广州工程总承包集团有限公司
摘要：近年来随着城市建设的飞速发展，在这过程中涌现出了大量的深基坑工程，在深基坑施工的过程中，不可避免的会出现坑中坑的这种结构。而在这种结构中，不仅需要考虑对坑中坑进行支护，还可能会遇到原有大基坑中的支撑柱或部分结构会影响到后序工作开展的问题。这就需要通过一些辅助的技术措施对影响施工的支撑柱或结构进行托换。利用坑中坑支护桩作为托换梁基础施工技术不仅可以作为坑中坑的支护结构，还可以作为托换梁的基础，此可谓一举两得。同时，应用该技术降低了施工难度，节约了施工成本，更好的保证了基坑的稳定性。
关键词： 坑中坑 支护桩 托换梁
1 工程概况
中交集团南方总部基地（二期）即商业、办公楼工程2幢(自编A、B栋)工程位于广州市海珠区沥滘振兴大街12号，拟建地下3层车库，地下室大基坑周长约560m，基坑开挖深度为14.60m，采用1m厚地下连续墙+两道钢筋混凝土内支撑的支护方案。
后期由于建筑设计方案的调整，在A、B两塔楼范围内各增设一核心筒,其中A塔核心筒基坑周长约105米，基坑开挖深度约为5.9-6.9m；B塔核心筒坑周长约115米，基坑开挖深度约为4.4m。在考虑核心筒小基坑施工时，项目部曾提出采用钢板桩加放坡的支护方式进行施工，但由于原大基坑部分钢构柱位于核心筒范围内，需进行托换处理。针对最初于招标阶段的内支撑钢构柱托换设计方案（如下图），项目认为存在施工难度大，工期较长，存在重大的安全隐患。且原有的小基坑支护方案局部放坡会影响周边钢构柱的安全。又由于前段时间，大基坑的支护对撑梁轴力监测数值偏大，频繁报警。为了确保大基坑的安全，同时有利于后续工程的实施，结合专家意见，项目部向业主及设计单位提出对核心筒采用排桩支护形式。支护桩均采用钻孔灌注桩，桩顶加压顶梁及支撑梁，另设置原基坑支护支撑梁钢构柱的托换梁。
A塔核心筒位置托换平面图 B塔核心筒位置托换平面图
根据专家组对以上的核心筒支护方案的评审，结合评审意见，从技术上和经济上全面考虑，还有现场实际情况，以尽可能减少对大基坑底部土层的扰动为前提，项目部向设计单位及业主提出外面一排桩取消，然后增加内撑，同时利用冠梁和支撑，专门设置托换大梁，即提出了利用坑中坑支护桩作为托换梁基础施工技术。
2 技术特点及工艺原理
2.1 技术特点
（1）利用坑中坑支护桩作为托换梁基础，避免了另设钢构柱作为托换梁基础；同时，支护桩本身作为基坑的支护系统，有效的减小了对土体的扰动，此一举两得，对于降低施工难度，加快施工进度，节约施工成本有极大的益处。
（2）该技术利用支撑梁在支护桩冠梁平面进行托换后，保留了原有钢构柱并将其接长至核心筒基坑底板，从而对大基坑原支护体系统的影响降到最小；另一方面，支护桩作为托换梁基础，并在冠梁平面进行托换，其整体稳定性较好，可避免基础的不均匀沉降引起的安全隐患，能更好的保证整个基坑的稳定性。
2.2工艺原理
利用坑中坑的支护桩作为托换梁基础，在其顶部设置冠梁，进而在冠梁平面施工托换梁；同时，保留原钢构柱，待下部被影响的人工挖孔桩施工完毕后，将原钢构柱接长至核心筒底板。最后，切除托换梁及支撑柱。
3 施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程
施工准备→旋挖桩、旋喷桩施工→冠梁、支撑梁、托换梁施工→第一层土方开挖
→挂网、喷射混凝土→第二层土方开挖→挂网、喷射混凝土→基础验收→底板承台，托换柱施工→C15混凝土应力转换回填→内支撑及托换梁拆除
3.2 工艺流程及操作要点
1.旋挖桩施工工艺
1）工艺流程：施工准备→测量放线定位桩→旋挖桩机就位→旋挖钻进→埋设护筒→复测、校正桩位与护筒中心偏差→取出岩心→清孔→自检验收→安放钢筋笼→安放导管→浇筑混凝土→起拔护筒→泥浆回收→移位并重复以上工艺流程施工下一桩。
