汽车工业厂房深基坑维护设计及施工方案优化.docx

汽车工业厂房深基坑维护设计及施工方案优化摘要：随着汽车工业的开展，现代化工业厂房的建设技术和速度也在不断的创新， 尤其是决定整车厂建设进度的冲压车间深基坑；在沿海地区深基坑维护设计及施 工方案确实定是影响工程的关键因素，此次注浆钢管斜撑支护方案的创新，缩短 了传统混凝土或型钢支护的架设和撤除的时间，同时施工上更安全和方便。关键词：深基坑维护设计方案引言：对于制约汽车整车车间施工工期的深基坑工程施工，尤其是沿海位置，方案 的设计和选择，对工程的成功实现既定目标起到决定性的作用，新方法、新思路 的探索和推广，在颠覆传统建筑行业固有思维和模式的情况下，也在不断刷新项 目进度记录。正文：本工程深基坑概况，基坑呈不规那么形状（品字形），基坑总开挖面积约 3450nl2,基坑外圈围护周长约200m （其中一侧利用原有厂房深基坑维护结构）， 基坑挖深约7. 908. 20米，基坑长约70米，宽约50米。根据上海市标准基坑工程技术标准（DG/TJ08-61-2018）中相关规定，基坑安全等级为二级，基坑环境保护等级定为二级。根据上述基坑情况，再加本工程地处原有厂区内，场地狭小，周边邻近厂房, 且靠近沿海，存在大量地下水、流沙等情况，在选择基坑支护方案时，即要保证周边构筑物安全，又要便捷，时间上能满足工程的进度要求；因此在选择基坑围 护设计及施工方案时投入较多精力。1.围护方案分析1.方案分析根据本工程特点，可采用的围护方案有以下几种。(1)止水帷幕+双排桩+一道水平支撑双排桩加水平支撑的围护形式水平刚度大，控制变形能力强，经设计团队和 工程管理团队讨论，基坑全部设置水平支撑其工期无法满足合同要求，可在本工 程基坑局部设置水平支撑与其它方案进行比选。(2)止水帷幕+双排桩+斜抛撑斜抛撑比水平支撑有较高的经济优势。但斜抛撑施工坑边需要留土至钢管斜 抛撑形成，斜抛撑下挖土难度高，底板需要设分区施工缝，增加后浇带长度，并 进行二次分块浇筑，施工难度高，施工周期长，不能满足本工程的工期要求。(3)止水帷幕+双排桩+前撑式注浆钢管桩前撑式注浆钢管支护体系为绿色高效能可回收基坑支护组合技术之一，具备 以下特点:1.同水平支撑相比，降低了支撑施工时间，方便挖土施工，施工速度快。2.采用轻质、简易、质量可靠的预制构件，装配施工速度快。3.同斜抛撑相比，底板无需二次浇注，节约工期。1.1.支撑选型本工程基坑面积较小，南北向长度约50m,东西向长约85m,可采用双排桩 结合一道支撑的支护形式，假设大面积选用水平支撑，挖土效率较低，且存在拆撑 工况，无法满足工程工期要求，因此可选用局部水平支撑与前撑结合的形式，或 前撑与角撑结合的形式，比选如下：方案一：基坑采用前撑式注浆钢管（局部水平混凝土角撑）：根据本工程基坑特点，基坑东西南侧均采用双排桩结合前撑注浆钢管支撑， 北侧利用原有围护灌注桩作为支护，并加设一道前撑，减小基坑开挖对北侧的影 响；方案二：基坑中部采用水平钢支撑支撑（局部前撑式注浆钢管）：根据本工程基坑特点，为减小基坑开挖对北侧的影响，在基坑中部设置南北 向水平钢支撑，临近北侧ST2厂房侧，钢支撑设置在原围护桩上，其余区域采用 角撑结合前撑注浆钢管桩。b.基坑中部采用水a.基坑采用前撑式注浆钢管图1支撑选型比照表2支撑选型比照方案方案方案措施特点1.1. 基坑北侧利用原有围护桩，加设方便挖土施工，施方案一道前撑注浆钢管，北侧围护桩顶原工速度快，满足工程对一：前撑式 围楝内植筋，扩大原围楝截面与前撑工期要求；注浆钢管连接；（局部水平2.2.混凝土角本工程基坑存在连针、前撑设置范围避开与ST2连接通撑）通道，前撑布设灵活，道，通道范围内原围护桩随基坑开挖方便连通道区域施工。凿除。1.1.