银七星单道支撑施工技术(终结篇)

Shanghai Baosteel Engg.& Construction Corp. 上海银七星室内滑雪场裙楼改建工程 深基坑单道支撑施工技术 张平 陈波

（上海宝钢工程建设总公司，上海，201900 ）

摘 要：介绍了上海银七星室内滑雪场裙楼改建工程大型基坑深基础单道支撑施工技术，该工程采用大开挖的施工办法，综合运用了单道支撑结合格构柱、深层搅拌桩结合刚性垫层、大体积砼浇筑等施工技术，并结合全过程的信息化监测，保证了施工期间的安全，取得了大型深基坑单道支撑施工的成功。 关键词：单道支撑，格构柱，监测

作者：张平（1981-），男，江苏盐城人，学士；陈波（1978-），男，上海南汇人，工程师

One sustentation of the pit technologies of Shanghai YinQiXing indoor skiing site

1 引 言

单道钢筋混凝土支撑的围护形式是近年来建筑界深基坑施工所关注和研究的重要课题，深基坑单道支撑施工能有效的降低工程造价，缩短施工周期，符合建设节约型社会的要求。现今，越来越多的基坑工程采用了单道钢筋混凝土围护支撑施工。

银七星室内滑雪场裙楼改建工程为上海大顺北海道滑雪有限公司投资兴建的大型商务、办公建筑，总建筑面积97196平方米，其建筑层数分别为裙楼5层和南楼27层、北楼26层。主楼及裙房均设2层地下室，地下室互相连通，地下一层层高3.6m，地下二层层高3.15m。

本工程地下室采用顺作法施工，桩基采用预应力混凝土管桩，工程桩共577根，桩长22~29米，基坑挖深为8.3米，支撑体系采用一道钢筋混凝土支撑，立柱桩采用φ650钻孔灌注桩，桩顶3.0m800，内插450×450角钢格构柱。

本工程土方采用分层开挖施工方案，混凝土钻孔灌注桩围护挡土，深层搅拌桩帷幕止水，一道钢筋混凝土支撑作为基坑内支撑。在车库出口处采用600H型钢支撑作临时支撑，本工程土方量约9.5万立方米。

为了减少围护在施工过程中的变形，在钻孔灌注桩外侧采用了深层搅拌桩配合，基坑底部垫层和围护桩直接相连，垫层采用刚性垫层。

根据银七星滑雪场裙楼改建工程的特点及所处的位置，该工程施工具有二大难点：基坑面积大、工期紧。

（1）地质条件较复杂。现场存在大面积的暗浜，对基坑的开挖施工都带来了一定的难度。

（2）本工程围护仅采用一道支撑的围护形式，故对格构柱的平面精确度以及支撑梁的技术要求都比较高。

（3）本工程地下部分施工时，格构柱的不均匀沉降控制也是本工程实施过程关键技术之一。

（4）本工程西侧为滑雪场现有建筑，离基坑仅有7.8米距离，因此基坑开挖期间对其保护显得至关重要。

（5）本工程底板混凝土为大体积混凝土，最大边距为105m×83m，需采取必要的措施来控制底板可能出现的裂缝。

（6）本工程基坑面积达8715m2，属大面积的深基坑，取土量达9.5万m3，必须加强周边环境的观察，实施信息化施工，与挖土时的“时空效应”紧密相结合，最大限度地减小基坑的变形是施工的一个关键技术。

3 单道围护支撑措施

3.1围护体系：

基坑西侧采用φ900@1100的钻孔灌注桩，其余几侧采用φ850@1050的钻孔灌注桩，桩身混凝土强

2 施工技术难点

度等级C30（水下），有效桩长15.0～19.5m。场地西侧钻孔灌注桩施工至自然地面下30cm，顶设1000×300钢筋混凝土压顶梁，相对标高-2.55m处设置1200×800mm钢筋混凝土圈梁，其余几侧钻孔灌注桩施工至相对标高-2.95m处，上做1200×800mm钢筋混凝土圈梁，并与场地西侧圈梁相连。灌注桩外侧采用双排（局部3排）两轴搅拌桩φ700@1000作为止水帷幕，搅拌桩施工至自然地面，有效桩长一般为15m，局部3排处最外排为5m，搅拌桩顶插1～6m长φ48×3.0焊管。搅拌桩采用P32.5级普硅水泥，水泥掺入量13%（暗浜区域增加至18%，三喷四搅），水灰比0.55；搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于0.8MPa。（详见图一）

3.2坑底加固

基坑西侧内部采用2φ700@1000两轴水泥土搅拌桩进行裙边式暗墩加固，暗墩宽度5.2m，暗墩深度基坑底面以下4m（水泥掺入量13%），以上5m（水泥掺入量8%）。基坑西侧钻孔灌注桩与两轴搅拌桩间采用压密注浆，注浆间距一般为1100mm，注浆深度至搅拌桩底。（详见图一）

