大面积软土地基基坑施工技术交底 39页

一、项目施工关键技术研究的工作报告\n1、概述本工法主要针对大面积软土地基基坑的施工，由于其地下分布着较厚的淤泥、淤泥质粉质粘土或淤泥质粘土，施工单位在土方开挖过程中，都会遇到施工机械无法进场操作，工程桩容易偏移、倾斜，施工安全无法保证等的难题，尤其是大面积软土地基基坑，无法采用先施工围檩及内支撑再挖土的“先撑后挖”模式开挖，因此，作为施工企业很有必要在此方面建立起一套持之有效，既方便施工又节约成本的技术措施。\n2、项目研制背景基于大面积软土地基基坑加固与开挖施工技术的广阔前景，我公司很早就开始对大面积软土地基基坑加固与开挖施工技术在工程应用方面进行了大量调研工作，最近几年，我公司在软土地基广泛分布的广州市南沙地区，采用搅拌桩格构式对基坑内土体进行加固处理并采取有针对性的土方开挖方法，相继成功地开挖了南沙丰田生活区、南沙丰田工厂二期等工程的大面积软土地基基坑，解决了一系列施工技术难题，积累了在大面积软土地基基坑加固与开挖的丰富经验，为开发大面积软土地基基坑格构式加固与开挖工法打下了坚实基础。\n3、项目研究的意义和目的采用搅拌桩格构式对大面积软土地基基坑内土体进行加固处理并采取有针对性的土方开挖方法施工技术研究国内尚未有标准做法，随着我国城镇建设的不断加快，越来越多的水塘、农田、滩涂场地经围海吹砂造田及堆填成建设用地，解决大面积软土地基基坑的施工难题，在今后有着很大的推广应用价值，建筑企业应及时掌握并形成工法以指导类似工程施工，为企业的持续发展奠定技术基础。\n4、项目研究的先进性（1）利用经搅拌桩加固格构式分布的施工道路为大型施工机械进出基坑挖运土方提供方便。（2）电梯井、集水井等基坑中的小基坑采用外围布置支护桩墙，再加一道内支撑围檩，底坑再用搅拌桩加固的方式，防止基坑中的小基坑开挖时边坡塌方导致工程桩位移、倾斜。（3）利用长臂挖掘机在经加固的施工道路上行走开挖土方，土方开挖时利用钢管把工程桩连结成整体，分层开挖，分层锯桩防止基坑工程桩偏移、倾斜。\n5、项目研究的内容（1）根据开挖场地的工程地质、水文地质资料以及规定范围内的地面、地下资料，按照地下室结构布置情况，在留出必要的施工位置条件下布置基坑内施工道路搅拌桩，施工道路的将大基坑划分为几个小基坑，分段分块间隔流水开挖。（2）电梯井、集水井等基坑中的小基坑采用外围布置支护桩墙，再加一道内支撑围檩，底坑再用搅拌桩加固的方式，防止小基坑开挖时边坡塌方导致工程桩偏移、倾斜。（3）根据工程地质及水文地质资料和多种搅拌桩在不同工况时的受力特点，计算确定桩径，埋置深度、强度等级及置换率，使之满足最不利工况下的承载力、强度、稳定及变形限制等要求。（4）土方开挖时,采用施工机械在经加固且格构式分布的施工道路上行走挖运土方，道路之间的土方采用长臂挖掘机分层开挖，利用钢管把工程桩连结成整体，桩周土方每层开挖后解锁锯桩再上锁开挖下一层的方法防止工程桩偏移、倾斜。\n6、项目实施情况（1）水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度，从芯体表面看桩身水泥土搅拌均匀、胶结较好，桩身水泥土抗压强度代表值均满足设计要求，检测桩体与施工验收桩长基本相符，证明水泥搅拌桩整体满足要求。（2）道路加固水泥搅拌桩成桩完成后达到要求的龄期后施工机械在经加固且格构式分布的施工道路上行走挖运土方，无出现由于土体承受不住机身重量导致机身产生下沉的现象，证明加固后道路复合地基承载力符合设计要求。