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混凝土栈桥与支撑相结合的深基坑开挖技术

2014-09-20

建筑施工 2014年3期
关键词:栈桥塔楼土方

中国建筑第八工程局有限公司天津分公司 天津 300452

1 工程概况

天津双子塔项目位于天津市中心城区西南部,包括2 栋塔楼,分别为A塔和B塔,位于津静公路的两侧,是天津新技术产业园区的重要组成部分。项目地处京津发展轴,与中心城区唇齿相依,临近高速公路、铁路枢纽、航空港及海港。项目距天津市中心城区的核心区仅9 km,距北京市及首都国际机场120~140 km,距天津港及天津开发区50 km,具有优越的地理位置和区位优势。

本工程2 栋塔楼建筑高度221 m,地上43 层,设3 层及1 层夹层地下室,建筑面积26.67 万m2。

A塔楼基坑面积约15 300 m2,周长504 m,场地自然地坪标高为-0.95 m。地库区基坑底标高为-19.6 m,开挖深度为18.65 m,塔楼区基坑底标高为20.8 m,塔楼区开挖深度19.85 m,局部加深区开挖深度达到25.3 m。基坑围护结构采用“二墙合一”的地下连续墙,墙厚为1 000 mm,支撑体系采用钢筋混凝土环撑+对撑的形式,共设置2 道支撑,如图1所示。

B塔楼基坑面积约14 300 m2,周长504 m,其各类标高与开挖深度同A塔楼。基坑围护结构采用“二墙合一”的地下连续墙,墙厚为1 000 mm,支撑体系采用钢筋混凝土十字对撑+边桁架的形式,共设置2 道支撑,如图2所示。

图1 A塔楼基坑支撑平面示意

图2 B塔楼基坑支撑平面示意

特别说明的是,图2中的缓冲区是为解决与其相邻的其它基坑同时开挖的技术难题,本文中不做具体阐述,只针对对撑区域的土方开挖展开论述。

2 方案研究

2.1 A塔楼方案研究

针对A塔楼支撑形式,提出A塔楼对撑与栈桥相结合的施工方案[1],A塔楼栈桥布置如图3、图4所示。

图3 A塔楼栈桥平面布置

图4 A塔楼栈桥剖面

栈桥区域立柱桩主要有3 种形式:栈桥区域利用工程桩的立柱桩,直径由600 mm全长扩径至800 mm,桩长加长至36 m;栈桥区域利用Φ800 mm工程桩的立柱桩,在桩上直接安装钢立柱;栈桥区域增打Φ800 mm立柱桩,桩长为36 m。

第一步土方开挖及第1道支撑施工完成后,第二步土方开挖开始利用栈桥,栈桥坡度为1∶7。

第二步土方开挖时运土车自栈桥进入基坑内,采用中心岛的开挖方式,按照“先角后边”的顺序进行二步土方的开挖,并插入第2道支撑的施工。

第2道支撑施工完毕并达到设计强度后,开始进行第三步土方的开挖,运土车辆还是从栈桥进入坑内的中心岛,通过挖掘机接力的方式开挖土方,同样遵循“先角后边”的开挖顺序,最后利用长臂挖掘机座落在栈桥上进行第三步土方的收尾工作[2]。土方开挖示意如图5、6所示。

2.2 B塔楼方案研究

针对B塔楼支撑形式,采用栈台出土的方案,根据现场实际情况,进行出土栈台的布置,如图7、8所示。

栈桥区域立柱桩形式同A塔楼形式。

第一步土方开挖及第1道支撑施工完成后,第二步土方开挖开始利用栈台,栈桥坡度为1∶7。

第二步土方开挖时运土车自栈台进入基坑内,为给2 道支撑施工提供足够工作面,先将边桁架区域的土方掏挖完成,再将十字对撑区域的土方掏挖完成,“田”字支撑内形成4 个小中心岛,同时插入第2道支撑的施工。

他们的婚姻生活是雅致和雅趣的结合,夫妻俩经常不定期地请一些“亲爱的”来参加“一壶酒、一碟菜”的“蝴蝶会”,还在酒席上行“新水令”。他们在朋友的帮助下,用五线谱等记下了评弹的词和曲,使得无论哪个国家的音乐家拿起乐谱都可以演唱。