2）技术要求：钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况；钻进速度，应根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定；清孔过程中，必须及时补足泥浆，并保持浆面稳定。
3）支护桩施工：采用跳钻法，根据施工顺序布置，A、B塔核心筒各安排一台钻机同时开钻，采用跳钻施工方法，跳钻顺序为间隔4个桩起跳。
2.旋喷桩施工工艺
1）工艺流程：
测量定位→钻机就位→钻机钻孔→终孔检查→高喷台车就位→下管喷射→浆液喷射→旋摆提升→成桩
2）技术要求：旋喷桩桩径不小于Φ600mm，垂直度偏差小于1度，桩位偏差小于2cm；浆压：20～25Mpa；旋转速度：18—22W/min；提升速度：15—20cm/min；喷浆量：80L/min；水灰比：1:1。
3. 钢筋混凝土压顶梁、支撑梁及托换梁施工工艺
1）工艺流程：挖槽→凿桩头→清理桩头→绑钢筋→支模→浇筑混凝土→养护
2）技术要求：桩头钢筋深入冠梁内长度不小于35d；桩头要清理干净，凿除浮浆；浇筑混凝土后用振捣棒振捣密实，保证冠梁、支撑梁及托换梁表面的平整光滑与顺直。
4.土方开挖
基坑开挖应自上而下进行，根据现场实际情况，A、B两核心筒计划均按二层开挖，A、B塔核心筒第一层开挖深度至压顶梁面-3米，第二层挖至基底。
1）第一层土方开挖（原大基坑基底土面 ～ -3.00m）
支护桩、压顶梁、托换梁及人工挖孔桩全部完成且混凝土强度达到要求后基坑第一层土方开始开挖，开挖顺序为A塔核心筒自基坑北边往基坑南边退挖，西侧自东向西退挖，B塔核心筒自西边往基坑东边退挖，西侧自东向西退挖，土方开挖采用机械开挖为主，人工修平削坡为辅。
2）第二层土方开挖（A塔-3.00m ～－6.9m,B塔-3.0m ～ -４.４m)
第二层土方在第一层土方标高的喷网施工完毕且龄期达到要求后才开始施工。开挖深度为-3.00m~(-6.90m、-4.4m)。第二层土方开挖施工时，挖掘机在-3.00m标高处掏挖第二层土，土方开挖采用转堆土法施工，A塔核心筒第二层土方较厚，将采用分级土转到-5.0m处，然后再通过挖掘机在-3.0m处掏土装车；基坑最后部分土方不能通过转土出土，则采用电动葫芦吊装出土，土方在基坑外侧装车出土。
5.内支撑、钢构柱换施工工艺
1）钢构柱托换施工顺序：凿除原钢构柱桩 → 托换梁 → 接长原钢构柱 → 核心筒承台底板 。
2）钢构柱托换施工按设计要求进行分步施工，分四个步骤进行，第一步是原钢构柱桩头的凿除处理，留出托换梁的位置，此步骤关键是不能扰动钢构柱；第二步骤进行托换梁的施工；第三步骤进行原钢构柱的钢柱接长处理至承台；第四步骤是切除托换梁，此步骤关键是不得扰动原钢构柱，两侧预留1米长。
6.支撑梁及托换梁拆除
1）工艺流程：核心筒承台及应力转换构件 → 托换梁钢构柱两侧切割 → 支撑柱及其余托换梁段拆除 → 清理
2）本工程核心筒基坑支护支撑梁及托换梁在核心筒承台及应力转换构件完成后进行拆除，因在切除托换梁时，不得扰动原钢构柱，且两侧需预留不小于1米长的梁段，经综合考虑，采用静力破碎及挖掘机拆除。
4 结语
从该技术的应用情况来看，利用坑中坑支护桩作为托换梁基础，避免了另设钢构柱作为托换梁基础，对于降低施工难度，加快施工进度，节约施工成本效果明显；同时利用该技术利于降低基坑施工的安全风险。
参考文献:
[1] 黄思勇, 熊刚, 罗昊冲. 津滨轻轨基础托换工程关键技术创新[J]. 地下工程与隧道, 2010(2):7-11.
[2] 王玉宝. 大轴力桩基托换工程结构技术的应用研究[D]. 铁道部科学研究院, 2001.
[3] 陈光. 高架桥桩基础主动托换施工技术及监控[J]. 交通世界, 2009(4):164-166.
论文作者:张志方
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/25
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