大型深基坑施工创新技术应用

江苏南通二建集团有限公司 启东 226200

1 工程概况

苏州嘉润广场工程位于苏州市工业园区，现代大道南侧，思安街西侧，距离建设中的地铁站与区域的商业地标时代广场仅150 m。

本工程为集办公楼、酒店、酒店式公寓和商业于一体的综合性建筑，地下4层，地上39层，地面以上3栋主楼，高度约为134 m。总建筑面积255 033 m2，基坑南北宽约90 m，东西方向长约300 m，基坑占地面积约为18 000 m2，地下建筑面积为74 145 m2。基础底板厚为1 000 mm或2 400 mm，基坑最大挖深为23 m。泵进行抽水，既节省了水泵、水管等材料费用，也节省了水泵管理的人工费用。若地下室面积过大，可设置多个较深的集水坑进行定期抽水。

图1 钢筋绑扎过程中预埋PVC管

2 地下室排水系统

在以往的大型深基坑施工过程中，始终有一个最大的难题围绕着我们，就是地下室的积水很难清理，往往都是派专人进行清扫，然后用水泵在就近的集水坑中抽水。此种方法耗费了大量的人工，而且需要大量的水泵、水管等进行抽水，水泵的水管排布在地下室内，既影响美观，也影响施工[1-3]。

2.1 地下室自排水系统设计

1）地下室大底板钢筋绑扎过程中，我们将每个区域的集水坑用φ100 mm PVC管进行连通（图1）。本工程最深的集水坑坑底标高为-20.2 m，其余的集水坑或后浇带底部预埋的PVC管设置一定的坡度，水将自动流向最深的一个集水坑。地下室施工完成后，只需在最深的集水坑放置水

2）地下室基础底板、楼板浇筑过程中，严格控制板面标高，将集水坑四边、后浇带边等降低2 cm，且整个区域的板面斜向后浇带或集水坑，使板面形成自然坡度，水自动流向后浇带或集水坑。本工程板面标高的控制采用2种方式：一是带线随时量取混凝土浇筑标高，二是采用激光测平仪进行标高控制。这样既控制了排水标高问题，又使板面平整度得到了控制（图2）。

图2 板面标高的控制

3）地下室基础底板、楼板在收光前，用长6 m钢管在板面上压出圆弧槽，槽口形成网状，将水引流至集水坑内（图3）。

图3 用钢管在板面上压出圆弧槽

2.2 效益分析

1）传统施工方法：在集水坑里放置小水泵，将所有集水坑内的水抽到最大或最方便抽水的集水坑内，然后再从这个集水坑内将水抽至地表。若用1台1.5 kW水泵抽水，每天按10 h计算，则每日费用约100元。本工程共约需24台水泵。则1年综合费用：24×100×365 =876 000元。

2）地下室自排水系统方法：水将自动流向最深的集水坑内，从最深的集水坑内将水抽出。本工程约需6台水泵。则1年综合费用：6×100×365 +10 000（管材等费用）=229 000元。

3）节约费用：876 000-229 000=647 000元。

3 地下室后浇带的换撑、顶撑

3.1 顶撑

后浇带顶撑以往是采用脚手架分开搭设的方式，支模排架拆除后，后浇带部位脚手架不拆，直至后浇带封闭后再拆除。此种方式无形中增加了钢管租赁费用，且后浇带部位模板无法拆除，需配置多套模板。且后浇带部位脚手架对材料运输、人员通行等都带来诸多不便。采用本种工艺，后浇带部位模板可随意拆除，无需配置多套模板，后浇带部位对材料运输、人员通行影响较小[4-6]。

本工程采用16#工字钢顶撑的办法，解决了上述问题。支模排架搭设的同时，在后浇带两侧梁底各顶1根16#工字钢，工字钢顶部水平焊1块不小于200 mm×200 mm的钢板。梁与梁中板带部位间隔2 000 mm顶撑1根16#工字钢。16#工字钢底部采用钢楔顶牢，并与工字钢底部焊接牢固（图4）。

效益分析：本工程地下室4层，总后浇带的长度约2 420 m。后浇带间距按100 m计算（时间1年）。

1）钢管扣件支撑：模板5 687元+钢管租金4 347元+扣件租金9 636元+其他3 870元=23 540元。

2）16#工字钢支撑：4 059元。

本工程后浇带总长度为2 420 m，故共节约资金为：（23 540-4 059）×（2 420÷100）=471 440元。

图4 地下室后浇带顶撑工字钢

3.2 换撑

本工程地下室底板、楼板后浇带部位换撑，均采用300 mm×300 mm的H型钢预埋（图5），每边深入混凝土内不小于500 mm，型钢沿后浇带长度方向间距3 500 mm。楼板有梁部位必须设置型钢换撑，无梁区域按间距3 500 mm设置。

