深基坑中施工栈桥的应用.docx

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深基坑中施工栈桥的应用

深基坑中施工栈桥的应用

浙江建筑第24卷第3期2007年3月

深基坑中施工栈桥的应用

杨根良,华锦耀

（华丰建设股份有限公司,浙江宁波315040）

摘要:

叙述了深基坑中施工栈桥的作用,构造及荷载设计计算.施工栈桥一般与上道水平支撑合二为一,可利用基坑内的

对撑或角撑及边桁架支撑,基梁板及支承立柱的设计必须考虑在挖机,运输车辆,栈桥自重等各种动（静）荷载的组合作用下,满足

强度,刚度稳定性,沉降及立柱插入深度的要求,最后以工程实例说明施工栈桥的应用.

关键词:

深基坑;施工栈桥;设计;应用

中图分类号:

473.2文献标识码:

B文章编号:

1008—3707（2007）03—0023—04

1施工栈桥的作用

大型基坑车挖深较深时（一般为地下室3层或

更深）,或基坑四周场地狭小,需要在基坑内设置施

工栈桥,以便于挖土机械与运土车辆在栈桥上运行.

超大型深基坑的施工栈桥又可作为地下室施工期的

轨道式塔吊的基础.施工栈桥一般与上道部分支撑

合二为一,这样可充分利用支撑结构,施工栈桥的平

面位置宜正对出运土方的大门,以方便运土车辆的

进出.施工栈桥的合理设置,开拓了深基坑挖土的

作业面,增加了挖土线路,有利于加快基坑挖土的

工期.

深基坑施工栈桥可同时作为堆放泵送商品混凝

土机械的临时场地,也可以兼作施工现场的临时设

施——加工棚的场地,尤其是钢筋加工棚,便于解决

钢筋加工制作及运输问题.

2施工栈桥的构造

施工栈桥一般与上道水平支撑合二为一,可以

利用基坑内的对撑或角撑及边桁架支撑.

栈桥的宽度应为机车的最大宽度并增加

1～2m的行车间隙,一般可取6～8m.这样的宽度

对路基箱的受力较为有利,或采用现浇混凝土板

（常用板厚不小于300mm）.栈桥的纵向跨度应根

据立柱设置状况确定,一般可取（6～9m）×n跨.

主支撑间宜设置联系梁,使其连成整体.专为栈桥

设计的立柱桩应进行验算,如利用工程桩,则一般可

不作验算,因为与主体结构相比,栈桥施工阶段作用

于立柱桩的荷载要小得多.栈桥的立柱桩常用钻孑L

灌注桩,上接钢构柱,以便于地下室底板钢筋穿越.

钢筋立柱常用4L140×14,或4L160×14,由厚为

12～14mm的钢板缀条连为整体,钢构立柱插入钻

孑L灌注桩不小于2m,并与桩的主筋焊接.

平行的施工栈桥相互间的间距一般为

25～30mm,基坑内栈桥形成十字形相交时,为便于

车辆机械的转弯,调头,应在相交边上用钢筋混凝土

加宽加大,呈喇叭口,防止车辆在转弯及调头时因车

轮悬空而落人基坑内,在栈桥的进出口处（或上下

坡进出口处）需要钢筋混凝土作成喇叭口,便于机

械,车辆进出基坑转弯时用.当第一道支撑面低于

自然地坪标高时,必须作进入栈桥的坡道,其坡度一

般为1:

10.在栈桥梁的两边梁面上,间隔一定距离

必须有埋件,用于固定路基箱和栈桥栏杆,确保栈桥

路基箱的稳定和防护栏杆的安全牢靠.

3施工栈桥的设计计算

栈桥梁板及支承立柱的设计必须考虑在挖机,

运输车辆,栈桥自重等各种动,静荷载的组合作用下

满足强度,刚度,稳定性,沉降及立柱插入深度的要

求.恒载的分项系数取1.2,活载的分项系数取1.4,

收稿日期:

2006—09—25

作者简介:

杨根良（1974一）,男,浙江象山人,工程师,从事建筑施工管理工作.

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23?

杨根良等:

深基坑中施工栈桥的应用

挖土机,运土汽车的动力系数取1.2.

施工活荷载的考虑因素比较复杂,可按支撑的

一

跨布置正在作业的挖土机,相邻跨布置运土车辆

的方法,根据连续梁（板）弹性理论计算支座处的最

大内力;同时按跨内布置正在作业的挖土机以集中

荷载形式作用,根据连续梁（板）弹性理论计算跨中

处的最大内力.具体分析如下:

（1）挖土机为履带式抓铲QUY-50,技术数据:

履带挖机接地长度4.66m,自重56t.

履带挖机荷载:

P0.=560×1.2+（22+40）×

（自重）（系数）（抓斗重）（土方重）

1.2=746（kN）

（系数）

（2）运土卡车为斯塔尔自卸车,满载时前轮

10t,后轮30t,前后轮距4.5m.