（图一） 3.3电梯井处理

对电梯井、集水井等落低区采用2排双轴搅拌桩φ700@1000重力坝围护以保证该落深区的安全，减小对周围建筑物、管线的影响，以保证整个基坑的稳定。

3.4支撑

本基坑地下二层，拟采用一道支撑，支撑采用钢筋混凝土支撑。混凝土支撑刚度大，可较好的控制变形，确保周边建（构）筑物的安全。

3.5立柱

立柱桩采用φ650钻孔灌注桩，桩顶3.0m扩径至

φ800，内插450×450角钢格构柱（采用4根9m长

L140×140×10角钢及若干扁铁焊接）。型钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

4 关键施工技术措施

4.1施工顺序

按水泥土搅拌桩－钻孔灌注桩－坑内加固—圈梁、支撑－降水－挖土的顺序进行施工。

4.2两轴水泥土搅拌桩：

（1）采用的普硅水泥应新鲜、干燥，无结块现象。 （2）桩位定位偏差不超过5cm，桩径偏差不超过2cm；垂直度偏差不超过1％。

（3）相邻桩施工时间间隔不得超过12小时。 （4）深搅桩施工采用二喷三搅的施工工艺(上、下三次，其中第一、第二次提升时喷浆)，暗浜区增加一次喷搅，喷浆提升速度不大于0.5m/min。

（5）应设专人对每根桩的水泥掺量、搅拌情况和施工情况做详细的记录。

（6）在水泥土搅拌桩施工时会产生一定的挤土现象，施工时应对周围建筑物、道路、管线进行监测，并根据监测结果控制施工速度，并合理安排施工流程，防止对临近地下管线及建筑物的影响。（详见图二） 4.3注浆

（1）基坑西侧钻孔灌注桩与搅拌桩间进行压密注浆。

（2）压密注浆采用新鲜P32.5级普硅水泥，浆液的注入率为20％，水灰比为0.5。浆液配比：水泥：粉煤灰：水玻璃＝1:0.5:0.04；粉煤灰为细度大于200目磨细粉煤灰。 注浆孔间距一般为1100mm，拔管高度0.33m，注浆顺序采用跳孔间隔注浆。注浆深度至相邻搅拌桩底。（详见图二） 4.4压顶梁、圈梁与支撑

（1）压顶梁、圈梁、支撑与联系杆混凝土强度等级均为C30；钢筋保护层厚度上面及左右面为35mm，下面为50mm。压顶梁尺寸为1000×300，圈梁尺寸为1200×800，支撑尺寸为900×800及800×800，联系杆尺寸为600×800，翼角500mm。

（2）圈梁主筋相互锚入1000mm，支撑主筋锚入圈梁或支撑800mm，联系杆主筋锚入圈梁或支撑600mm。 （3） 25@1100吊筋相连，支撑、联系杆需开槽施工。（详见图二） 4.5降水施工要求

（1）基坑内均采用深井结合轻型井点进行降水，降水施工应于开挖前30天左右进行，降水方案需征得设计同意。降水方案应结合支撑施工以及土方开挖进行，（5）垫层应与围护桩直接相连。西侧土方开挖应分开跳挖，沿基坑边坑底暴露宽度不宜大于15m，开挖到底后应及时浇筑垫层（坑边9m范围内采用配筋垫并视水位监测情况对方案进行适当调整。

（2）基坑开挖前基坑内地下水位须降至坑底以下2.0m左右，同时保证基坑超挖处的水位也降至坑底0.5m以下。

（3）深井降水孔深宜为16m，成孔直径700mm，井管直径325mm，侧边应对主要控制对象一侧设置水位观测孔。

（4）为提高降水效率，自然地面下3m采用光管，其下为11m长滤水管，最下2m为沉淀管，滤水管及沉淀管周围回填洁净粗砂（含泥量小于2％）作为过滤层，光管周围用粘土球封孔。 （5）浅层土体采用轻型井点降水进行疏干，总管设于支撑平面。

（图二） 4.6土方施工要求 （1）支撑体系完全形成并且混凝土围檩、支撑及围护桩须达到养护要求后方可开挖。严格按照分块、对称、平衡、限时的开挖要求，单块施工时间严格控制在8小时内，开挖后立即浇筑垫层。

