一种用于深基坑的坑中坑快速开挖方法

一种用于深基坑的坑中坑快速开挖方法

幸小刚 刘振兴 于涛 余成萍 刘凯 李金河 王昌野

中国建筑第八工程局有限公司 上海市 200000

摘要：本文结合项目实际施工情况，总结出了一种可用于大型深基坑的坑中坑的快速开挖方式。详细介绍了从土方开挖到底板施工各工序的施工穿插及工艺要求。为快速安全地进行大型基坑施工提供了一种参考方式。

关键词：深基坑；超高层；坑中坑；快速施工

中图分类号：文献标识码：文章编号：

2021年 XXX 1

1 引言

深基坑工程施工风险性较大，一般整体支撑围护设计都很安全，但是深基坑中还存在一些如电梯井，集水井之类的坑中坑，且深度较深，在大面基坑挖到底之后还需继续往下开挖，在开挖之前还需对坑中坑位置进行支护，导致深基坑施工工期延长，而延长了处于风险中的时间。

2 工程背景

某项目有一栋137.65米超高层，框架核心筒结构，核心筒内部存在电梯井，集水井等坑中坑。（10部电梯，4个集水井（其中两个深度4.8米））。坑中坑区域筏板厚度为2200mm，底板面标高为-10.05米，核心筒内底板面标高为-12.05米，其中电梯井标高为-13.05米，需开挖至基底标高-15.25米，最深的集水井深度为4.8米，需开挖至基底标高-17.05米。

3 施工安排

土方开挖至-11.25m——凿截桩——场地平整——开挖明沟——插拉森钢板桩——深坑放坡开挖——垫层浇筑——砖胎模砌筑——土方回填至基础底标高-14.25m——垫层浇筑——砖胎模砌筑——土方回填至-12.25m——防水施工——底板钢筋绑扎——混凝土浇筑——钢板桩拔除。

4施工方法及工艺要求

4.1土方开挖

土方开挖标高至-11.25米，实际底板底标高为-12.25米，保留1米土保护桩头。如开挖至坑底，在插钢板桩时可能会破坏桩头。

4.2 凿截桩

土方开挖至-11.25米时，进行凿桩处理。钢筋头全部割除。方便机械进行钢板桩施工。

4.3 场地平整

为保护好桩头，在桩头钢筋割除之后，用挖机平整场地，在桩头上方覆盖20cm土，避免机械与桩头直接接触。

4.4 开挖明沟

待核心筒内场地平整完成后，在钢板桩下插范围内开挖3米宽明沟，明沟底标高为-12.25米。明沟用小挖机进行开挖，在开挖过程中，小挖机严禁直接与桩头接触，挖机铲斗尽量直上直下，不能直接与桩头横向拉扯，铲斗不能挖的地方，采用人工清土。

4.5 钢板桩施工

1、剖面1钢板桩施工

因剖面1上方有钢支撑，钢支撑底标高为-3.5米，明沟标高为-12.25米。净高为9.175米，只能下插6米钢板桩。在下插之前先用石灰撒出钢板桩下插位置，如遇工程桩（开挖明沟之后所有桩头都漏出来），可向外侧适当偏移（保证钢板桩与工程桩之间有1600mm间距）。

2、剖面2钢板桩施工

剖面2上方无钢支撑，操作空间不受限，可直接下插9米钢板桩。在下插之前先用石灰撒出钢板桩下插位置，如遇工程桩（开挖明沟之后所有桩头都漏出来），可向外侧适当偏移（保证钢板桩与工程桩之间有1600mm间距）。

钢板桩具体施打位置如下图所示：

图4.5-1 拉森钢板桩施打位置

4.6 坑中坑土方开挖

钢板桩闭合之后，进行放坡开挖。当钢板桩上端露出2米之后进行放坡开挖,开挖过程中进行放坡，坡度根据现场土质情况进行适当调整，但不大于60°。

1、剖面A开挖

图4.6-1 剖面A开挖

2、剖面B开挖

图4.6-2 剖面A开挖

土方开挖过程中，坑中坑位置由于内有桩，需要采用小型机械和人工配合进行开挖。先将坑中坑土方倒运至坑边后，在进行装车外运。开挖过程中严禁超挖。基底300mm后土方采用人工扦土，找平基坑验槽后应及时浇筑垫层。

