廖磊平
廈門特房建設(shè)工程集團(tuán)有限公司,福建 廈門 361008
現(xiàn)階段項(xiàng)目建設(shè)過程中,基坑施工特別是內(nèi)支撐施工給項(xiàng)目帶來(lái)的安全、質(zhì)量、工期、環(huán)保等方面的影響是不可忽視的,針對(duì)上述各類突出問題選擇張弦梁支撐系統(tǒng)。由于張弦梁支撐系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,其構(gòu)件大部分為裝配式標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件,工廠預(yù)制加工,保證質(zhì)量,現(xiàn)場(chǎng)拼裝及拆除方便快捷,可再次利用等優(yōu)點(diǎn),通過控制柔性索的張拉力,還可以消除部分施工誤差,為施工服務(wù)[1-2]。同時(shí)張弦梁支撐系統(tǒng)在應(yīng)力施加后即可發(fā)揮作用,節(jié)約工期,無(wú)需養(yǎng)護(hù),無(wú)需爆破,施工安全。以下就結(jié)合工程案列探討張弦梁支撐系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用成效。
項(xiàng)目位于廈門市海滄區(qū),項(xiàng)目特性屬于安置房,工期緊,本基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí),重要性系數(shù)γ=1.10?;又ёo(hù)工程為臨時(shí)性結(jié)構(gòu),使用期限為一年。本基坑大致呈矩形,基坑周長(zhǎng)約 740m,基坑支護(hù)面積約26300m2,設(shè)地下室兩層,開挖深度約為 5.1~7.2m,土方開挖工程量約176000 m3,因室外道路尚未施工完成,張弦梁支撐系統(tǒng)設(shè)置在負(fù)一層頂板標(biāo)高上約50cm 處,在負(fù)一層頂板施工完成后進(jìn)行拆除支撐系統(tǒng)。
本基坑底板以下采用(沖)鉆孔灌注樁,結(jié)合底板以上采用鋼格構(gòu)柱支撐,在東西兩側(cè)采用鋼筋混凝土內(nèi)支撐進(jìn)行支護(hù),采用高壓旋噴樁止水,地下水控制采用降水井結(jié)合集水明排措施[3]。具體概況如下:
(1)圍護(hù)樁采用(沖)鉆孔灌注樁,樁徑800mm,間距1200mm,設(shè)計(jì)樁長(zhǎng) 12.0~16.5m。樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,充盈系數(shù)大于1.1,主筋保護(hù)層厚度≮50mm,樁底沉渣厚度<100mm(立柱樁<50mm)。
(2)支護(hù)柱底板以下采用鉆孔灌注樁,底板以上采用鋼格構(gòu)柱支護(hù)。支護(hù)灌注樁直徑800mm,樁端全斷面≮2m,根據(jù)地勘報(bào)告,該部分巖層為礫石強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30,樁底沉渣厚度≦50mm。鋼格構(gòu)柱采用4mm×l140mm×14mm角鋼和450mm×150mm×10mm鋼綴板焊接而成。柱截面尺寸為500mm×500mm,綴板間距為450mm。
(3)止水帷幕采用雙重管高壓旋噴樁,樁徑700mm,樁間距1200mm,樁長(zhǎng)10~12.5m。
(4)坑中坑放坡坡面噴射 80mm 厚C20 細(xì)石混凝土,配筋為8@200mm×200mm 鋼筋網(wǎng)。掛網(wǎng)錨筋采用三級(jí)鋼筋,直徑14mm,間距1500mm,l=800mm。
(5)內(nèi)支撐、牛腿混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C35,截面尺寸有:1200mm×800mm(GL)、1600mm×800mm(HL)、700mm×800mm(L1)。
(6)地下室剪力墻外側(cè)設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30 的傳力板帶,H=500mm。
施工準(zhǔn)備階段→工廠構(gòu)件預(yù)制→場(chǎng)地布置、構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)→整體放線、定位→預(yù)埋件安裝焊接→支架平臺(tái)安裝→鋼支撐模塊安裝→模塊拼裝→鋼拉桿、千斤頂安裝→標(biāo)高調(diào)整、構(gòu)件緊固
(1)鋼筋混凝土牛腿的混凝土強(qiáng)度等級(jí)同冠梁,與冠梁同時(shí)施工,牛腿必須與工法樁的型鋼焊接牢固。
(2)H 型鋼焊接過程中應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求,避免產(chǎn)生裂紋、咬邊、夾渣等質(zhì)量缺陷,鋼板下料后應(yīng)對(duì)其部件尺寸進(jìn)行復(fù)尺。
