老廠房?jī)?nèi)深基坑閉口施工技術(shù)

摘 要:二十輥軋機(jī)在線改造閉口施工，深基坑開(kāi)挖前科學(xué)、合理地選擇基坑支護(hù)形式，開(kāi)挖中根據(jù)信息化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工，確保了基坑穩(wěn)定、行車運(yùn)行及原有設(shè)施的安全。

關(guān)鍵詞:閉口施工 支護(hù) 監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(b)-0099-03

1 工程概況

新增設(shè)施布置在已建成的6區(qū)主廠房?jī)?nèi)6-3～6-7線之間，和2區(qū)生產(chǎn)區(qū)域接壤。

1.1 原有設(shè)施簡(jiǎn)介

6區(qū)主廠房位于不銹鋼大道南側(cè)，西側(cè)與2區(qū)的中間庫(kù)垂直連通，6-1～6-3線為2區(qū)生產(chǎn)堆卷區(qū)，11號(hào)門為每天生產(chǎn)物流通道，距基坑邊只有4m～5m。如圖1所示。

6區(qū)廠房為單跨單坡全鋼廠房，跨距為36m，柱距為18m，屋面梁下翼緣距地坪凈空高度為15.8ｍ～17.8ｍ，跨內(nèi)布置的3臺(tái)行車在施工期間皆要運(yùn)行。

廠房柱基礎(chǔ)底標(biāo)高為-4.5m，鋼纖維地坪厚250mm，地坪樁為250×250mm的混凝土方樁，間距2m。6-3～6-4線間地下有以前遺留的Ф800鋼筋混凝土殘樁。基坑北側(cè)和西側(cè)的原有電纜隧道底標(biāo)高為-5.6m，頂標(biāo)高為-1.8m。

1.2 新增基礎(chǔ)情況

深設(shè)備基礎(chǔ)底標(biāo)高分別為-7.8m、-6.2m、-4.8m，最長(zhǎng)為57m，最寬為29.7m。設(shè)備基礎(chǔ)南側(cè)邊緣距6-A列柱基承臺(tái)邊凈距離為800mm，該空間內(nèi)還有一排地坪方樁，北側(cè)邊緣緊貼6-B列柱基承臺(tái)墊層。

1.3 土層分布和水文條件

本工程所處為軟土地基，根據(jù)地勘資料，基坑深度范圍內(nèi)土層分布依次如下:粉質(zhì)粘土(②)、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(③1)、砂質(zhì)粉土(③2)、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土(③3)、淤泥質(zhì)粘土(④)。③1層飽和呈流塑狀態(tài)，滲透系數(shù)小，僅為3.76E-06cm/s，很難通過(guò)疏干其含水以提高其強(qiáng)度，且靈敏度高、易受擾動(dòng)，易產(chǎn)生涌土現(xiàn)象。③2層砂性重，具有一定的滲透性能，易產(chǎn)生管涌、流砂等。場(chǎng)地內(nèi)潛水賦存于①1、③2土層中。

2 施工管理措施

根據(jù)現(xiàn)有廠房高度和新增設(shè)備基礎(chǔ)布置情況，通過(guò)對(duì)鋼板樁、SMW工法、灌注樁＋旋噴樁等多種方案比較，最終確定基坑采取拉森Ⅳ型鋼板樁加鋼管支撐的支護(hù)方式。采用履帶式機(jī)械手施工鋼板樁。

施工場(chǎng)地狹窄，分階段安排土方開(kāi)挖運(yùn)輸路線和支撐支設(shè)，避免了基坑開(kāi)挖后暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

2.1 鋼板樁支護(hù)措施

(1)采用12m和15m長(zhǎng)小咬口鋼板樁，樁頂標(biāo)高為-0.35m;開(kāi)挖深度6.3m以上的基坑采用一道支撐，開(kāi)挖深度7.9m的基坑采用兩道支撐(采用Ф609鋼管加活接頭)，支撐水平間距為4.5米;圍檁采用兩根H型鋼雙拼，沿基坑通長(zhǎng)布置。因鋼管支撐跨度較大，基坑內(nèi)設(shè)Ф300鋼管立柱(根入深度為6m)，柱間為雙拼槽鋼連桿。

(2)南側(cè)鋼板樁盡量包裹住原有的地坪方樁，局部采用小型號(hào)板樁封閉，咬合不緊密的部位基坑開(kāi)挖后及時(shí)采用槽鋼、鋼板補(bǔ)焊。北側(cè)柱基礎(chǔ)區(qū)域無(wú)板樁插入空間，缺口處采用30#槽鋼封閉。如圖2，3所示。

2.2 降水施工措施

為避免降水對(duì)原有設(shè)施影響，在基坑內(nèi)設(shè)置三排過(guò)渡井點(diǎn)，降水10天后挖土前拔除。考慮到基坑南北兩側(cè)圍擋局部不嚴(yán)密，在基坑南側(cè)廠房外設(shè)一排輕型井點(diǎn)，截?cái)嗄蟼?cè)來(lái)水。北側(cè)已有電纜隧道可視為一道擋水屏障，未設(shè)置井點(diǎn)。