（3）通过采用全站仪测量工程桩在基坑开挖前后的位置，工程桩偏移值符合规范要求，证明基坑开挖时工程桩并没有出现偏移、倾斜变形的现象。\n7、推广领域与应用前景随着城镇建设的不断发展，大量水塘、农田、滩涂场地会被经围海吹砂造田及堆填成建设用地，故本工法在今后此类软土地基基坑占地面积大的工程有着广阔的推广应用前景，其中的工艺原理、计算步骤、施工要点等也可供具有其他类似地质条件基坑的中小型工程参考。\n8、工作总结通过本次的项目研究，研究小组已经掌握了针对大面积软土地基工程的施工关键技术，并形成工法指导类似工程的施工，根据项目的业主、监理反馈意见表明，应用本工法除了成功解决大面积软土地基基坑的施工技术难题外，还从质量保证、经济效益等方面论证了本工法的可行性。本研究结果通过理论研究并应用于实践中，取得了比较好的经验，希望通过企业交流加大该项技术的推广应用。\n二、项目施工关键技术研究的技术报告\n1、立题依据随着我国城镇建设的不断发展，大量水塘、农田、滩涂场地经围海吹砂造田及堆填成建设用地，其地下分布着较厚的淤泥、淤泥质粉质粘土或淤泥质粘土，土方开挖过程中，都会遇到施工机械无法进场操作，工程桩容易偏移、倾斜，施工安全无法保证等的难题。根据广州市科技查新质询中心的查新结果，大面积软土地基基坑加固及开挖施工工法尚未形成，为祢补了在这方面的空白缺陷，解决大面积软土地基基坑工程施工技术难点，特成立研究小组针对大面积软土地基基坑加固及开挖施工技术进行立题攻关。\n科技查新报告\n2、研究方法本工法主要针对搅拌桩作用形式、做法参数和开挖方法进行研究。（1）大面积软土地基基坑施工第一个技术难点就是如何使用搅拌桩对软土基坑进行加固。首先是对各种加固方案进行分析比较，确定保证质量的基础上成本最低的方案，然后确定搅拌桩各种施工参数、画出平面布置图、大样图指导施工。（2）大面积软土地基基坑第二个技术难点就是如何开挖才能保证工程桩不偏移、倾斜。为解决次难题，研究小组通过采取土方开挖时施工机械在经加固的施工道路上行走挖运土方，道路之间的土方采用长臂挖掘机分层开挖，利用钢管把工程桩连结成整体，桩周土方每层开挖后解锁锯桩再上锁开挖下一层的方式防止工程桩偏移、倾斜。\n3、研究过程研究的主要过程分为确定拟采用格构搅拌桩的作用和形式（道路加固、坑中坑支护），计算确定格构搅拌桩的施工参数，根据场地面积、建筑物特征将大基坑划分成格构式基坑、出平面布置图、大样图，格构式搅拌桩施工，土方开挖五个阶段。\n4、研究内容研究的主要内容包括格构式搅拌桩试桩、格构式加固设计计算、格构式搅拌桩桩位平面布置、格构式搅拌桩的施工、基坑中的小基坑内支撑围檩施工和基坑土方开挖六个方面。\n4、研究内容（1）格构式搅拌桩试桩由于场地分布较厚含水量大的淤泥层，为保证搅拌桩施工质量，在设计施工前应进行成桩试验，确定搅拌机械的压浆泵的输出量、浆液经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间、搅拌下沉、提升速度和重复搅拌下沉、提升速度、灰浆泵的压力、灰浆稠度（水灰比）、施工掺入比以及单桩承载力等参数。\n4、研究内容（2）格构式加固设计计算1）道路加固格构深层搅拌水泥土桩复合地基承载力设计深层搅拌水泥土桩复合地基承载力标准值按下式确定fsp，k=m×Rdk/Ap+β（1-m）fs，k由于现场淤泥层厚含水量大，要通过现场做试验桩以确定单桩承载力，然后设定水泥搅拌桩的置换率和桩长，计算水泥搅拌桩复合地基承载力，如加固后土体复合地基承载力大于所承受的施工机械的压力值则证明加固后土体强度符合施工要求，最后根据置换率及单元格栅面积计算出单元格栅布桩数。