基坑北侧利用原围护桩，为减小方案二：基坑中部采用水平北侧开挖变形，在基坑中部设置一道 水平钢支撑，支撑北侧顶在原围护桩 上；钢支撑支撑（局部前撑式注浆钢管）本次设计围护桩桩顶标高较原围 护桩低0.6m,钢支撑无法直接于原围 楝连接，钢支撑区域需增加围楝高受力明确，施工简 便；2.减少阳角区域前撑 数量，防止前撑碰撞；3.连通道区域灌注桩度，满足支撑与原围楝连接要求;3.凿除后北侧为开口围橡，不利于北侧变形控制;原围护桩与ST2地库外墙间距约11.4m,中间设置两道传力带，最上部 4.传力带标高-4. 00,新增水平支撑标高ST2区域传力带与-2. 20,存在一定高差，钢支撑轴力通原围护桩围橡存在高过肥槽内回填级配砂石传导；差，由于厂区内地坪设,置无法增设传力带，传力依靠肥槽回填砂石，立柱采用H400X400型钢立柱；对回填砂石及传力带有一定要求。水平钢支撑避开与ST2连通道, 通道范围内原围护桩随基坑开挖凿 除，北侧围楝为开口围楝。综上，根据本工程基坑特点，本次设计选用方案一：基坑采用前撑式注浆钢 管（局部水平混凝土角撑）的支撑形式。1.支撑结构概况1.水平支撑体系本工程地下两层，基坑四角采用一道混凝土水平支撑，基坑支撑体系如下表 所示：表2. 1-1基坑支撑体系汇总表支撑中心标高圈梁WL1圈梁WL2支撑Z（第一道支撑-2. 201400X8001200X800600X801.1.注浆钢管斜撑体系本工程注浆钢管斜撑的汇总表如下表所示：表2. 2-1注浆钢管斜撑汇总表支撑平面图如方案一 a图所示:工程规格钢材强度倾角长度m注浆钢管斜撑0 325X 10Q23545O26注浆钢管斜撑0 325X 10Q23555O16以上结构设计经设计院计算满足要求且该方案经专家组审批通过。1.1.采用注浆钢管斜撑新工艺，对施工过程需要重难点分析本工程采用了新型工艺“自稳式基坑支护组合技术”，该技术主要由基坑围护体系以及注浆钢管斜撑组成，其基坑典 型剖面图如右图所示：图2. 37注浆钢管斜撑工艺典型剖面该工艺为新型工艺，对施工技术要求较高，如何能够保证斜撑的施工质量， 保证钢管的承载力，从而确保基坑的稳定性，是本工程的一大施工重点所在，在 施工环节必须要高度重视。在工程施工环节采用针对性措施(1)严格按照设计要求的参数进行进料及加工注浆钢管施工前，严格按照设计要求购买钢管等材料，钢管的强度等级、壁 厚等必须满足设计要求。钢管加工时，桩尖的加工要求、注浆段的加工要求、钢 管间接头的加工要求、钢管顶部的圈梁锚固端做法等等的节点做法，必须严格按 照图纸要求进行加工。从而确保斜撑的材料强度及节点强度满足设计要求。(2)严格按照设计要求进行插入及注浆钢管斜撑的单桩承载力主要取决于以下几点：钢管的直径、长度、钢管的角 度、注浆的质量。因此在施工时，严格按照设计要求进行插打，保证钢管的角度 和长度。钢管插打完成后进行注浆作业，注浆量及注浆压力必须满足设计要求， 确保钢管端部通过注浆进行有效加强。从而保证注浆钢管的单桩承载力。(3)按照设计要求进行岛式挖土对于新工艺区域，需采用岛式挖土，先挖除坑边配筋垫层设计宽度的土方 (810m)，开挖到底后8h内需要浇筑配筋垫层。待配筋垫层形成不少于3天后并到达养护强度再挖除中部土方；基坑分层开挖厚度不应大于4m,临时边坡坡度 不大于1： 2,高度大于4m时，应二级放坡；基坑分段开挖长度需控制在30nl以 内。结论：注浆钢管斜撑新工艺在实际实施中，比混凝土水平撑或钢支架水平撑节省了 很多时间、且在撤除支持时操作便捷、安全，该优化方案节省了时间、方便了操 作、保证了安全。参考文献：特斯拉超级工厂工程(一期)-联合厂房1-功能车间5. 2工程深基坑维护设 计方案沪建交(2012) 645号：上海市城乡建设和交通委员会关于进一步加强本 市基坑和桩基工程质量安全管理的通知沪建管2019) 4号：上海市住房城乡建设管委会关于印发上海市基坑工 程管理方法的通知上海市标准基坑工程技术标准(DG/TJ08-61 -2018)行业标准建筑基坑支护技术规程(JGJ 120-2012)