卡车活载:

前轮×动载系数,后轮×动载系数:

P.=100×1.2=120（kN）,～

（前轮重）（系数）'

P=300×1.2=360（kN）～

（后轮重）（系数）

（3）挖土与.运土机械施工工况

工况①抓铲大臂与履带呈垂直状况.最不利状

况为单侧履带受全部荷重.

活荷载标准值:

q0=746kN÷4.66m=160.0kN/m

活荷载设计值:

q=1.4×160.0kN/m=224kN/m

工况②抓铲大臂与履带平行状况.单侧履带受

三角形荷载.

工况③抓铲臂与履带成某角度状况,最不利状

况为单侧履带受全部集中荷载.

活荷载集中力标准值:

P.=746kN

活荷载集中力设计值:

P=1.4×746=1044kN

工况④运土卡车满载时处于跨中.

目前深基坑施工栈桥也有用长臂反铲PC-200,

技术数据基本上同抓铲QUY-50.从上述工况分析

可知,施工活载包括挖土机,运土卡车,局部堆土,均

不超过50kN/m,故施工栈桥梁,板,柱可按活载标

准值q:

50kN/m乘活载分项系数以最不利布置计

算,并以集中荷载标准值746kN乘活载分项系数

复核.

施工栈桥兼第一道水平支撑者,应同时考虑土

水的侧压力,按竖向恒,活荷载及侧向荷载以压弯构

?

24?

件组合计算,施工栈桥以水平支撑兼作轨道式塔吊

基础时,则上述施工活载应换以塔吊的相关荷载.

4施工栈桥式基坑挖土

4.1基坑挖土施工原则

基坑土方开挖的顺序,方法必须与设计工况相

一

致,并遵循"开槽支撑,先撑后挖,分层开挖,严禁

超挖"的原则.基坑挖运土方尽量布置挖土机和运

土车辆下坑作业,同时布置运土坡道,以提高基坑挖

土的效率.当深基坑挖深很大,无法继续布置运土

坡道时,即无法使挖土机和运土车辆继续下坑底作

业时,则应利用施工栈桥作为挖土机械和运土车辆

的作业通道.此时继续挖运土方时,需要在支撑

（施工栈桥）下利用2台以上0.4m挖机进行接驳,

才能把土方驳至施工栈桥上的取土机械作业半径范

围内.

4.2基坑挖土工艺流程

熟悉工程图纸及现场环境一研究栈桥组合的型

式一编制栈桥及支撑施工方案一制定挖土施工方案

一班组长,机长察看现场,熟悉施工方案一向施工作

业人员下达任务并进行技术交底一按挖土方案实施

一挖尽基坑内全部土方一施工地下室底板及换撑,

拆撑一施工地下室楼盖及换撑,拆撑.

4.3基坑挖土施工时的要求

（1）基坑开挖施工应符合基坑围护设计（含施

工栈桥）图纸的各工况要求.'

（2）基坑内各挖土机不应超深挖掘,必须保持

在每道支撑底标高以上10～15em,以便人工修正

支撑底标高.

（3）挖出的土方在栈桥周边堆高应控制高度.

（4）铺在栈桥上的路基箱长短规格要一致,承

载力要可靠,铺设要平整,栈桥上的路基箱可临时翻

开几块,让出足够的空间,让栈桥上挖土设备进行取

土,挖土.

（5）在栈桥上的各种挖土,取土设备在挖土取

土半径范围内作业时,操作的动作不宜过猛,履带不

宜单边受力,与栈桥边保持一定的距离.

（6）运土车辆在栈桥上行驶时,应在栈桥中间

行驶,不单边行驶或停在一侧待装土.

（7）基坑开挖接近设计标高时应按"五边法"施

工,即边挖土,边凿桩头,边筑碎块石垫层,边浇混凝

土垫层,边砌砖胎模.

（8）施工栈桥工作过程中应加强监测,监测内

杨根良等:

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容包括立柱桩的沉降,栈桥梁板的内力等.

5施工栈桥应用实例

5.1工程与环境概况

杭州国际汇丰中心工程建筑面积80391m,其

中地下室建筑面积21040m,主楼26层,地下室3

层.主楼为钢筋混凝土框架筒体结构,工程桩为钻

孔灌注桩.基坑外东侧北段为高层建筑新世纪大

厦,东侧南段为5层砖混结构住宅楼.基坑外南侧

为6层砖混结构住宅楼.基坑外西侧为湖墅南路,

道路下埋有给水管,煤气管,电信管,污水管,雨水

管,电力管线等.北侧为密渡桥路,路宽22m,道路

下同样埋有以上管线.基坑开挖面及以下的土层多

为流塑状的淤泥质粉质黏土.

5.2基坑支护结构概述

基坑开挖深度分别为13.15m,13.75m,

15.45m,中间局部深坑为16.15m,采用地下连续

墙800mm厚兼作地下室外墙,结合三道钢筋混凝

土水平内支撑,深浅坑高差邻接处采用高压旋喷桩

支护.在基坑四周地墙拼幅接头处外侧施打高压旋

喷桩止水.