(3)安裝精度由經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量?jī)x器控制,重新測(cè)量預(yù)埋件的垂直度、間距、標(biāo)高等是否滿足安裝要求。
(4)采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí),構(gòu)件的摩擦面在施工現(xiàn)場(chǎng)需要處理時(shí),摩擦系數(shù)值必須符合設(shè)計(jì)要求。安裝前,應(yīng)在安裝前逐個(gè)復(fù)查附著試件的摩擦拭子系數(shù)。高強(qiáng)度螺栓必須擰緊兩次,初始擰緊力矩必須小于最終擰緊力矩的30%,終擰扭矩值須符合設(shè)計(jì)要求,計(jì)算公式如下:
式中:M——終扭矩值(n·m);
p——設(shè)計(jì)預(yù)拉力(n);
p——預(yù)拉力損失值;
k——扭矩系數(shù);
d——螺栓公稱直徑(mm)。
(5)支護(hù)系統(tǒng)應(yīng)力施加:a.張弦梁系統(tǒng)上第一組千斤頂同步緩慢旋轉(zhuǎn)千斤頂 a 度,(穩(wěn)定 5 min 后)觀測(cè)相應(yīng)控制點(diǎn)位移;b.重復(fù)第 1 步驟十次;c.觀測(cè)點(diǎn)位移達(dá)到 10mm 的位置千斤頂不再調(diào)整,其他位置千斤頂同步緩慢旋轉(zhuǎn)(遵循以下原則:按比例旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度(10-X)×a);(穩(wěn)定 5 min 后)觀測(cè)所有控制點(diǎn)位移;d.重復(fù)第 3 步使所有控制點(diǎn)處位移為10mm。
張弦梁支撐系統(tǒng)從進(jìn)場(chǎng)安裝至應(yīng)力施加完成僅用15d,同時(shí)在完成使命后開始拆除至拆除完成僅用10d,而采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)支護(hù)形式施工需進(jìn)行模板制作安裝、鋼筋制作、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、混凝土強(qiáng)度滿足要求后進(jìn)行模板拆除等工序,完成結(jié)構(gòu)支護(hù)形式約需要50 天,拆除需進(jìn)行破碎或微爆或定向爆破,清理現(xiàn)場(chǎng)等工序,完成拆除施工約需要20d,兩者對(duì)比,張弦梁支撐系統(tǒng)可相對(duì)節(jié)約45d 的施工工期,在時(shí)間緊的本項(xiàng)目中具有很大的優(yōu)勢(shì)。
同時(shí),在監(jiān)測(cè)方面,張弦梁支撐系統(tǒng)可采用后臺(tái)數(shù)據(jù)連接手機(jī)APP,及時(shí)上傳各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),可隨時(shí)查看,方便快捷,在不利因素下可及時(shí)做出預(yù)警提示,為現(xiàn)場(chǎng)做出快速反應(yīng)縮短時(shí)間,確保施工現(xiàn)場(chǎng)安全。
采用張弦梁基坑支護(hù)系統(tǒng),在項(xiàng)目周邊市政道路同步回填施工的同時(shí),根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)其水平位移值與豎向位移值均在安全范圍內(nèi),分別為12.9mm、5.3mm,有效保障了基坑施工過程中的安全。且基坑支護(hù)工期時(shí)間有效縮短,因張弦梁支撐系統(tǒng)拆除后可繼續(xù)使用,而傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)形式則在施工完成后需對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)支護(hù)進(jìn)行拆除,并對(duì)拆除后的建筑石渣進(jìn)行清理外運(yùn),在節(jié)約材料的同時(shí),也不影響場(chǎng)地內(nèi)外周邊環(huán)境,減少建筑垃圾的產(chǎn)生。
綜上所述,張弦梁支撐系統(tǒng)是一種較為新穎的支護(hù)形式,相較于其他支護(hù)形式具有一定優(yōu)勢(shì),但因其安裝精度要求較高,對(duì)項(xiàng)目管理人員及作業(yè)班組有著較高的技術(shù)要求水平,需要專業(yè)隊(duì)伍施工。并根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況,可提供了多樣性的選擇。本工程通過基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)基坑變形程度均在規(guī)范允許范圍之內(nèi),安全可靠。