金融中心广场支护深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术研究.pptx

金融中心广场支护深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术研究.pptx

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XX集团有限公司汇报人：

XX,汇报的内容,1、项目简介2、项目研究的目标和主要方法3、解决的关键技术和创新点4、主要研究成果5、经济、社会效益和推广前景6、结束语,前言,随着建筑业的蓬勃发展，高层建筑数量越来越多，建筑物在纵深方向发展愈来愈高，一些高层和超高层在基础设计上越来越深，有些地下室埋深高达20米以上，这使得基础施工更加复杂，选择一个经济合理、安全可靠、科学适用的支护形式，对基础施工将会带来很大的经济效益和社会效益。

在建筑物密集地区，地下管道多，周围环境复杂，基坑纵横向较宽、开挖深度较深的情况下采用传统的大开挖、土钉墙、支护桩，桩锚结合的支护形式已不能满足要求。

经过多方学习探索，采用深基坑多层钢筋混凝土受力自适应内支撑体系逆作法施工技术，能有效地解决边坡稳定和变形问题。

一、项目情况简介1.简介2008年10月，XX集团有限公司承接了合肥东怡金融中心广场支护工程，由于工程位于合肥的老城区，周边紧邻建筑物、道路及地下管网，地下水位浅且丰富。

基坑长、宽均在100多米，深度为18.25米，采用传统大开挖、土钉墙、支护桩，桩锚支护施工方法已不能满足施工需要，为了确保基坑施工安全，既经济、适用又科学、合理，XX集团有限公司与合肥工业大学建筑设计研究院成立了课题组，探讨研究了“深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术，工程检测是工程监测是由安徽省建设工程抗震测试研究所有限责任公司监测.深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术”是采用支护桩与内支撑结构协同变形受力构成一个完整的,支撑体系，充分发挥钢筋砼抗压能力强、刚度大、变形小的材料特性，施工采用先施工支护桩和内支撑立柱桩后，再施工内支撑梁、冠梁、连系梁等。

内支撑梁、冠梁、连系梁的施工采用由上而下逐层施工的逆作施工方法，节省了所有梁的模板支撑、脚手架、安全防护等等，工期大大缩短，降低了成本。

经济效益和社会效益显著，具有很高的推广应用价值。

该支护工程于2009.11实施结束，课题研究于2009.12结束。

根据实施结果工程工期缩短了10%，造价节省了10%，质量安全控制效果好，基坑水平位移30mm和沉降f4%,2.主要难点

（1）基坑周边环境复杂基坑工程周边建筑物和管线多且临近，环境条件复杂、地基较深，地质条件差、场地狭窄，采用传统的支护形式，无法解决。

（2）地下水丰富地下水位浅且丰富，采用何种办法解决基坑内外水的问题是基坑施工的一大难点。

（3）中风化岩层坚硬由于中风化岩层坚硬，施工时支护桩入岩的深度很难满足设计要求。

（4）支护桩和多层钢筋砼内支撑结构联合受力采用支护桩和多层钢筋砼内支撑结构体系，如何将支护桩和多层钢筋砼内支撑相结合，结构构件建立协同变形受力的内支撑体系,使内支撑在基坑土力作用下，通过支护桩和围檩、冠梁的受力变形层层将力传入内支撑。

保证内支撑结构构件在平面内及平面外的稳定性。

（5）施工方便经济适用由于基坑支护属于临时性建筑，仅仅为了工程基础施工安全，及不破坏周边环境而采取的边坡稳定措施。

待基础施工完，基坑支护就不需要了。

因而，基坑支护的施工方便、经济适用是分析的重点和难点之一。

二、课题研究的目的和主要内容1.研究目的

（1）研究一种基坑支护形式针对工程周边环境复杂、地基较深，地质条件差、场地狭窄的基坑工程，采用传统的大开挖、土钉墙、排桩等施工方法不能解决基坑支护问题，无法保证基础施工安全。

因而需要研究一种基坑支护形式能有效解决基坑边坡变形和稳定性问题，采用桩和内支撑联合受力、变形协同的方法，建立一个由支护桩和多层钢筋砼内支撑协同受力变形的内支撑体系，共同抵抗基坑的外力。

