钢栈桥在超深超大基坑土方工程中的应用

摘要: 大型、高层建筑深基础土方施工中，基坑土方开挖面积一般较大，而且较深，大型机械必须到坑内作业，运输车辆需利用坡道上下出土。本文介绍了由我公司承建的某项目，在深基坑反压土工程中，利用钢栈桥坡道出土的施工技术。从出土方案的选择、钢栈桥的施工工艺及栈桥出土与地下室结构的交叉施工三个方面阐述了钢栈桥的应用。

关键词: 钢栈桥;超深超大基坑;土方工程;土方施工; 人工挖孔桩

Abstract: large, high-rise buildings in deep foundation of earthwork, turkmen excavation pit area is general larger, and deep, large mechanical must to pit homework, transport vehicles need to use up and down the ramp unearthed. This paper introduces the construction by the company on a project, in deep foundation pit back pressure soil engineering, unearthed by steel zhanqiao pier construction technology of the ramp. From the scheme selection, the parts of the steel construction technology and unearthed and basement structure of the approach bridge cross construction on three aspects of the application of the steel zhanqiao pier.

Keywords: steel zhanqiao pier; Super large deep foundation pit; The earthwork; Earthwork; Artificial dig-hole pile

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

1.引言

广东省军区经济适用房（二期）项目基坑东西长约250米，南北长约130米，占地面积约3.7万平方米，基坑平均深度约为23.5m，反压土土方量约19万m³，本工程出土为利用西侧出土坡道与东北角钢栈桥结合的施工方法，西侧道路断除后所有剩余的土方依靠东北角钢栈桥外运。钢栈桥自身土体在钢栈桥处用转运的方法即用加长臂挖机站在栈桥上将土装于停在栈桥上的泥土车外运。

2. 出土方案的选取

出土方案为西面出土坡道与东北角钢栈桥相结合的施工方法。方案选择在基坑东北角即半逆作区内搭设钢栈桥，利用刚栈桥与西侧道路结合出土，其可行性分析如下：

首先，安全上，栈桥的人工挖孔桩是在设计的半逆作区内开挖，不存在斜坡开挖的问题，且利用该方案可以保证基坑的南面与北面对称施工，水平钢支撑也可以随着出土的进度施工，对整个基坑而言，安全性是最好的。

其次，技术上，将栈桥选择在东北角就避开了水平钢支撑的一切不利影响，技术上比较成熟。

再则，工期上，该方案中，也充分利用了西侧道路，将基坑南面及北面的部分反压土出完，将剩余土方量减到最少，大大减小了出土压力，可以最大限度的加快反压土的出土，对工期是有利的，且栈桥区域-12.00标高以下部分是逆做法施工，对栈桥下部施工影响很小。

栈桥布置于基坑东北角，桥面在-12.0m标高逆作区反压土以上，桥面最低处标高约-12.50m，桥面最高处标高约0.50m，设计水平长度约88m，坡度约9°，栈桥柱采用40×400×25×16 截面的H型钢柱，并在桥面布置横向主梁与纵向次梁，路面采用满铺拉森钢板桩并做防滑措施。在栈桥出土阶段第一排钢支撑（-11.2标高处）有六根支撑不能进行支撑，第二排（-15.2标高处）有两根钢支撑不能进行支撑。钢栈桥在-12.804米以下为土体放坡道路。此段坡道分三段，一段标高从-16.20到-18.204米，长度为21.160米。一段标高从-16.2到-19.2米，长度为8.1米。最后一段标高从-19.2到基坑底标高。

3. 钢栈桥施工重难点

（1）、栈桥与半逆作区的协调施工

由于栈桥的位置刚好在半逆作区，栈桥的柱需要先施工人工挖孔桩，故栈桥的施工与半逆作区交叉施工是个难点，栈桥施工与半逆作区的施工相互间在施工技术及进度上必将有一定的约束和影响。因此加强协调、统一布置至关重要。

（2）、型钢柱脚板的处理措施

H型钢柱下半部分在人工挖孔桩内，型钢柱的基部处理、节点处理、垂直度控制也是一个难点。型钢柱下部可以做成500mm厚，直径同人工挖孔桩直径的混凝土基础，H型钢脚板上部浇筑1500mm混凝土将柱脚包裹住。但是为了保证混凝土的完整性，此2000mm厚的混凝土必须一次浇筑。我们经过分析讨论，具体措施为：H型钢柱下部500mm厚的基础配适量钢筋，并且钢筋笼内竖向焊接4根小角钢承重架（用于承受型钢柱的重量），然后将型钢柱吊装放入人工挖孔桩内，放在钢筋笼上；然后在人工挖孔桩口（约-12.00m标高处）焊接“井”字型固定架，将型钢柱测量定位后，把H型钢柱与“井”字型固定架焊接牢固（这样可以保证型钢柱的位置及垂直度）。定好位后便浇筑C30混凝土，混凝土的浇筑标高控制在-23.5m。

（3）、栈桥最底端柱与土体接触处的施工措施

由于栈桥下到最低端后的临时道路是土路，因此最低端的土体及车辆荷载对栈桥柱可能产生侧压力，控制并平衡这部分土体的侧压力也是一个重点。采取措施是：根据现场情况分析，栈桥最低端的柱在逆作区一侧的土体有约16m宽的土可以平衡在道路一侧的土体产生的侧压力，栈桥柱两侧的土方均按一定坡度放坡处理。当出土至只剩下道路附近最后一部分的土方时，控制运土车辆不从土路上经过，此时栈桥柱两侧的土必须保证均匀开挖，使柱平衡受力。