\n4、研究内容\n4、研究内容2）用理正深基坑支护软件设计水泥土墙基坑支护。搅拌桩桩作为支护结构时，其设计与计算按照水泥土墙支护结构来考虑，用理正深基坑支护软件设计。其设计步骤归纳如下：初定搅拌桩桩长、桩径及入土深度，根据基坑深度和支护墙体厚度、嵌固长度、截面形式和地质资料上各土层的物理力学指标(如：水泥土的综合重度，无侧限抗压强度；内聚力；内摩擦角等)计算出抗压强度、抗拉强度、抗滑移、抗倾覆、整体稳定、抗管涌等各项指标是否符合规范要求，如不符合应采取插钢管等方式加强，如符合要求则可以确定搅拌桩的桩长，桩径，搭接长度等指标。\n4、研究内容\n4、研究内容（3）格构式搅拌桩桩位平面布置根据开挖场地的工程地质、水文地质资料以及规定范围内的地面、地下资料，及计算得出的搅拌桩支护及道路截面大小、布桩数，按照地下室结构布置情况，在留出必要的施工位置条件下布置桩排。\n4、研究内容道路加固格构式搅拌桩平面分布图\n4、研究内容电梯井、集水井加固搅拌桩平面分布图\n4、研究内容（4）格构式搅拌桩的施工要点：1）为确保搅拌桩成桩质量，采用全桩长四搅四喷，调低转速、提升速度的施工工艺，使水泥土搅拌均匀。2）由于淤泥层含水量较大，搅拌桩的水泥掺入量要适当加大，并添加木质素磺酸钙减水剂。3）为阻挡坑外渗水，基坑中的小基坑支护搅拌桩长度要进入淤泥层下砂层1米。4）为防基坑底部隆起，基坑中的小基坑要深层搅拌桩对基坑底部土体进行加固。\n4、研究内容（5）基坑中的小基坑内支撑围檩施工：为加强电梯井、集水井小基坑搅拌桩支护的整体稳定性，在电梯井、集水井小基坑搅拌桩支护内壁设置一条250×800的内支撑围檩，横向钢筋5条φ18，纵向钢筋φ18@200。采用内支撑的小基坑坚持“先撑后挖”的原则，上层土方开挖至内支撑围檩下沿位置时，应立即施工内支撑围檩（清理与围檩接触部位的支护桩体，凿去部分桩体，在桩上插好围檩吊筋，摆放主筋后安装围檩模板，浇筑混凝土），待围檩达到规定的强度等级方可开挖下一层土方。\n4、研究内容（6）基坑土方开挖：在软土地基基坑为了保证施工安全及已施工的工程桩工程桩不出现偏移、倾斜现象，应制定有针对性和可行性的土方开挖方法：1）基坑开挖遵循“分层、分步、对称、平衡”的原则。基坑开挖分若干段进行，在每一分段挖土施工时又分层分小段地进行，挖土时控制好每一小段的长度，同时控制好每一分层的深度不超过1m，不可超挖。\n4、研究内容2）开挖流程为先开挖硬壳层再开挖淤泥层。硬壳层开挖时采用挖掘机从基坑一角开始分层开挖，将土方卸至开进基坑的运土车运走，挖掘机边挖土边向出土口方向后退，将整个场地挖到淤泥层。淤泥层土方开挖时施工机械在经加固的施工道路上行走挖运土方，道路两侧小基坑的土方采用长臂挖掘机开挖。道路一侧的小基坑挖完一层土后，即转入道路另一侧的小基坑挖一层土，道路两侧基坑左右交替开挖，不断循环，使道路两边基坑的土方标高始终保持一致。施工道路两侧基坑的土方挖完后，挖掘机开始开挖道路土方，边挖土边后退，逐渐将临时施工道路土方挖完。\n4、研究内容3）为防止工程桩偏移、倾斜，利用Φ48钢管把工程桩连结成整体，形成一个不易变形的空间结构，桩周土方必须分层对称开挖，均匀卸荷，每根桩桩周土体高差不超过1m，每层开挖后解锁用人工挖出钢管箍内余土，锯桩再上锁后方可开挖桩周下一层土方。