莊小杰,龐戈,趙艷波,崔延瓏,陳烈,韓通
(中國建筑一局(集團(tuán))有限公司,北京 100161)
隨著城市的建設(shè)和不斷開發(fā),建筑群越來越密集、建筑高度越來越高,工程基坑的深度也隨之增加,這些深大基坑常常緊鄰建筑物、交通干線、地鐵隧道及各種地下管線,施工場地緊張,施工條件復(fù)雜、工期緊迫,基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的難度越來越大。目前基坑支護(hù)形式主要有自然放坡、土釘墻、單(雙)排樁、地下連續(xù)墻等,但是由于基坑周邊的復(fù)雜性原因,傳統(tǒng)的或者單一的支護(hù)形式已經(jīng)無法完全滿足基坑支護(hù)的需要,在使用排樁的情況下,增加一個水平力可以有效增強(qiáng)支護(hù)的安全性,但傳統(tǒng)水平支撐形式嚴(yán)重影響工期且施工難度大。合肥南站南廣場項(xiàng)目利用鋼斜撐結(jié)合排樁的支護(hù)形式進(jìn)行基坑的支護(hù),在施工空間受限、周圍毗鄰高鐵站房、運(yùn)營地鐵等復(fù)雜條件下確保了基坑開挖、結(jié)構(gòu)施工等安全穩(wěn)定。
合肥南站綜合交通樞紐南廣場工程位于合肥市包河區(qū),總建筑面積88177㎡,是合肥市重點(diǎn)工程。工程為全地下建筑,地下共三層。結(jié)構(gòu)形式采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),根據(jù)建筑功能要求,西側(cè)地下三層部分和東側(cè)地下一層部分連為一個整體,中間不設(shè)變形縫。樞紐南廣場位于合肥南站站區(qū)南側(cè),上接高鐵站房為南站前廣場作為高鐵站房的主要疏散廣場。南廣場下部有兩條運(yùn)營地鐵線路穿過。合肥南站綜合交通樞紐南廣場工程采用鋼斜撐加排樁原因主要有以下兩點(diǎn):外部結(jié)構(gòu)物局限,無法采用錨索施工,而單獨(dú)的排樁支護(hù)亦無法滿足支護(hù)要求;基坑臨近運(yùn)營地鐵,單一的排樁支護(hù)或者對盾構(gòu)區(qū)周邊土體進(jìn)行加固易造成地鐵盾構(gòu)區(qū)的水平變形,對運(yùn)營地鐵安全產(chǎn)生極大威脅。
圖1 項(xiàng)目基坑開挖及支護(hù)效果圖
鋼斜撐的安裝、支護(hù)、拆除是在整個基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工中穿插進(jìn)行的,與排樁共同作用確?;拥陌踩煽?,主要施工工序如下:
清理大面土方→排樁施工→冠梁施工→開挖一階預(yù)留土方→部分筏板及鋼撐支座1施工→鋼斜撐1施工→開挖二階土方→腰梁施工→部分筏板及鋼撐支座2施工→鋼斜撐2施工→四次挖土→剩余筏板施工→樁間土支護(hù)→結(jié)構(gòu)施工→肥槽素混凝土回填→鋼支撐拆除。
圖2 鋼斜撐體系示意圖及現(xiàn)場實(shí)施效果圖
3.1.1 鋼斜撐的組成加工
每根鋼斜撐由若干段鋼管通過法蘭連接而成,鋼斜撐的末端設(shè)置有活絡(luò)頭,作用是在此位置施加預(yù)應(yīng)力。
3.1.2 鋼斜撐的安裝
當(dāng)排樁施工完成后,依次施工完成排樁的冠梁、腰梁及鋼斜撐的基礎(chǔ)底座,同時排樁的冠梁、腰梁及鋼斜撐的基礎(chǔ)底座上都預(yù)埋有鋼板用以固定鋼斜撐,鋼斜撐位置根據(jù)平面圖布置,現(xiàn)場須復(fù)核,應(yīng)避開塔吊和主體結(jié)構(gòu)梁柱等,安裝時通過電動葫蘆吊起位于鋼斜撐端部的吊環(huán)進(jìn)行提升到位,一端連接在底座位置,另一端與冠梁、腰梁預(yù)留的鋼板位置連接。
由于鋼斜撐必須在地下主體結(jié)構(gòu)施工完成后才可以拆除,因此不可避免的存在鋼斜撐穿結(jié)構(gòu)外墻及底板的情況,這些節(jié)點(diǎn)的防水處理尤為關(guān)鍵,一旦處理不好將會存在嚴(yán)重的滲漏隱患。
3.2.1 鋼斜撐與底板交接位置的防水處理
鋼斜撐支座一般在結(jié)構(gòu)底板以下,結(jié)構(gòu)施工時鋼斜撐會直接穿過結(jié)構(gòu)底板,目前此節(jié)點(diǎn)防水處理有兩種方法,卷材預(yù)做法及鋼斜撐支座留后澆帶法。
①卷材預(yù)做法
鋼斜撐(部分)與基礎(chǔ)一起直接澆筑到結(jié)構(gòu)底板中,斜撐在澆筑前會進(jìn)行卷材包裹等專門的防水節(jié)點(diǎn)處理,待外墻全部完成后從底板頂部處切除鋼斜撐,然后在切割處再做防水加強(qiáng)處理。
②鋼斜撐支座處留置后澆帶法
在鋼斜撐底座位置設(shè)置后澆帶,斜撐與其底座采用螺栓連接,待結(jié)構(gòu)施工完成后從斜撐底部處拆除斜支撐后進(jìn)行此處后澆帶施工,可以有效防止因?yàn)樾睋位A(chǔ)處防水節(jié)點(diǎn)處理不妥當(dāng)造成的滲漏隱患。
3.2.2 鋼斜撐與外墻交接位置防水處理
鋼斜撐在外墻澆筑前需在此位置鋼斜撐外周圈焊接一圈止水鋼板,鋼斜撐切割完成后,在內(nèi)圈再焊接一圈止水鋼板然后填滿高一等級的抗?jié)B混凝土,這樣從鋼斜撐鋼管內(nèi)外都遏制了滲漏隱患的產(chǎn)生,具體圖示如圖3。
鋼斜撐結(jié)合排樁的支護(hù)相對于水平內(nèi)支撐等支護(hù)形式更加靈活,施工更加便捷,其使用范圍受到外部條件約束較小,既方便土方開挖又能縮短工期降低造價,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,在合肥南站綜合交通樞紐南廣場工程整個基坑施工過程中,基坑總體及各監(jiān)測要素始終處于一個較穩(wěn)定狀態(tài),證明了此組合支護(hù)形式的可靠性。
圖3 鋼斜撐拆除前與外墻交接處防水處理節(jié)點(diǎn)圖