通过数字信息化监测，确保基坑的变形、沉降及钢筋砼内支撑梁的受力在安全范围内，使基坑施工和基础施工在安全受控状态。

2.研究内容：

（1）支护形式采用传统的大开挖、土钉墙、排桩、桩锚等已经不能解决复杂的基坑问题，因而须研发另一种基坑支护形式，于是在广泛的学习和研究。

（2）支护的施工深基坑支护止水，降水的问题。

支护施工的顺序支护施工的方法支护施工质量控制要点支护的监测,3.研究的主要方法

（1）与设计加强合作XX集团有限公司与设计单位加强合作，多次邀请专家论证方案，结合本工程的实际情况，总结出适合的可行的设计方案。

（2）调研和收集资料通过调研，收集国内外有关支护桩和内支撑的相关资料，进行对比研究分析。

结合工程实际采用由支护桩和多层钢筋砼内支撑梁构成内支撑体系。

（3）监测、整理、归类、在实际施工中委托有资质的监测单位及时进行监测、记录、分析、归类、整理。

（4）信息反馈在施工中对各工序的施工情况进行实施记录，与设计不同的及时与设计联系解决实际问题。

（5）总结研究总结研究，编写相关施工工艺和技术规程，完善科研资料。

三、解决的关键技术和创新点1.总体思路设计方案经过多次论证研究，决定采用深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系，该体系是由支护桩与多层钢筋砼内支撑结构协同变形受力，建立一个完整的支撑体系，在基坑土力作用下，通过支护桩和围檩、冠梁的变形层层将力传入内支撑，再由内支撑相互传递，自行平衡调节，形成大小相等，方向相反，相互抵消最终达到平衡稳定的支撑体系。

2.施工方法：

采用逆作法施工方法

（1）深基坑支护周边止水，降水的问题采用双道止水帷幕和深井降水的方法，能将基坑内外水进行阻隔，达到有效降低基坑水的效果。

（2）支护施工的顺序土方开挖前先施工支护桩、立柱桩，再进行土方开挖。

土方开挖由上而下逆作法施工，由远及近，逐层施工.（3）支护施工的方法支护桩是人工挖孔桩，立柱桩是钢格构柱，是采用人工挖孔后吊放孔内，内支撑施工采用由上而下的逆作法施工方法。

利用土层作内支撑梁底模或采用其他木板铺设在土层上，无须支设梁支撑。

3.施工工艺流程及操作要点

（1）施工工艺准备施工准备-外侧止水帷幕施工-围护桩、立柱桩-内侧止水帷幕施工-第一层土方开挖-第一道内支撑梁施工-第二层土方开挖-第二道内支撑梁施工-第三层土方开挖-第三道内支撑梁施工-爆破、拆除,多层钢筋混凝土内支撑施工工艺流程图5.1.1,基坑平面布置图,

（2）操作要点止水帷幕施工,图5.2.1-1挖孔桩外侧旋喷桩布置示意图,图5.2.1-1挖孔桩外侧旋喷桩布置示意图,为了确保达到基坑周边全封闭止水的效果，高压旋喷桩止水帷幕采用内、外两排。

外排旋喷桩龄期应达到15天后再进行挖孔桩施工，内排高压旋喷桩应在挖孔桩全部完成7天后施工。

相邻的挖孔桩间布置2根旋喷桩，桩端应进入基坑深度1.0米，或进入基岩中风化表层0.30.5米，旋喷桩采用间隔式施工，相邻旋喷桩施工超过120小时应在外侧增补2根旋喷桩，旋喷桩的施工顺序为跳孔多序次施工顺序，对于串孔冒浆时应进行二次注浆。

