摘 ? ?要:鋼筋混凝土內(nèi)支撐因結構穩(wěn)定、受力合理,在深基坑施工中應用十分廣泛。但鋼筋混凝土支撐在深基坑的應用,只作為一種臨時性的構件,在主體工程進度推進中,除一部分是設計同意留存,其余部分將逐步拆除。其過程是回填、換撐、拆撐,交錯進行,以保證基坑在整個施工過程中的穩(wěn)定。
關鍵詞:深基坑;內(nèi)支撐;拆除
1 ?工程概況
某項目基坑開挖面積約為24252m2(以基坑頂邊線計),基坑底周長約為770m,基坑頂面標高為-0.5m,基坑底面標高為-27.0m。
根據(jù)拆換撐的施工順序及整體考慮,本項目將地下室結構劃分為8個施工區(qū)段如下:A1段、B1段、C1段、C2段、C3段、C4段、C5段、C6段,其中A1段、B1段含有超高層塔樓及商業(yè)裙樓,C1~C6段為商業(yè)裙樓。
因工程體量較大,本文以基坑B1、C1、C2段北側的鋼筋混凝土內(nèi)支撐拆除施工技術作分析研究。
2 工程特點與難點
2.1 ?工程特點
基坑北側支護形式:鋼筋混凝土板撐+斜撐+樁撐;⑴標高-4.25m以上部分為原有復合土釘墻,雖然已為穩(wěn)定支護結構,但考慮到超過使用年限時間較長、大部分錨索已經(jīng)失效,且基坑尚須下挖深度較多,另在C1段設鋼筋混凝土板撐,厚度600mm,南北兩側對頂。
施工樁至第1道內(nèi)撐梁底,鉆(沖)孔樁灌注樁直徑為f1200,間距1400mm;于標高-4.25m、-10.95m、-15.95m、-20.95m處設置4道鋼筋混凝土內(nèi)撐;新施工樁之間及新舊樁之間設置旋噴樁f600@400止水,樁長度穿過砂層,進入不透水層1m,樁長11m。
內(nèi)支撐梁截面為1000mm×1000mm,腰梁截面為1200mm×1000mm。
2.2 ?工程難點
基坑北面內(nèi)支撐桁架下弦桿與地下室側壁碰撞,地下室側壁與北面支護樁之間尚有約10m的空隙。北側因為地鐵地下空間(未建)侵占本項目建筑紅線,造成基坑北側內(nèi)支撐桁架下無結構樓板,拆撐時無法提供樓板作業(yè)平臺。
基坑北側四道混凝土支撐桁架下弦桿件與地下室側壁碰撞,阻礙地下室結構向上施工。
3 ?換撐技術方案
3.1 ?總體思路
根據(jù)各地下室樓層、各剖面的施工環(huán)境及內(nèi)支撐梁板設計特點,總體上制定“先換撐、后拆撐”的原則。支撐拆除作業(yè)前,必須堅持支撐回頂替換閉合的原則。施工工藝上制定以“液壓繩鋸靜力切割”為主、“靜力爆破”為輔的施工方法?;颖眰纫蚋鞯阑炷羶?nèi)支撐下均無樓板作為換撐施工、拆撐施工的作業(yè)平臺,故為了降低換撐、拆撐難度以及提高操作安全性,擬在北側狹長空間采用滿堂紅鋼管支撐搭設操作平臺,桁架下弦桿可以用液壓繩鋸靜力切割,其余部分支撐梁板擬采用靜力爆破。
3.2 ?拆撐順序
(1)拆撐平面分為:拆撐順序在豎向由下而上進行,隨主體結構施工層層推進。施工順序跟隨換撐構件的施工順序。(2)對稱拆除具體順序:由基坑內(nèi)向基坑外邊逐層拆除,先斷連系梁,再斷主梁,從兩邊向中間開始拆除。(3)角撐拆除具體順序:由基坑內(nèi)向基坑外邊逐層拆除。(4)每跨支撐拆除時,應先將兩端支撐梁與腰梁連接節(jié)點切割,避免鋼格構柱承受單向力的作用,拆除時由兩端同時向中間開始拆除。拆除每跨支撐梁時,先拆除連系梁,再拆除主梁。(5)平面流向:本項目的拆撐需根據(jù)地下室各區(qū)塊的施工順序進行先后拆除,地下室結構施工的大致流向為:B1段→C3段→C2段→C1段→C4段→C5段→C6段→A1段。其中B1段施工相對獨立,C2段與C3段必須保證錯層同步(即結構總是相差不超過一結構層)。(6)垂直流向:各區(qū)段向上進行結構施工前均需拆除阻礙的混凝土支撐梁板,同樣是必須先換撐,后拆撐。(7)地下室結構施工時,在每層鋼格構柱位置,按圖紙要求留后澆塊,并在洞口處設置加強鋼筋,在拆完最后一道鋼筋混凝土內(nèi)支撐后,開始從上往下分段拆除鋼格構柱。
3.3 ?換撐方法