（4）、半逆作区与栈桥的进度之间的关系

半逆作区与栈桥同时施工，二者的进度可能不同，控制好相互之间的关系至关重要。逆作区与栈桥的进度应根据现场情况而定，若逆作区施工的进度慢于栈桥施工的进度，则-12.00m以上的栈桥自身的支撑先施工，-12.00m以下栈桥自身的支撑后施工，待逆作区内的土出至-16.0m标高以下后再施工栈桥的支撑；若逆作区的进度快于栈桥进度，则-12.00m以下和以上栈桥自身的支撑均可先施工，受逆作区的进度影响很小，甚至可以适当借助于逆作区的楼板。

（5）、连接钢栈桥道路施工

坡道宽4米，分三段，一段为-12.804~-16.2，一段为-16.2~-19.2，一段为-19.2~-23.5.施工此三段道路时该处10根钢支撑在出土阶段不进行施工。其中-11.2的6根钢支撑拟采用预应力锚索代替钢支撑。坡道除有剖面图外的剖面按各自标高段的放坡比例进行放坡、喷锚。

4. 钢栈桥施工工艺

（1）、人工挖孔桩

栈桥柱采用人工挖孔桩成孔后，再将型钢柱放入桩内，定位后-23.5m标高下浇筑混凝土。共施工22根人工挖孔桩，桩径1200，桩身混凝土强度等级C35，护壁混凝土强度等级C20。桩端持力层为微风化岩。

放线定桩位及高程开挖第一节桩孔土方支护壁模板放附加钢筋浇注第一节护壁混凝土检查桩位（中心）轴线架设垂直运输架安装电动葫芦（卷扬机）安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等开挖吊运第二节桩孔土方（修边）先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢筋）浇筑第二节护壁混凝土检查桩位（中心）轴线逐层往下循环作业检查验收浇注封底混凝土吊放钢筋笼放混凝土溜筒（导管）浇筑桩身混凝土（随浇随振）。

（2）、栈桥柱基础

型钢柱下部做成500mm厚的混凝土基础，脚板上部1500mm混凝土。为了保证混凝土的完整性，此2000mm厚的混凝土必须一次浇筑。经过讨论，具体措施为：型钢柱下部500mm厚的基础配适量钢筋，并且钢筋笼内焊接4根小角钢短钢柱（用于承受型钢柱的重量），然后将型钢柱吊装放入人工挖孔桩内，放在钢筋笼上；然后在人工挖孔桩口（约-12.00m标高处）焊接“井”字型固定架，将型钢柱测量定位后，把型钢柱与“井”字型固定架焊接牢固（这样可以保证型钢柱的位置及垂直度）。定好位后便浇筑C30混凝土，混凝土的浇筑标高控制在-23.65m。

（3）、桥体设计

栈桥的所用钢柱拟采用H500×400×12×20钢柱，钢梁拟选用三种型号的梁：GL1为H600×300×12×24，GL2为H500×400×12×20，GL3为H300×300×10×15，栈桥的支撑拟选用H300×300×10×15，桥面板拟选用满铺拉森钢板桩。为提高栈桥的稳定性，在地下连续墙上适当标高打入膨胀螺栓，再焊接钢板，用连墙件将栈桥与地下连续墙连接。

（4）、桥头与0.500m标高处的节点处理措施

栈桥桥头与0.500m标高处的节点处理措施采用钢筋混凝土墩子的形式。

钢栈桥实体模型

（5）、安装流程

序号 步骤 说明

1 柱脚定位安装就位 用“井”字形固定架与型钢柱焊接牢固以保证型钢柱的位置及垂直度

注意：栈桥桩及型钢柱需避开工程桩和柱

2 型钢柱安装 型钢柱各分段采用摩擦型高强螺栓拼接

3 主梁安装 主梁与型钢柱采用高强锚栓连接

4 斜撑安装 斜撑与型钢梁柱采用焊接连接

4 焊次梁安装 次梁腹板与主梁采用高强锚栓连接、翼缘与主梁翼缘焊接

5 桥面钢板及栏杆安装 桥面焊接Q235B钢板20mm厚，并在钢板上焊防滑钢筋

6 栈桥引道 栈桥引道用混凝土硬化

5. 钢栈桥区域结构逆作

序号 施工步骤 图片 备注

1 第1步

开挖土方，分层施工预应力锚索，至-12.00m标高时，从D轴以南4米处，开始按1：1放坡。

2 第2步

将1：1土坡线向北退出核心筒范围；在-13.50标高面开挖钢栈桥桩（栈桥桩开挖避开结构工程桩），施工反压土区柱至-负二层梁底（在柱上预留出底板及梁板钢筋），钢栈桥安装。将-12.05标高楼面连通（负二层梁在连续墙上植筋），楼面预留出栈桥梁柱拆除空间。

3 第3步

1、利用小型挖机掏挖-13.50m标高以下反压土，通过钢栈桥外运

2、逆作施工-13.50m标高以下地下室主体结构

3、拆除钢栈桥，连通负一层梁板，并往上施工该处首层结构

5. 总结

钢栈桥的应用不仅解决了地下室结构施工阶段反压土方外运的难题，使土方施工对结构施工的不利影响很大减小，同时也节约了工期，为地下室的如期完成奠定了基础。其在超大超深基坑的土方运输过程中的应用将越来越普遍。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。