4.7 砖胎模砌筑

坑中坑位置采用240mm厚砖胎模，并采用1:2.5防水砂浆表面抹灰。

1、砖胎模砌筑前，基础垫层表面应清扫干净，洒水湿润先盘墙角，每次盘角高度不应超过五皮砖，随盘随靠平、吊直。

2、放线时，在砖胎模内侧预留25mm的抹灰厚度，保证承台结构截面尺寸。

3、平整和垂直符合要求后再挂线砌墙。组砌方法应正确，砌体上下应错缝，里外咬槎，采用“三一”砌砖法（即一铲灰，一块砖，一挤揉），严禁用水冲砂浆灌缝的方法。灰缝厚度宜为8mm-12mm，且应饱满、平直、通顺，立缝砂浆应填实。应挤压碰头灰，防止透亮或瞎缝。砖墙应拉通线砌筑，并应随砌随吊、靠，确保墙垂直、平整，不得砸砖修墙，几个人使用同一条通线，中间应设几个支线点，小线要拉紧，每层砖都要穿线看平，使水平灰缝均匀一致，平直通顺，砌筑时宜采用外手挂线，可以确保砖墙两面平整。砌砖时砖要放平，里手高，墙面就要张，里手低，墙面就要背，砌砖时一定要上跟线，下跟楞，左右相临要对平。

4、墙体标高不一致或有局部加深部位，应从最低处往上砌筑，应经常拉线检查，以保持砌体通顺、平直，防止砌成“螺丝”墙。

4.8 土方回填

待砖胎模强度达到80%后，开始进行土方回填。回填采用优质黏土分成进行回填。每层厚度为300mm。本工程因需分两次进行回填，第一次回填高度为-14.25m，第二次回填高度为-12.25m。具体回填措施如下：

1、采用机械运土,人工回填,蛙式打夯机夯实。回填时绕基础四周分段分层回填。蛙式打夯机夯实时,每层铺土厚度丰300 mm ,每层夯击3—4遍。每层夯击密实之后,经现场取样实验,密实度达到设计要求的95%之后,方允许进行下一层回填。

2、工艺流程:坑底地坪清理→检验土质→用自卸汽车运土至回填点→人工分层铺土、耙平→夯打密实→检验密实度→再分层铺土、耙平→夯打密实一检验密实度(重复上述施工过程,回填至设计要求标高→修整找平验收。

3、填土前应将坑底垃圾等杂物清理干净。用汽车运土前,应检验回填土是否含有草根、树皮等有机杂物,粒径是否符合规定,以及回填土的含水量是否控制在允许范围内;如含水量偏高,可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施;如遇回填土的含水量偏低,可采用预先洒水润湿等措施。

4、用汽车运土至回填现场,将土料卸在指定地点,再用手推车或塔吊转运到回填施工点。严禁汽车直接将土料倒入回填点。回填土应分层铺摊。每层铺土厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。一般蛙式打夯机每层铺土厚度为300mm;人工打夯不大于200mm。每层铺完后,随之耙平。

5、回填土每层至少夯打三遍。打夯应一夯压半夯,夯夯相接,行行相连,纵横交叉。并且严禁采用水浇使土下沉的所谓“水夯法”。

6、深浅两基坑相连时,应先夯填深基础,填至浅基坑相同的标高时,再与浅基础一起夯填。如必须分段夯填时,交接处应填成阶梯形,梯形的高宽比一般是1:2。上下层错缝距离不小于 1m 。

7、基坑回填应在四周同时进行。

8、回填土每层填土夯实后,应根据规范规定环刀取样,测出干土的质量密度;达到要求后,再进行上一层铺土。

9、修整找平:填土全部完成后,应进行表面拉线找平,凡超过标准高程的地方,及时依线铲平:凡低于标准高程的地方,应补土夯实。

4.9 底板施工

2#楼底板分两次进行施工，第一次施工核心筒内区域，第二次施工核心筒以外区域。

图4.9-1 止水钢板留设区

在接缝处留设止水钢板，且预留好插筋，错开甩出接头。止水钢板焊接处严禁割断主筋。

4.10 钢板桩拔除

待底板混凝土强度达到80%以后方可拔除拉森钢板。现场先拔东侧拉森钢板，再拔南侧拉森钢板，再拔西侧拉森钢板，最后再拔出北侧拉森钢板。拉森钢板拔出之后用挖机夯实地基，在沿着拉森钢板桩位置进行注浆。

5结语

深基坑工程作为城市建设和地下工程的重要组成分，具有重要的社会和经济意义。然而，深基坑工程在施工过程存在复杂的地质条件、复杂的支撑结构和潜在的施工时间延长等问题。本方法在项目的成功应用，无疑为城市大型深基坑施工提供了一条值得参考的方式。

参考文献(References)：

[1]张家和,董沛雨,孙力等.大型超深坑中坑施工新技术在超高层建筑中的应用[J].居舍,2023(13):86-89.

[2]路立娜.复杂地质条件下内坑通病预防措施研究[J].建筑技术,2023,54(03):332-334.

[3]吴自全.坑中坑支护方案选择[J].建筑,2022(16):77-78.

[4]方晋,方诗圣,陈海薇等.不同开挖方法下坑中坑支护变形特性研究[J].安徽建筑,2022,29(11):129-131.DOI:10.16330/j.cnki.1007-7359.2022.11.053.

[5]熊珲,郑敏.“坑中坑”基坑问题的影响因素分析[J].建筑技术开发,2020,47(18):155-158.