（2）土方开挖工程应分层、分段开挖，分块位置需做放坡处理，坡比宜为1：1.2。

（3）施工中严防机具等碰撞损坏围檩、支撑、立柱及降水设施，机械进出口通道处，应事先在基坑护壁附近铺设路基箱或混凝土板以保护围护结构。

（4） 开挖至坑底30cm处，采用人工挖土，严禁超挖。大面积基坑开挖到标高后，及时完成垫层浇注(8小时内完成)，然后开挖局部深坑。

层10@300双向）

挖土深度及平面工况（详见图三） 图（三） 4.7拆撑、换撑 （1）底板、中楼板以及传力带达到设计强度的80％后，方可进行换撑、拆撑。 （2）基坑西、北两侧底板直接浇注至围护结构，东、南两侧底板传力带厚度300mm，C30素混凝土；中楼板传力带厚度200mm，C30钢筋混凝土，长度3m，间隔1m，传力带顶面与中楼板顶面同标高，并与中楼板同时施工，配筋同中楼板配筋。 （3）换撑板带必须与围护桩有可靠连接，中楼板局部缺失部位设置临时钢支撑。

5 计算

5.1计算结果 支撑系统变最大变形最大轴力最大弯矩最大剪力形及内力 mm kN kN*m kN 圈梁 14 4968.4 2714.1 1537.9 支撑 12.7 5634.6 围护结构弯矩、变形及稳定性 剖面号 1-1 2-2 5-5 6-6 开挖深度m 8.30 8.30 7.90 7.60 最大变形mm 29.6 30.6 30.7 31.1 最大弯矩1190 1070.7 1056.7 936.0 kNm/m 整体稳定安1.68 1.98 1.77 1.71 全系数 墙底抗隆起 3.56 3.56 3.36 3.42 坑底抗隆起 2.06 2.38 2.14 2.05 抗倾覆 2.10 2.41 2.06 1.72 桩径及间距 Φ900@1100 Φ900@1100 Φ850@1050 Φ850@1050 支撑轴力kN 288.4 274.9 287.4 289.3

5.2立柱桩及格构柱承载力稳定性计算

立柱桩采用钻孔灌注桩，直径850，桩长12m，桩端为⑤1粉质粘土夹砂层，计算时参考土性相对较差的C7。

（1）单桩承载力设计值

RdUlifs/sApfp/p

3.140.85(6.30205.7035)/1.600.7850.852500/1.6

=720KN

单根立柱荷载设计值（以角部最重处为例） N21.250.80.8(9.59.59.52)25640kN 承载力满足要求！ （2）立柱格构柱验算 立柱格构柱4L140×14，缀板200×400×10@650 单肢角钢 面积A＝37.57cm2 ，iv 2.75cm，Ix689cm4，y03.98cm 柱边长为45cm

格构柱A＝310.28cm2，Ix107293.9cm4 格构柱回转半径ix(Ix/A) = 18.60cm 格构柱细长比l0/ix35.22

单肢细长比1(6520)/2.7516.36 220x138.84

稳定系数0.902

N/(A)480/(0.87437.574)47.21MPa215MPa 单肢稳定性116.360.5max25 且40，满足！

6 施工监控

本工程地下二层，基坑面积达8715m2，监控项目有：围护灌注桩水平、垂直位移监测、支撑轴力测量、坑外地下水位监测孔、立柱沉降监测、基坑坑底隆起测量等。

主要监测结果：

围护桩：桩顶位移最大29mm，桩顶沉降最大12mm；

立柱桩：差异最大7mm;

地下坑外水位:下降最大0.5m;

周边建筑物沉降:西侧滑道最大30mm。

通过合理有效的监测,掌握基坑及变形规律,通过数据分析施工对环境的影响,从而合理的制定出了施工方案。

7 实施效果

在大面积深基单道钢筋混凝土支撑施工过程中，通过对格构柱精确度、基坑降水、土方开挖方式等采取针对性措施，确保了基坑施工的每一工况与设计工

况的一致；同时，在实

施过程中以创新的运用分开跳挖及对相关的施工节点采取措施，克服了以往深基坑采用二道或多道支撑施工的困难。

本工程从2007年8月8日开始进行第一块土方开挖，2008年5月1日完成地下室的施工，比预定计划提前一个月，为后期的工期要求奠定很好的基础。

8 结束语

通过本工程大面积深基坑单道钢筋混凝土围护支撑施工，得到如下一些体会：

（1）根据以往经验本工程基坑需要设二道支撑，这样材料的一次性投入大大提高了，给后期的支撑拆除带来较大困难。

（2）深基坑单道围护支撑施工，设计和施工的紧密结合对施工质量、进度的控制较为关键，本工程从一开始到结束始终将施工与设计紧密结合，提高了围护支撑施工的质量，加快了施工进度。

（3）深基坑单道围护支撑施工能有效的降低工程造价，缩短施工周期，积极的响应了国家倡导的节约型社会发展的趋势。