\n5、项目实施情况（1）水泥搅拌桩成桩28天后，用钻孔取芯的方法检查其完整性、桩土搅拌均匀程度及桩的施工长度，从芯体表面看桩身水泥土搅拌均匀、胶结较好，桩身水泥土抗压强度代表值均满足设计要求，检测桩体与施工验收桩长基本相符，证明水泥搅拌桩整体满足要求。（2）道路加固水泥搅拌桩成桩完成后达到要求的龄期后施工机械在经加固且格构式分布的施工道路上行走挖运土方，无出现由于土体承受不住机身重量导致机身产生下沉的现象，证明加固后道路复合地基承载力符合设计要求。（3）通过采用全站仪测量工程桩在基坑开挖前后的位置，工程桩偏移值符合规范要求，证明基坑开挖时工程桩并没有出现偏移、倾斜变形的现象。\n6、关键技术本工法的关键技术是采用经搅拌桩加固格构式分布的施工道路为大型施工机械进出基坑挖运土方提供方便,电梯井、集水井等基坑中的小基坑采用外围布置支护桩墙，再加一道内支撑围檩，底坑再用搅拌桩加固的方式，防止基坑中的小基坑开挖时边坡塌方导致工程桩位移、倾斜，利用长臂挖掘机在经加固的施工道路上行走开挖土方，土方开挖时利用钢管把工程桩连结成整体，分层开挖，分层锯桩防止基坑工程桩偏移、倾斜等针对性措施解决土体承受不住施工机械自重导致施工机械无法进场挖运土方，基坑开挖时淤泥产生流动造成工程桩容易偏移、倾斜变形，施工安全无法保证难题。\n（1）挖掘机在经搅拌桩加固格构式分布的施工道路而不是直接在淤泥上行走；（2）利用长臂挖掘机在经加固的施工道路上行走开挖土方，挖土后可以直接将土方卸至开进基坑的运泥车运走，无需用多台挖掘机转运才可以将土方卸至运泥车运走；（3）电梯井、集水井等基坑中的小基坑采用外围布置支护桩墙，再加一道内支撑围檩，底坑再用搅拌桩加固的方式，防止小基坑开挖时边坡塌方及基坑底部隆起；（4）土方开挖时利用钢管把工程桩连结成整体，分层开挖，分层锯桩防止工程桩偏移、倾斜。7、技术创新点\n三、项目施工关键技术研究的经济效益分析报告\n1、市场预测本工法适用于具有大面积软土地基的基坑，其中的工艺原理、计算步骤、施工要点等也可供其他类似地质条件的中小型基坑参考价值，具有良好的推广价值。\n2、社会经济效益分析（1）本工法仅加固软土地基基坑内的施工道路及电梯井、集水井等基坑中的小基坑，比起采用搅拌桩包围每根桩或用旋喷桩固结桩周的土或者打钢板桩做支护等加固方式都节省费用，具有良好的经济效益。加固方式数量单价总价费效比道路及电梯井、集水井搅拌桩加固37900米55元/米2084500最高桩周及施工道路搅拌桩加固98440米55元/米5414200一般桩周及施工道路旋喷桩加固74600米150元/米11190000最低桩周钢板桩支护7182吨1412元/米10140984最低\n2、社会经济效益分析（2）本工法采用搅拌桩加固比打钢板桩产生的噪声小，对周围的居民影响少，具有良好的环境效益。（3）本工法适用于具有大面积软土地基的基坑，其中的工艺原理、计算步骤、施工要点等也可供其他类似地质条件的中小型基坑参考价值，具有良好的推广价值。\n大学城广东工业大学一期工程效益证明地铁二号线工程效益证明\n星海音乐厅及会展综合楼工程效益证明\n应用本工法除了成功解决大面积软土地基基坑的施工技术难题外，还从质量保证、经济效益等方面论证了本工法的可行性。在目前所应用的项目中，业主及监理单位都表示高度认可，值得大力推广应用。四、小结\n报告完毕谢谢！