具体应按照设计严格控制桩的直径、孔距、桩长，入岩深度、桩间搭接长度。

施工如下：

（1）桩孔定位施工过程中放样定位应在每一个桩位上做好标志，防止错位和遗漏，保证桩位偏差在规范允许范围内。

图5.2.1-2旋喷桩局部搭接布置示意图,

（2）钻机就位钻机就位前，首先钻杆对准桩位，测量钻杆垂直度，偏差小于0.5%。

检验喷具及其他辅助设备，满足要求后方可下钻入土。

（3）旋喷成桩待喷管入土至桩底设计标高时，开始试喷，当各项参数调整满足设计要求后，可自下而上逐步进行旋喷注浆。

完成每节喷管后，拆接喷管时，为了防止断桩，按规范要求向下复喷100mm以上，从而确保桩身的连续性。

（4）桩径保证措施在试桩确定参数的同时，采用喷嘴直径2.2mm，同时将喷嘴向外多延伸10mm，达到增强喷射切削能力的目的。

根据试桩结果确定喷射压力，但至少应大于22Mpa。

支护桩、立柱桩施工支护工程中支护桩、立柱桩采用人工挖孔桩，桩径，桩长按设计要求，桩长进入底板低或中风化不小于4M，桩身砼强度、和深度应符合设计要求。

（1）人工挖孔桩的施工工艺见附图5.2.2-1

（2）人工挖孔桩施工方法1）确定桩位：

按图纸要求定位，确定桩位中心位置，并向桩心位置四周引四个控制点，以控制桩心。

2）桩护壁施工：

人工挖孔应自上而下，分层进行，每层厚度为1000mm，形状为上小下大圆台体。

上下底的口径应分别大于设计桩径200mm和400mm.护壁钢筋应按图纸设计施工，模板采用定型钢模安装。

（3）.立柱桩施工方法1）立柱桩的成孔方法同人工挖孔桩。

2）钢格构的制作应按图纸和规范要求制作在孔外。

3）钢格构柱的吊装要求钢格构立柱中心与钢筋笼中心应在同一轴线上，成桩后立柱垂直度应满足不大于1/300，型钢立柱标高与设计标高偏差小于300MM。

内支撑施工,

（1）内支撑施工流程：

1）第一道钢筋砼支撑施工。

基坑土方开挖至第-道钢筋砼支撑梁底的垫层底面-凿开支护结构与围檩的连接面挖孔桩护壁并凿毛清理-钢筋砼支撑垫层施工-绑扎支撑钢筋-支立侧模板-浇筑砼-养护、拆模、清理。

2）第二道钢筋砼支撑施工。

基坑土方开挖至第二道钢筋砼支撑梁底的垫层底面-凿开支护结构与围檩的连接面挖孔桩护壁并凿毛清理、支承桩钢格构柱清理-钢筋砼支撑垫层施工-绑扎支撑钢筋-支立侧模板-浇筑砼-养护、拆模、清理。

3）第三道支撑与第二道支撑工艺流程类推。

（2）土方开挖1）基坑开挖前提前两周进行降水，确保基坑各层开挖面无明水。

有利于土方顺利开挖。

2）先施工的支撑，其范围内的土方安排首先开挖，由远至近地进行，若有多道钢筋混凝土支撑时，应按支撑的道数分层开挖，每层又要根据基坑深度不同和挖土机械伸展深度能力进行分层挖土，每下一层土方开挖都要待混凝土的强度满足要求时，才能进行往下土方开挖。

3）在基坑下运土车辆通过的路段中，遇到混凝土支撑梁时，先用掘土机将土覆盖在支撑梁上，以作保护，覆盖厚度应大于500mm，这样就让运土车辆可以在上面行走，免受车辆压坏支撑梁。

4）随着挖土深度加深，护壁和立柱的支撑点凿毛也同时进行。

（3）内支撑梁、连系梁、围檩的施工方法：

依据图纸按照要求由上至下逆作业法逐层施工内支撑梁、连系梁、围檩，每层土方开挖至梁底。

直接在原土层上施工内支撑体系中的冠梁、围檩、内支撑梁、连续梁，其中内支撑体系分为1、2、3、4区。

要求1、2分区支撑体系每层一次施工完毕，3、4分区支撑体系每层一次施工完毕。

质量控制方面：

1）支护桩与围檩梁之间一定要凿毛清理，以保证围檩梁与护壁的紧密衔接，使其具有足够的摩擦力。

支护桩间旋喷桩与围檩梁间空隙应用混凝土填实。

2）围檩梁和支护结构之间的连接宜用预埋钢筋，以斜向方式焊接在支护壁的主筋上。

3）支撑点的位置，当支撑点设在支护顶的压顶帽梁时，其顶上必须加长预留钢筋，作为浇筑支护顶的压顶帽梁的锚筋；当支撑点设在支护上的某一标高处时，该处的支护一般应预埋钢筋，在挖土方暴露后，清理干净该标高的混凝土，还将预埋钢筋拉出并伸直，用以锚入围檩梁内。