图5 型钢换撑设置

4 超厚基础底板钢筋支架的制作

底板钢筋支架采用槽钢及角钢焊接。为防止地下水沿支架立柱底部渗透上来，在立柱下垫一混凝土垫块、砂浆垫块或水泥砖，厚度应该与底板保护层相同。垫块下设预埋铁直接固定在垫层上，从而避免了垫块移动，影响支架架设。

4.1 立柱长度≤1.5 m的基础底板钢筋支架制作

采用φ28 mm钢筋马凳架设（图6）。H=底板厚度-下层钢筋（钢筋直径+保护层厚度），马凳采用φ28 mm钢筋制作，通长设置，马凳间距2 000 mm。

图6 立柱长度≤1.5 m的基础底板钢筋支架制作

4.2 立柱长度为1.5～4m的基础底板钢筋支架制作

支架立杆采用100 mm×100 mm×12 mm角钢，立杆间距2 200 mm×2 200 mm，立杆的长度应扣除底部垫块高度、顶层钢筋网片、钢筋保护层等厚度。中层钢筋网片支架采用63 mm×40 mm×7 mm角钢与立杆焊接牢固。顶层钢筋网片的支架采用100 mm×63 mm×10 mm角钢与立杆焊接牢固，焊接时将100 mm×63 mm×10 mm角钢的水平边卡在立柱的顶端，以增加钢筋支架的整体受力（图7）。焊条为E43系列，焊缝高度为8 mm。

图7 立柱长度为1.5～4 m的基础底板钢筋支架制作

4.3 立柱长度超过4 m深坑部位基础底板钢筋支架制作

支架立杆采用18#槽钢，其他设置与长1.5～4 m立柱相同。

5 内爬塔吊基础节施工

为满足工程施工需要，本工程选用3台TC6515B-12E塔机作为垂直吊装工具，最大工作幅度65 m，独立高度60 m，最大起重质量12 t，末端起重质量1.5 t，额定起重力矩为1 600 kN·m。

1）大底板施工前，塔吊基础采用“灌注桩+格构柱+钢平台”的形式，桩间距为2.2 m。本工程为混凝土灌注桩基础，为减少机械进出场费用，节约施工成本，塔吊桩亦采用钻孔灌注桩。

（1）灌注桩。根据工程地勘报告提供的数据，对比塔吊定位处地质情况，经计算塔吊桩共4根，直径为900 mm，主筋采用16φ25 mm，箍筋为φ8 mm@200 mm和φ16 mm@2 000 mm，底板底往下3 m范围内为φ8 mm@100 mm，桩长30 m。

（2）格构柱。所有塔吊利用钢格构柱连接塔吊桩和混凝土承台，采用4根180 mm×18 mm的角钢及450 mm×300 mm×16 mm的缀板进行组合拼装，四面加焊，间距为700 mm。钢格构柱插入塔吊桩4 m，同时将格构柱角钢与立柱桩主筋焊牢。角钢和缀板的材质均为Q345B，格构柱截面为510 mm×510 mm。

（3）钢平台。钢平台采用3 m×3 m的十字钢架，其钢梁主肢采用400 mm×400 mm×13 mm×21 mm的H型钢，材质为Q345B。3台塔机的格构柱顶标高均为+2.20 m。

2）大底板施工过程中，先将内爬塔吊的基础节安装定位，待大底板施工完成后，利用施工间歇期将钢平台位置的塔吊移位至核心筒电梯厅内，采用内爬的方式顶升，塔吊基础节4个支腿埋在基础底板内。在基础底板钢筋绑扎过程中，用18#槽钢对塔吊4个预埋腿支架进行焊接固定，如图8所示。

图8 用18#槽钢焊接塔吊4个预埋腿支架

在混凝土浇筑过程中，塔吊基础节不要从4个支腿中取出，从而保证4个支腿不会因浇筑混凝土而移位。并派专人进行水平度、垂直度的测量，确保塔吊基础节的安装精确。

6 结语

大型深基坑工程施工难度大，受外界因素影响的安全隐患多，我们在施工完苏州环球188、苏州中润广场等大型深基坑超高层建筑后，总结了以往工程中的经验，并加以创新应用。本工程的成功应用希望能为兄弟单位提供更多的参考价值[7,8]。