撐拆除區(qū)域的地下一層結(jié)構(gòu)，
并將支撐上的材料堆場、加工場及時轉(zhuǎn)換到地下室頂板結(jié)構(gòu)上。在對撐兩側(cè)地下一層結(jié)構(gòu)均施工完
成后，開始拆除首道支撐的對撐。并補齊地下一層所有結(jié)構(gòu)。
首道支撐拆除保留對撐工況圖
首道支撐拆除保留陽角對撐工況圖
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4.支撐拆除過程變形控制
支撐拆除過程，優(yōu)先拆除變形控制嚴格，變形敏感區(qū)域。并及時完善結(jié)構(gòu)。使新施工結(jié)構(gòu)對基
坑形成支撐，結(jié)構(gòu)和支撐之間的換撐緩慢完成。
支撐拆除分層分區(qū)拆除，拆除一區(qū)支撐形成一區(qū)結(jié)構(gòu)。并保留主要對撐角撐，待對撐和角撐兩
側(cè)結(jié)構(gòu)形成后，再拆除對撐和角撐。
5. 材料與設備
5.1 主要材料
表5.1 主要材料配置表
序號材料名稱規(guī)格型號用于施工部位
1 鋼筋/ 地連墻、立柱樁、腰梁、支撐梁及封板施工
2 格構(gòu)柱型鋼型鋼按圖紙立柱樁中預埋鋼結(jié)構(gòu)柱
3 直螺紋接頭φ28mm 地連墻與腰梁接駁器
4 多層板15mm 厚腰梁、支撐梁及封板模板支設
5 木方50×10 腰梁、支撐梁及封板模板支設
6 混凝土按圖紙地連墻、立柱樁、腰梁、支撐梁、封板及墊層施工
7 鋼管φ48 腰梁、支撐梁及封板模板加固
8 U 托常規(guī)支撐梁及封板模板加固
9 卡扣常規(guī)支撐梁及封板模板加固
10 絲桿φ16mm 腰梁、支撐梁模板加固
11 山形卡常規(guī)腰梁、支撐梁模板加固
12 螺母常規(guī)腰梁、支撐梁模板加固
13 塑料布0.2mm 厚腰梁、水平支撐及封板底部墊層
5.2 主要設備
表5.2 主要機械設備配置表
序號設備名稱型號規(guī)格數(shù)量額定功率（KW） 用于施工部位
1 塔吊ST5513-6 7 臺53.4 設備、材料吊運
2 挖掘機SK350 (1.8m³) 8 臺柴油197 土方開挖
3 挖掘機PC220 (1.0m³) 12 臺柴油125 土方開挖
4 自卸汽車8m³ 200 輛天然氣土方外運
5 25t 汽車吊QY25V 1 臺柴油199 設備、材料吊運
6 鋼筋調(diào)直機GT4/14 2 臺8 鋼筋加工
7 鋼筋彎曲機GJ7-40 2 臺3 鋼筋加工
8 鋼筋切斷機GJ5-40 2 臺5.5 鋼筋加工
9 直螺紋套絲機GZW50A 4 臺3 鋼筋加工
10 砂輪切割機Y90L-2 2 臺3 鋼筋加工
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序號設備名稱型號規(guī)格數(shù)量額定功率（KW） 用于施工部位
11 電焊機BX1-500-2 2 臺12 鋼筋加工
12 木工圓鋸MJ105-1 2 臺5.5 模板加工
13 手電鋸W-2.5/5D 6 臺3 模板加工
14 空壓機PH-10-88 2 臺7.5 模板加工
15 混凝土振動器ZX50 4 臺1.5 混凝土澆筑
16 汽車泵THB56X 2 臺/ 混凝土澆筑
17 繩鋸切割機/ 20 臺22 支撐切割
18 叉車12t 4 臺/ 支撐砼塊駁運
19 吊車75t 4 臺/ 支撐段吊裝
20 平板汽車80t 12 臺/ 支撐段外運
6. 效益計算分析
6.1 經(jīng)濟效益分析
本工法解決了復雜周邊環(huán)境復雜地質(zhì)條件下懸臂圍護結(jié)構(gòu)大陽角超大深基坑內(nèi)支撐采用多道多
圓環(huán)整坑施工整體受力的施工工藝中時間長、基坑整體穩(wěn)定性和對周邊建筑物構(gòu)筑物影響等問題。
相較于較多深基坑采用雙圓環(huán)的水平支撐方法，本工法減少深基坑施工風險,實現(xiàn)整坑多圓環(huán)同時施
工提高施工效率，同時有效控制基坑整體變形,保障施工安全,縮短工期。
表6.1 成本明細表
序號內(nèi)容明細備注
1 開挖階段降低工期成本30000 元/天×180 天540 萬元
2 支撐拆除降低工期成本30000 元/天×60 天180 萬元
3 合計720 萬元
6.2 社會效益
本工法采用高效的施工工藝，有效保證深基坑整體受力及周邊建筑物構(gòu)筑物與深基坑本身結(jié)構(gòu)
安全，同時滿足施工工序有效穿插。該工法在昆明市綜合交通國際樞紐項目基坑施工得到有效運用，
節(jié)約工期降低了人力物力投入，保障了周圍的居民正常生活及臨近地鐵正常運營，為類似工程提供
有力參考。
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7. 應用實例（典型照片）
圖1 大陽角首層土方開挖圖2 首層土方近端留土工況
圖3 首道支撐斜拋撐安裝圖4 首道支撐留土開挖
圖5 第二層土方開挖圖6 第二道支撐施工
圖7 內(nèi)支撐整體成型圖8 第三道支撐分區(qū)拆除
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圖9 首道支撐斜撐換撐到結(jié)構(gòu)梁板圖10 首道支撐保留對撐工況
8. 技術(shù)咨詢服務單位聯(lián)系方式
技術(shù)提供單位中建一局總承包公司
主要完成人張廷安、胡賀祥、繆應璟、張德洋、李朝來
技術(shù)咨詢聯(lián)系人繆應璟聯(lián)系電話18846091791

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