大规模深基坑无内支撑施工技术

2023-11-21 理论教育版权反馈

【摘要】：1.4.2.2大规模深基坑无内支撑施工技术本工程基坑规模大、深度深，内部结构不利于水平支撑的设置，而基坑周边的场地环境较为简单。

1.4.2.1　高密度低挤土劲性复合桩技术

本工程为控制软土地基中高密度群桩施工产生的挤土效应，研发设计了高密度低挤土劲性复合桩技术，通过在桩位钻孔并灌入水泥浆形成柔性桩，并在柔性桩中植入预制的劲性桩，从而形成劲性复合桩。这种复合桩的施工属于非挤土工艺，施工过程对周围的桩基、地下构筑物和周围建筑的影响较小。因此，低挤土劲性复合桩符合本工程软土地基高密度群桩施工的需求。

通过深入研究劲性复合桩的“桩－水泥土－周边土体”接触面特性、变形性能、承载能力影响因素以及本工程的地质条件，建立了不同破坏模式下的劲性复合桩承载能力设计方法，并应用于本工程的劲性复合桩实际设计方案中。

1.4.2.2　大规模深基坑无内支撑施工技术

本工程基坑规模大、深度深，内部结构不利于水平支撑的设置，而基坑周边的场地环境较为简单。根据上述特点，本工程采用了双排桩支护和大范围放坡相结合的基坑围护方案，形成了大规模深基坑的无内支撑施工技术。

工程设计过程中研究了双排桩支护的设计理论。结合本工程的实际地质情况和放坡方案，进行了双排桩支护结构的前后排桩设计、排距和连梁设计、被动区和桩间土体加固设计以及多级放坡设计等。研究了坑外卸载对双排桩设计方案的影响，形成了结合本工程实际情况的基坑放坡和双排桩支护方案。

在施工过程中，对基坑进行分区降水、限时开挖，通过优化入坑通道、合理地施工部署、严密地基坑监测，保证施工进度满足要求，充分控制基坑变形，使基坑施工过程安全可靠。

1.4.2.3　超长混凝土水池裂缝控制技术

本工程中的现浇混凝土结构裂缝控制条件严格、平整度要求高，而结构的超大混凝土底板和超长混凝土池壁均为裂缝出现的高危区域。为此，本工程采用大体积混凝土跳仓法施工技术，以减少混凝土收缩和温度差异产生的裂缝。同时，用施工缝代替后浇带，改善了相邻混凝土浇筑的接缝质量，降低了二次浇筑带来的渗漏风险。

本工程利用有限元数值模拟的方法，结合挖土和结构施工流程，优化了跳仓法施工的混凝土分区方案、浇筑施工步骤和养护方法。施工过程中在相应部位埋设混凝土测温管，从而有效监测混凝土内部水化热的产生，以便在养护过程中及时采取措施，防止混凝土内外产生过大的温差。

采用跳仓法施工技术有效控制了本工程超大超长现浇混凝土结构裂缝的产生，施工质量得以保证，施工完成后的质量检测未发现渗漏点。同时，跳仓法施工还加快了施工进度，降低了工程成本。

1.4.2.4　新型地下装配式结构建造技术(www.chuimin.cn)

考虑到本工程工期紧张、地下施工空间有限、排架和模板搭设困难，部分地下结构采用预制装配的施工形式。然而，传统的预制装配式结构仍存在构件体积较大、吊装困难、抗渗性能难以保证等一系列问题。为此，本工程开发了适用于地下工程的新型预制装配式混凝土结构体系。该体系包含了预制混凝土柱、预制混凝土二维节点和预制叠合板三类构件，优化了预制段与现浇段之间的钢筋连接方式。同时研发了高效的梁现浇段工具式模板支架体系和预制构件临时支撑体系，保证了预制装配式结构的高质量、高效率施工。

为了验证新型预制装配式混凝土结构体系的安全性，在施工现场的试验区按照1∶1的比例建造了横向一跨纵向两跨的结构试验模型，并进行堆载试验。通过测试结构的挠度和裂缝，验证新型预制装配式混凝土结构体系的承载能力。

1.4.2.5　工程建设信息化管理技术

针对本工程施工复杂、多条线穿插、多区域衔接的特点，工程采用了全过程信息化管理技术，创建了项目建设的二级管理BIM 平台，其中一级平台为项目协同管理平台，二级平台为施工协同管理平台和运维协同管理平台，为项目建设管理提供直观的建设管理平台，实现项目建设的全过程信息传递。

同时，利用信息化技术攻克了一系列工程设计和施工难点：

（1）模拟和优化了低挤土劲性复合桩的施工流程；

（2）研究了基坑降水和分区开挖施工效果；

（3）利用有限元数值模拟方法计算了超大超长混凝土跳仓法施工的水化热和收缩；

（4）基于BIM 技术进行了装配式结构体系的优化设计和施工模拟。

此外，大型BIM 工作站、360°全景相机、VR 设备、智能监测和测试系统等信息化硬件设施的综合使用使得工程前期设计和策划、施工现场勘测和监控、施工流程模拟和管理更为高效便捷。工程建设信息化技术还在施工前期部署、施工安全管理、资料管理和进度管理中扮演了不可或缺的角色。