关于坑中坑钢板桩加钢筋混凝土支护墙施工技术应

关于坑中坑钢板桩加钢筋混凝土支护墙施工技术应

用的研究

吴赞波

44090219861006****

广州机场开发建设有限公司

摘要：随着社会人口的不断增长和建筑业的快速发展，各种建筑工程都往更深和更高的方向发展了，建筑工程内的电梯基坑及集水井都要在基坑内再往下开挖，深度可达到4m甚至更深，选择合适的电梯坑和集水井支护技术是其施工成功的重点。在实际施工中，深基坑里面再往下开挖电梯井和集水井，这样的基坑简称为“坑中坑”，在基坑内放坡有困难或土质不好的情况下就可以考虑采用钢板桩加混凝土支护墙的施工技术来开展坑中坑的施工了。本文就坑中坑钢板桩加钢筋混凝土支护墙的施工技术进行探讨，结合一个工程实例来研究它的施工技术要点。

关键词：坑中坑 钢板桩 钢筋混凝土支护墙 施工技术

对于较深的坑中坑，它的支护方法就是按照传统的砖胎模施工做法，在井坑四周施打钢板桩，根据设计图纸要求开挖土方，浇筑垫层，然后砌筑砖胎模和抹灰，接着就是进行防水层和防水保护层的施工，最后施工集水井和电梯井底板、侧壁。但是对于深度较大、土质情况限制放坡开挖，且设计图纸不设计基坑降水的坑中坑，采用传统的施工方法显然会影响施工的质量、安全和工期。为保证坑中坑的施工质量、安全和加快坑中坑的结构施工进度，通过在坑中坑四周打钢板桩，然后浇筑钢筋混凝土支护墙，不仅减少了砖胎模抹灰的时间和成本，还保证支护墙有足够的强度，可以提前进行回填土工作，也有利于推进电梯坑和集水井结构的施工。

一、项目概况

巽寮湾金融街海世界工程（一期）位于惠州市惠东县巽寮湾滨海旅游度假区中区，西临海岸。一期工程总建筑面积133807㎡，地上建筑面积119752㎡，地下建筑面积14055㎡。其中1#楼最靠近海边，与海边只有30米左右的距离，该楼栋地下室局部有两层，按照设计院图纸要求，集水井和电梯井位置的地下室设计底板顶标高为-6.9m，主楼位置和坑中坑底板板厚1500mm，集水井底板面标高为-10.9m，计算出坑中坑最大深度为4m，而且设计图纸未设计基坑降水，同时本工程地下水丰富，地下水与海水水力联系强烈，对基坑开挖非常不利，水位埋深1.20~4.10m。因此按照钢板桩加传统砖胎模做法虽说可行，但存在较大不安全因素，因此现场采取钢板桩加钢筋混凝土支护墙的工艺施工以解决坑中坑的施工。

二、施工工艺

1、工艺流程

测量放线及地下障碍物清理→打钢板桩→钢支撑及围檩安装→土方开挖至基坑底设计标高（坑内泥水多则超挖200mm并预铺P.O42.5水泥进行基底土层硬化）→施工垫层并插钢筋→施工钢筋混凝土支护墙→拉森钢板桩拔除→回填土→施工集水井、电梯坑底板及侧壁。 

2、施工操作要点

2.1确定钢板桩位置

考虑电梯井及集水井壁厚1500mm及考虑200mm厚混凝土支护墙、500mm施工工作面的因素，钢板桩布置位置为电梯井、集水井外壁外扩2200mm范围，以满足现场开挖施工要求。

2.2施工钢板桩及钢筋混凝土支护墙 

钢板桩操作要点：由于本坑中坑开挖深度为4m，采用6m钢板桩不可行，因此本坑中坑采用SP-Ⅲ型（9m）拉森钢板桩。首先，钢板桩施工前应查明并避开已施工完成需要保护的工程桩，与工程桩距离保证有300mm以上。施工时采用压桩机施工，拉森钢板桩采用振打入法，采用单桩逐块打设。同时在钢板桩搭设完毕后，为防止坑中坑内土体开挖后钢板桩因土体侧压力导致整体倾覆，钢板桩顶部设30号工字钢腰梁一道，并在中间布置一根直径300mm圆钢柱对撑，钢板桩尽量按照方形布设，这样会方便腰梁和对撑的施工，如下图所示。

钢板桩施工参考图1

钢板桩施工参考图2

钢板桩施工现场实景图3

土方开挖及坑底处理：坑中坑内的土采用全开挖的方式施工，这样能保证高低跨支护墙能够同时施工。由于本工程未设计基坑降水，坑中坑内土方开挖完成后，施工过程中要持续保持抽水，同时基底必然会存有大量泥水，若直接浇筑混凝土垫层，混凝土垫层无法凝固硬化，因此需要可先预铺200mm厚PO42.5水泥。