2.3 基坑開(kāi)挖及支撐

基坑總的土方量為12290m3。遵循“開(kāi)槽支撐、先撐后挖、分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”的開(kāi)挖原則，并嚴(yán)禁坡頂堆載和行車在該區(qū)域運(yùn)行。

土方總體開(kāi)挖順序?yàn)閺奈飨驏|，并分成兩個(gè)階段進(jìn)行不同安排，其中6-3～6-5線挖土為第一階段，6-5～6-6線挖土為第二階段。地坪方樁和殘樁隨土方一起挖除。

2.3.1 第一階段(6-3～6-5線)

該階段土方開(kāi)挖量為5900m3，坑內(nèi)有253套地坪方樁，采用1.8m3履帶式反鏟挖機(jī)和0.5m3長(zhǎng)臂挖機(jī)各一臺(tái)?；觾?nèi)具備工作面后，及時(shí)進(jìn)行圍檁、立柱、支撐安裝。

2.3.2 第二階段(6-5～6-6線)

該區(qū)域土方開(kāi)挖量為6390m3，坑內(nèi)有144套地坪小方樁。采用1.8m3履帶式反鏟挖機(jī)、0.5m3長(zhǎng)臂挖機(jī)各一臺(tái)，其中第二塊和第三塊開(kāi)挖時(shí)，坑內(nèi)設(shè)一臺(tái)0.4m3反鏟小挖機(jī)配合施工。三塊土方施工順序:第一塊→第二塊→第三塊。出土分別利用10號(hào)門和6號(hào)門。

該區(qū)域板樁設(shè)兩道支撐，其中4道橫撐和12道角撐區(qū)域的挖土和支撐順序非常關(guān)鍵，施工前把6-5～6-6線基坑內(nèi)土方分塊、支撐進(jìn)行編號(hào)，如圖4所示。

配合土方開(kāi)挖，各道支撐的施工順序?yàn)?①上支撐、②上支撐→①下圍檁、②下圍檁→①下支撐→深坑降水→③上支撐、④上支撐→③下圍檁、④下圍檁及②下支撐→⑤上支撐、③下支撐及④下支撐→⑥上支撐、⑦上支撐→⑥下圍檁、⑦下圍檁→⑧上支撐、⑥下支撐及⑦下支撐→⑤下支撐、⑧下支撐。

2.4 鋼板樁拔除

基礎(chǔ)側(cè)墻外回填土后拔除板樁，在基礎(chǔ)墩上鋪設(shè)H型鋼平臺(tái)和路基箱。采取每隔3～4根進(jìn)行“跳拔”的方式。對(duì)拔樁造成的孔隙及時(shí)用中粗砂填實(shí)，避免引起土體位移和地面沉降。

3 信息化監(jiān)測(cè)

深基坑在廠房?jī)?nèi)閉口施工，開(kāi)挖后對(duì)現(xiàn)有設(shè)施影響較大，而且每天通行的鋼卷運(yùn)輸車動(dòng)荷載加大了基坑的危險(xiǎn)性，開(kāi)挖過(guò)程中利用每天的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。監(jiān)測(cè)工作歷時(shí)2個(gè)月。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括板樁頂沉降和位移、鋼管支撐軸力和周圍柱基礎(chǔ)位移與沉降。

樁頂位移變化:東西向:由于基坑從西側(cè)開(kāi)挖，而且受生產(chǎn)車輛影響，開(kāi)挖初期西側(cè)向坑內(nèi)位移變化相對(duì)較大，5天后逐漸減緩;南北向:北側(cè)向坑內(nèi)最大位移量為42mm，南側(cè)向坑外最大位移量為10mm。樁頂監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移情況如下圖所示。

周邊柱基礎(chǔ)位移變化:兩個(gè)方向向坑內(nèi)最大位移分別為26mm、29mm(如圖5)。

4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

從基坑開(kāi)挖到安全封底，柱基礎(chǔ)最終最大累計(jì)位移在30mm以內(nèi)，滿足GB50205-2001鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中鋼柱、吊車梁、軌道的允許偏差要求，所在廠房沒(méi)有出現(xiàn)有害位移，相鄰車間在線設(shè)備能夠正常生產(chǎn)。

該技術(shù)采取在廠房?jī)?nèi)閉口施工，既確保了基坑施工和原有設(shè)施的安全，又縮短工期20天，節(jié)約施工措施費(fèi)約50萬(wàn)元。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的日益加劇，城市用地的減少，工業(yè)設(shè)施在線改造和老城區(qū)改造工程越來(lái)越多。本技術(shù)通過(guò)事前策劃科學(xué)的支護(hù)形式，過(guò)程中合理安排施工并利用信息化監(jiān)測(cè)，有效解決了老廠房?jī)?nèi)深基坑施工安全和對(duì)周邊環(huán)境影響等，受到業(yè)主和監(jiān)理的高度評(píng)價(jià)，其良好的施工效果為今后類似工程施工積累了經(jīng)驗(yàn)，其成功的施工技術(shù)具有廣泛的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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