第2道支撑施工完毕并达到设计强度后,开始进行第三步土方的开挖,运土车和挖掘机停靠在栈台上,进入基坑内的挖掘机通过接力的方式将土方倒运至栈台附近,然后通过栈台上的挖掘机装车运土,最后更换长臂挖掘机进行第三步土方的收尾工作。土方开挖示意如图9、10所示。

图5 A塔楼中心岛开挖示意

图6 A塔楼基底土方收尾示意

图7 B塔楼栈台平面布置

图8 B塔楼栈台剖面示意

3 实施要点

3.1 栈桥施工

3.1.1 A塔楼栈桥施工

A塔楼栈桥区域分为3 个施工区域,东侧栈桥梁板与第1道支撑杆件分离,栈桥板面标高为-0.95 m,此区域为施工平台一区域;中部栈桥坡道板面标高为-0.95~-2.40 m,此区域为混凝土坡道区域;西侧栈桥梁板与第1道支撑相结合,栈桥板面标高为-2.40 m,结合部位支撑梁内配筋采取栈桥梁配筋方式[3],此区域为施工平台二区域。

图9 B塔楼土方开挖示意

图10 B塔楼基底土方收尾示意

施工平台一区域栈桥梁板与第1道支撑杆件分离,土方开挖至第1道支撑梁底以下100 mm处,在支撑梁底及支撑梁间方块区域浇筑厚100 mm C20素混凝土垫层,垫层比栈桥每边投影边界宽出200 mm,垫层上铺设石油沥青油毡隔离层。此区域分2 次进行混凝土浇筑[4],第1道支撑浇筑完成后,在支撑梁间方块区域搭设碗扣式脚手架,架体搭设高度为2.1 m。脚手架板底次龙骨木方截面宽度为50 mm,截面高度为100 mm,按间距200 mm布置。顶托内托梁为Φ48 mm双钢管,立杆横向间距、纵向间距、脚手架步距均为0.9 m。经验算,架体安全,验收合格后进行梁板模板安装、钢筋安装、混凝土浇筑作业。

施工平台二区域支撑与栈桥相结合,将此区域内土方开挖至栈桥板底标高以下2 m处,施工厚100 mm C20素混凝土垫层,在此区域搭设碗扣式脚手架架体,架体高度2 m,搭设方式与施工平台一区域相同。

3.1.2 B塔楼栈桥施工

北栈台采用栈台与支撑杆件分离的形式,南栈台采用栈台从基坑边开始放坡后与支撑相结合的形式。栈台与支撑相结合部位支撑梁同样采取栈台梁配筋形式。

3.2 栈桥使用注意事项

(a)栈桥面均布施工荷载不得超过25 kN/m2,单位施工车辆满载时不得超过50 t。每跨内只能同时分布1 辆施工机械,且此时在其全部临跨布置施工机械不得超过1 辆。挖土机停靠工作位置之间至少应相隔15 m。避免出现2 台满载设备停靠于同一跨度等不利荷载分布情况[5]。

(b)在栈桥上堆载时,应进行隔跨布置,严禁出现连续堆载的情况。

(c)进入栈桥车道上的车辆或机械,应控制运行速度,严禁超速,不得突然加速或急刹车;满载后遇路面凹凸不平,需进行处理或缓慢驶过,不得强行冲过,汽车吊使用支腿工作时,其支腿下须铺设路基箱。

(d)栈桥两侧安全护栏设置应具足够强度以确保施工车辆及人员安全,栈桥路面可根据需要采取防滑措施。

4 技术优势总结

(a)栈桥与支撑相结合,降低了施工措施费。

(b)栈桥竖向支撑利用原有的立柱桩,节约了成本。

(c)用于栈桥竖向支撑的格构柱不用单独增加横撑[6],利用原有的混凝土支撑即可满足稳定性要求。

(d)施工快捷、方便,使用过程安全、可靠。

(e)地下施工阶段可作为模板、脚手架等周转材料的堆放场地,满足设计荷载的前提下可用于临时堆放钢筋、钢构件等重型材料,同时车辆可就近垂直运输进行材料的装卸[7]。

5 结语

栈桥与支撑相结合的深基坑开挖方式,充分利用了原支撑立柱桩及支撑自身构件,减少了栈桥的布置成本及布置工期。通过栈桥放坡与第1道支撑结合的布置方式,便于施工机械直接进入基坑内进行土方开挖的施工,提高了基坑开挖效率,保证了施工过程的安全[8]。

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