4）钢筋混凝土支撑梁和围檩梁混凝土浇筑应同时进行，保证支撑体系的整体性。

5）为了方便拆除钢筋混凝土支撑梁及围檩梁，在浇筑混凝土时应考虑预留爆破孔。

6）为了保证施工人员在支撑梁上行走的安全，支撑梁两侧预埋用于焊接栏杆的铁件。

7）为了缩短工期，可及早进入土方开挖阶段，混凝土配比中可加入早强剂，并加强养护，当混凝土达到要求强度后，就可以进行下一层土方开挖。

8）混凝土浇筑、拆模和养护按有关规范要求进行，保证混凝土后期强度的增长。

委托有资质的单位监测委托安徽省建设工程抗震测试研究所有限责任公司对基坑的变形、沉降及支护桩、内支撑梁的内力进行监测。

内支撑、支护桩经监测数值均在设计允许范围内。

3.技术创新特点1、建立支撑体内支撑结构体系是通过支护桩与冠梁、围檩、内支撑梁、连续梁、立柱等建立起来的一个完整的支撑体系，形成一个强大的刚体，抵抗基坑外力。

2、设计的先进性设计采用空间桁架结构分析方法，将支撑梁、围檩、冠梁和支护结构进行整体计算，内支撑梁表现为拉压杆件。

在深基坑土方施工中，基坑深度较深，基坑四周边坡土的侧压力较大，挡土结构的水平压力也较大，因而使内支撑梁成为受压杆件，承担抗压构件。

3、充分发挥材料特性由于钢筋混凝土支撑表现为水平受压为主，钢筋混凝土支撑与钢支撑不同，钢筋混凝土支撑具有承载力大、变形小的特点，采用配筋和加大支撑截面的方法，可以提高钢筋混凝土支撑的强度，因而采用钢筋混凝土作为支撑能充分发挥材料的刚度大和变形小的受力特性，钢筋砼内支撑技术是深基坑支护技术的新形式和新材料。

4、适应范围广能够解决传统方法无法解决的基坑支护问题，如基坑周边环境复杂、地基较深，地质条件差、场地狭窄的基坑情况。

四、施工研究成果采用支护桩与内支撑结构协同变形受力，设计出深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系，总结出了深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术，形成了深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工工法。

为今后类似工程提供了指导作用。

1、工程实施成果

（1）采用支护桩与多层钢筋砼内支撑梁的整体设计形成了深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系。

（2）深基坑多层钢筋砼内支撑梁施工采用由上而下的施工方法形成了深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系逆作法施工技术。

五、成果的社会、经济效益及推广前景1.社会效益

（1）深基坑多层钢筋混凝土受力自适应内支撑体系逆作法施工技术比传统的施工技术大大减少对周边居民的影响。

在有限的施工区域内，不破坏周边的环境，不影响周边建筑物的安全。

（2）采用逆作法施工，节省大量的人力、物力，大大减少对环境的影响，取得显著的环境效益。

（3）采用深基坑多层钢筋混凝土受力自适应内支撑体系逆作法施工技术在本省内成功实施，为数不多，安全可靠，使用效果好，社会效益显著，为今后类似工程施工具有重要的指导意义。

2.经济效益1.本工法采用钢筋砼内支撑技术，选择采用钢筋砼内支撑和钢格构柱是为了充分发挥材料的特性优势，钢筋砼内支撑梁在受力状态下是受压杆件，比选用钢结构要经济的多，层层内支撑间的立柱采用钢格构柱是为了拆除后二次再用，一次投入量小，施工按拆方便。

从材料上节省造价，砼的价格相对于其它型钢结构材料价格低很多。

2.本工法采用由上而下的逆作法施工，比常用的由下而上的施工方法节省大量的财力、物力。

如钢筋砼支撑梁、连续梁的模板节省了底模、支撑、钢管脚手架及安全防护架等等。

3.工期大大缩短，节省更多的管理费用、机械费用。

3.推广前景随着高层建筑的不断发展，复杂的周边环境越来越多，基础向地下大空间施工也越来越多，因而研究这样的基坑支护是建筑业发展的需要，研究安全可靠、施工方便、经济适用的支护形式具有很好的推广应用前景。

根据此项技术的实施结果，对于基坑工程周边环境复杂、地基较深的工程具有广泛的适用性，推广应用价值很高，社会效益显著。

六、结论经过一年多的刻苦钻研，课题组对“深基坑多层钢筋混凝土受力自适应内支撑体系逆作法施工工法”做了大量的研究工作，通过设计、施工、监测实践取得了一定的成绩。

通过合肥东怡金融中心广场支护工程的实践，研发了采用支护桩与内支撑结构协同变形受力，设计出深基坑多层钢筋砼受力自适应内支撑体系，经过逆作法施工形成了深基坑多层钢筋混凝土受力自适应内支撑体系逆作法施工工法，监测效果安全稳定。

通过北京华联合肥蒙城路店基坑支护工程的再实践，充分反应了此工法的科学合理性和经济适用性，具有广阔的推广应用价值，前景广阔。