沿基坑竖向设置三道钢筋混凝土支撑,每道支

撑之间的层高约4.4m.支撑由4个桁架式角撑与

1个桁架式对撑及四周边桁架组成.地墙压顶梁兼

作第一道支撑的环梁.支撑系统的竖向立柱部分利

用4,800mm工程桩,部分专用立柱桩为~b900mm钻

孔桩,立柱上部为角钢4L140×12-4L160×14组成钢

构柱.各道支撑周边的围檩通过地下连续墙的预埋钢

筋紧相连接.基坑围护结构平面布置图见图1.

5.3施工栈桥布置

本工程现场场地非常紧张,几乎没有材料堆场

与泵送混凝土的场地,同时考虑运土汽车的走向需

要,故以第一道支撑的东北角撑区与对撑区范围作

为施工栈桥.东北角撑区的施工控制活荷载为

50kPa,在角撑上现浇350mm厚强度为C30的板,

该区角撑的大小撑杆均加大截面尺寸与配筋,大角

撑杆截面为900mm×1400mm,上,下部各配12~22

主筋,箍筋为l2@150六肢.并且在大角撑杆下增

密立柱桩,即大角撑杆的跨度不大于6m.此角撑区

作为挖土机械与运土卡车作业及运行通道.

对撑为三肢桁架式,施工控制活荷载为15kPa.

对撑的大小支撑杆均加大截面与配筋,对撑的大支

撑杆截面为900mm×800mm,上,下部各配12~22

图1基坑支护平面布置图

注:

未注明支撑顶标高一1.700

主筋,箍筋为10@150六肢.三肢式对撑的中间

对撑大杆下加密立柱桩.对撑区的施工栈桥构造为

装配式,即在混凝土支撑杆上沿对撑的纵向铺设槽

钢[16@500,槽钢顶铺设8×3.5钢管@150,钢

管与槽钢点焊固定,钢管上铺设18mm厚九夹板,

作为堆放材料及加工场用.

5.4栈桥梁抗弯算例

以东北角撑区临空边梁为算例,简化为5跨连

续梁,每跨度为6m,角撑大梁间距为5.90m,现浇

板厚为0.35m,临空边梁截面为0.90×1.40m,在

恒,活荷载作用下简化的计算简图如下.其中活载

q2=1.4×50×5.9/2=210kN/m,活载集中力P.为

抓铲（或长臂反铲）最不利工况下全部作用于边梁,

P,为运土卡车满载时前,后轮各以3/4的荷载

直接作用于边梁.

图2栈桥临空大梁桓载作用下的计算简图

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杨根良等:

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q2=210kN/mq

图3栈桥临空大梁活载1作用下的计算简图

q3=210kN/mq3

图4栈桥临空大梁活载2作用下的计算简图

P.=1044kNP3=378kNP2=126kN

图5栈桥临空大梁活载3作用下的计算简图

图6栈桥临空大梁活载4作用下的计算简图

根据栈桥临空大梁在上述恒载及活载最不利布

置作用下,并考虑大梁两端的土水侧压力作用,最终

以压弯构件（混凝土C30）计算得截面配筋如图7,大

梁顶边上翻300mm×200mm是作为安全防护用的

翻边.

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图7栈桥临空大梁截面

5.5基坑挖土

土方工程量约1l万m多,根据本基坑工程的

实际情况,出土口位于东北角,向密渡桥路运出土

方.基坑内的运土坡道按空间弧形布置,自卸式运

土汽车直下至坑内第二道支撑水平面,该水平标高

以下土方用两台小型挖土机短途驳运至东北角,再

用站在第一道支撑面的长臂反铲挖出装车外运.土

方分四层均匀挖土,均自南侧向北侧开挖.第一层

土方挖至第一道支撑底,第二层土方挖至第二道支

撑底,第三层土方挖至第三道支撑底,第四层土方挖

至坑底设计标高.坑底最后的30cr/i土方及承台,

她梁土方由人工开挖塔吊配合运土.机械开挖土方

中,边坡坡角不得大于1:

1,以防止土体滑坡,影响

支撑立柱的稳定及工程桩倾斜断裂.地下室的底板

以后浇带为界,分为6块,即6个流水作业的施工

段,故基坑挖土顺序自南向北密切配合施工段的流

水作,I.

6结语

深基坑支护的水平支撑和挖土施工栈桥统一考

虑设计,解决了深基坑的土方开挖问题,尤其适用于

周边施工场地狭小的深基坑.由于栈桥梁是第一道

水平支撑,桥面板是钢质路基箱或现浇混凝土,施工

简便,节省了搭设临时栈桥的费用及工期.施工栈

桥在基坑内布置的合理性是最大限度发挥机械挖土

工效的关键点,必须因地制宜地进行施工栈桥设计.

施工栈桥的精心设计,加之基坑施工机械挖土的精

心施工,使超深超大基坑在现场很狭小的工程中应

用施工栈桥,取得了显着的效益.

参考文献

[1]龚晓南,高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:

中国建

筑工业出版社.1998.

[2]江正荣,赵自缙,赵帆,等.建筑施工手册（第4版）[M].北京:

中国建筑工业出版社,2003.