钢筋混凝土支护墙施工要点：当完成坑中坑土方开挖及坑底处理后，及时在坑底浇筑100mm厚C15混凝土垫层，然后在垫层中预插支护墙钢筋，支护墙厚度为200mm，钢筋为C12@250，双排双向，混凝土强度等级为C30。之后就可以开始支护墙钢筋绑扎、模板安装和混凝土浇筑的施工了。支护墙模板拆除后就可以安排钢板桩拔除和回填土工作了。钢板桩拔除时先用压桩机夹住拉森钢板桩头部振动1min～2min，使钢板桩周围的土松动，产生“液化”，减少土对桩的摩阻力，然后慢慢的往上振拔。拔桩时注意桩机的负荷情况，发现上拔困难或拔不上来时，应停止拔桩，间歇 1min～2min 后再往下锤 0.5m～1.0m 再往上振拔，如此反复可将桩拔出来。支护墙外侧的肥槽采用基坑内的原土或级配砂石回填夯实。

三、实施效果分析

1、从经济性角度分析，参考《广东省建筑与装饰工程综合定额》详细计算如下：

（1）采用钢筋混凝土支护墙技术费用计算如下：

钢筋总量为0.995t，综合定额为4479.79元/t，材料采购价格为4300元/t，则W1=0.995×（4479.79+4300）=8735.89元

混凝土总用量为22.7m³，采用C30混凝土，综合定额为918.62元/10m³，材料采购价格为280元/m³，则W2=22.7×（918.62/10+280）=8441.27元

模板展开面积为228m²，综合定额为3577.31元/100m²，材料采购价格为55元/m²，则W3=228×（3577.31/100+55）=20696.27元

其他辅助措施投入费用约为W4=2500元

钢筋混凝土挡墙总造价为：

W1总=W1+W2+W3+W4=8735.89+8441.27+20696.27+2500=40373.27元

（2）采用砖胎模技术费用计算如下：

水泥砖所用方量50.1m³，综合定额455.2元/m³，材料采购价格348元/m³，则W5=50.1×（455.2+348）=40240.32元

抹灰面积102.8m²，材料总量为2.1m³，综合定额为317.68元/m²，材料采购价格300元/m³，则W6=2.1×（317.68+300）=1297.13元

构造柱、圈梁钢筋用量为0.349t，综合定额为4479.79元/t，材料采购价格为4300元/t，则W7=0.349×（4479.79+4300）=3064.15元

构造柱、圈梁混凝土总用量为5.3m³，采用C30混凝土，综合定额为918.62元/10m³，材料采购价格为280元/m³，W8=5.3×（918.62/10+280）=1970.87元

模板展开面积为18.7m²，综合定额为3577.31元/100m²，材料采购价格为55元/m²，则W9=18.7×（3577.31/100+55）=1697.46元

砖胎模总造价为：

W2总=W5+W6+W7+W8+W9=40240.32+1297.13+3064.15+1970.87+1697.46

=48269.93元

经过两者的对比，采用钢筋混凝土墙节约成本的比例为（48269.93-40373.27）/48269.93=16.4%。

2、从工期角度分析，对于集水井和电梯坑相连的坑中坑，按照传统砖胎模做法施工：由于坑中坑深度达到4m，为保证安全，砖胎模需要施工500mm厚，同时坑中坑砖胎模四个角均需要设置构造柱，其余位置的构造柱按照规范要求设置，在砖胎模高度中间还需要设置一道圈梁。首先浇筑低跨垫层和砌筑低跨砖胎模到2m位置需要花费2天时间，接着需要1天时间施工构造柱、圈梁，然后回填浇筑高跨电梯井垫层需要1天，高跨电梯井砖胎模及构造柱施工正常需要最少2天，最后抹灰需要1天时间，采用砖胎模技术施工需要最少7天时间。而采用钢筋混凝土支护墙做法施工：集水井和电梯坑垫层施工需要1天，支护墙钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑及模板拆除施工需要3天，采用钢筋混凝土支护墙技术最快4天可以完成。根据两者的对比，在不考虑相同工序施工时间的情况下，单个坑中坑采用钢筋混凝土支护墙技术施工可以节省3天时间。

3、从施工安全角度分析，钢筋混凝土的强度远远大于砖墙，因此在回填土时也不会出现因墙体强度不够而被压垮的情况；对于靠近海边且设计图纸未设计降水措施的基坑，砖胎模可能会因为海水涨退潮产生的水压力而被冲破，采用砖胎模施工存在较大的风险，所以采用钢筋混凝土支护墙技术会比砖胎模技术安全。

四、结论

坑中坑通过采用钢板桩加钢筋混凝土支护墙技术，虽然节约的成本比例不高，但是却可以减少施工时间，更重要的是该技术比采用传统砖胎模技术更加安全。此技术操作简单，技术容易掌握运用，提高施工效率，质量容易控制且有保障，值得在工程实践中大力推广！

五、参考文献

[1] 中国建筑工业出版社.建筑施工手册［ M ］ .5 版 . 北京：中国建筑工业出版社， 2012.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 砌体工程施工质量验收规范［ M ］.中国建筑工业出版社,2011

[3]何明辉. 某深基坑项目坑中坑拉森钢板桩支护技术[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016(14).

[4] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 混凝土结构工程施工规范［ M ］.中国建筑工业出版社,2011

[5] 广东省住房与城乡建设厅.广东省建筑与装饰工程综合定额.中国计划出版社,2010