根據(jù)“先換撐、后拆撐”,需同步提前換撐。具體如下:(1)根據(jù)f609×16鋼管支撐的理論重量為235kg/m,故在操作平臺上進行拼裝時,線荷載為2.35kN/m。(2)擬采用鋼管滿堂腳手架操作平臺作為拼裝操作平臺,利用2個5t的手拉葫蘆進行起吊定位、焊接及安裝,手拉葫蘆支設在上一道內(nèi)支撐梁上(桁架腹桿上)。(3)操作平臺距離鋼支撐底約100mm~200mm,鋼支撐在操作平臺上拼吊裝。(4)根據(jù)換撐圖紙,在基坑側壁與樓板相交處、支護樁新施工的腰梁上設置調(diào)整混凝土牛腿,混凝土牛腿具有傾斜角度。(5)鋼管支撐的拼裝場地設置在洞口附近的操作平臺面板上,拼裝時需要在鋼管下面墊2m長的50mm×100mm雙木枋,木枋側放,以均攤荷載作用。(6)第1道~第3道鋼管支撐必須分段吊運至平臺上,再拼裝,然后借助2個5t葫蘆吊就位安裝。(7)鋼管定位后,地下室側壁端和支護樁腰梁上利用吊環(huán)(f32)和鋼絲繩拉吊,同時用七字鉤卡在砼牛腿上端面。(8)鋼管支撐懸掛固定后,在活絡端利用液壓千斤頂施加預應力,將鋼楔子打入活絡端,頂緊側壁與支護樁,待穩(wěn)定后,卸載千斤頂。(9)本項目所有部位的鋼管支撐均在在整個地下室結構施工完成后,側壁進行回填土的過程進行逐層拆除回收。(10)如果按等間距布置鋼支撐時,遇到側壁后澆帶,則換撐混凝土牛腿適當向旁邊偏位,以避開后澆帶。
3.4 ?關鍵技術參數(shù)
(1)普通混凝土干表觀密度為2000kg/m3~2800kg/m3,經(jīng)設計單位確認,現(xiàn)場鋼筋混凝土密度采用2510kg/m3,分段切割支撐梁的長度應小于2m,所以分段切割后的混凝土塊重量不超過5.1t。塔吊(型號:永茂STT553,大臂60m)的塔吊末端吊重6.3t,符合起吊要求。其他區(qū)域的分段切割長度,應在塔吊或其他吊裝設備的允許起吊重量范圍之類。(2)混凝土支撐梁切塊重量5.1t,經(jīng)查表計算得出:鋼絲繩的選用直徑為20mm的鋼絲繩。不允許單根鋼絲繩起吊。(3)選擇起重量為10t(型號為T(8),銷軸螺紋為35)的D型卸扣作為本工程吊裝的卸扣。(4)本項目選用7t叉車現(xiàn)場轉運切割后的混凝土塊,在叉車行走路線的正下兩層樓板,利用結構施工時的支撐系統(tǒng)進行回頂,即支架后拆。(5)根據(jù)f609×16鋼管支撐的理論重量為235kg/m,本項目鋼支撐最大安裝長度為9.7m,故鋼管支撐最大重量約為2.3t,符合塔吊起吊量范圍。(6)采用不小于5t的吊裝葫蘆,用2個葫蘆箍緊切割出來的混凝土塊。吊裝葫蘆安裝在上一層的混凝土支撐梁上。(7)混凝土塊吊裝出基坑時,采用兩根鋼絲繩起吊,每根鋼絲繩距離砼塊端頭的距離不大于L/4,并且為了保護鋼絲與混凝土塊的陽角摩擦而損壞,在鋼絲與混凝土塊周邊陽角的接觸部位綁扎橡膠保護套。一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩損傷程度不符合規(guī)范要求的,立即更換。(8)汽車跑道因側壁換撐,需要在換撐傳力方向(一般是車道兩側)用換撐鋼管進行提前對頂。(9)回填材料應按圖紙計要求,如果是采取碎石混合料,要控制好含泥量。經(jīng)業(yè)主同意,局部地下室側壁離支護結構距離小的部位,可以采用C15素混凝土回填。
4 ?結束語
本項目基坑支護的監(jiān)測報警值為30mm,拆撐期間基坑無報警,處于穩(wěn)定狀態(tài),保證了施工進度、質量。因鋼筋混凝土內(nèi)支撐影響地下室主體結構向上施工,屬于關鍵工序,通過換鋼管支撐,采用液壓繩鋸靜力切割內(nèi)支撐與靜力爆破切割,在保證安全的前提下,能有效縮短工期約3個月,經(jīng)濟方面也節(jié)省管理費用至少上百萬元。
參考文獻:
[1] 王弘.復雜環(huán)境下深基坑內(nèi)支撐換撐施工的研究[J].建材與裝飾,2019(28):13~14.
[2] 王文秀.試論建筑工程深基坑內(nèi)支撐支護施工工藝[J].四川水泥,2019(6):266.
作者簡介:
高立軍(1976—)男,工程師。