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摘要:在地基深基坑施工过程中,需要采用多种支护形式对其内部结构进行支撑。在使用混凝土材料作为基坑内部支撑时,如果使用传统的拆换施工方式,施工效率比较低,花费的时间较长,无法保证可以在施工工期内完成施工建设。内支撑局部拆换技术的合理应用,可以在保证内部结构稳定的条件下进行内支撑的换撑,有效提高施工效率。本文以某工程混凝土支撑拆除为例,对深基坑混凝土支撑局部拆换施工技术进行了探讨。
关键词:深基坑;混凝土支撑;局部拆换;施工
一、工程概况
某工程总建筑面积约15.4万平方米,地上包含1栋43层主楼和1栋5层裙楼。主楼高度207.9m,裙楼高度38.3m。本工程基坑而积约15561㎡,基底开挖深度14.5m。基坑东、南、北三侧采用钻孔灌注桩加2道混凝土内支撑的支护形式;基坑西侧采用放坡的支护形式。第1道混凝土支撑截面为I000mm×1000mm,第2道混凝土支撑截面为1200mm×1200mm,支撑梁混凝土强度等级为C30。
该工程在建设的过程中,原计划对工程地下室的整体结构进行施工,但是地下室建设施工团队进入施工场地的时间比原定计划中推迟了一段时间,为了在原定的施工工期内完成地下室整体结构的施工建设,施工单位决定东、西两个地下室还是按照原来的施工方案进行施工。先进行一层地下结构的建设,使是砂石进行回填,然后使用混凝土材料进行浇筑,浇筑的厚度要在50cm以上,然后对混凝土支撑结构进行换撑。主楼的中间位置在施工时,要使用混凝和预埋刚结构来进行换撑施工作业,保证工程主楼三个地下室都完成建设后,才可以进行下一项施工。
二、施工技术
1、整体部署
(1)前期准备
为增强内支撑拆除时围护桩的安全,在底板外侧浇筑50cm厚素混凝土,在底板与围护桩之间形成刚性铰。
(2)中区主楼换撑施工步骤
墙柱钢筋绑扎→墙柱、梁板模板及换撑梁板模板支设→梁板钢筋及换撑梁板钢筋安装、后浇带传力型钢安装、加固→墙柱、梁板、换撑梁板混凝土浇筑→下一道工序。
(3)中区主楼拆撑施工步骤混凝土换撑梁、板浇筑(与梁板同期浇筑)→混凝土支撑拆撑(混凝土达到设计强度的80%)→防水层施工→保护层施工→回填。
2、换撑施工
根据施工部署,并经设计核算,中间主楼区换撑施工采取300mm厚C30混凝土换撑板、500ram厚C30换撑腰梁来实现内支撑梁的换撑,混凝土换撑板间隔预留1000mm×1000ram孔洞,作为原围护桩与地下室外墙间土方回填口。
(1)架体搭设
在外围混凝土板上搭设脚手架,脚手架搭设要求如下:①换撑板立杆横向间距400mm,纵向间距900mm,步距1200mm;换撑板下主龙骨采用西48,壁厚3ram钢管(采用顶托连接,并控制好螺杆伸出高度不得大于螺杆长度的1/3),间距900mm,次龙骨采用50mm×100mm木枋,间距250mm。②换撑混凝土腰梁立杆横向间距400ram,纵向间距900ram,步距1200mm;换撑板下主龙骨采用咖48,壁厚3mm钢管(采用顶托连接,并控制好螺杆伸出高度),间距900mm,次龙骨采用50mm×100mm木枋,间距200mm。
架体塔建设完成后,需要对建设过程中产生的垃圾清理,保持架体塔周围环境干净整洁,这样才可以实施接下来的换撑工作,减少对下一项工作的影响。
(2)建设完成后也需要对架体塔的质量进检测,不同材料的连接位置要保证牢固,确保两个结构连接中不存在缝隙。
(3)在进行地下室的外墙上施工时,外墙结构需要应用钢筋材料,在实际安装时,要根据施工前设计的施工图纸来进行施工作业,不同位置使用的钢筋数量和钢筋的安放形状都需要严格按照设计图纸来实施,安装完成后,在进行换撑梁的钢筋安装。换撑梁中的钢筋与外墙结构中的钢筋会形成一个完整的钢筋框架。
3、混凝土浇筑
换撑完成后,需要对该部位进行混凝土浇筑施工,首先要对地下室内外墙结构中的换撑位置进行混凝土浇筑处理,然后在对地下室第二层中的楼板、换撑梁、柱桩缝隙等位置进行混凝土浇筑。从本工程的实际施工情况可知,地下室中的换撑梁和桩缝空间比较小,想要进行人工混凝土浇筑的可能性较小,可以使用机械设备来完成相应位置的混凝土浇筑施工操作。
4、支撑拆除
(1)拆除顺序
中间主楼拆撑区共5道支撑梁,从中间开始拆除,支撑拆除顺序:连续梁→八字撑→对撑梁跨中→对撑梁端部。根据现场实际情况,结合后浇带分布情况,将每区内支撑拆除划分为南北两区,对称施工拆除内支撑梁。施工过程中,为确保基坑稳定,要求南北两区拆撑时进度保持基本一致,并随时监测基坑动态,确保施工安全。对于钢构柱的拆除,待第1,2道内支撑全部拆除完毕后再行拆除。
(2)拆除方案选定
前期监测数据显示基坑围护结构变形较大,基坑安全隐患较大。而一般的内支撑拆除方法如静爆、手动风镐、机动风镐、水钻等对基坑的扰动大,对基坑的结构安全造成重大隐患。采用常规方法对内支撑进行拆除达不到无损拆除的目的,对基坑结构安全造成隐患。综合考虑工期成本及现场条件等因素,采用绳锯与水钻配合的切割工艺来进行内支撑梁的拆除。
(3)拆除施工步骤
满堂支架搭设→切割位置放线→钻吊装孔和穿绳孔→安装固定导向轮→固定绳锯机→穿吊装绳→安装金刚石绳索→连接相关操作系统→设置安全防护栏→内支撑梁切割→梁块吊装→风镐破除。
在进行内支撑拆除工作时,一定要保证施工环境的安全性,施工单位需要安排管理人员对施工场地进行二十四小时的监督,并且在条件允许的情况下,将内支撑周围的施工材料和设备转移到其他位置,减少外界因素对基坑的负荷。
同时加密基坑的监测频率,随时反馈监测数据。在基坑稳定的前提下,采用叉车配合300t汽车式起重机的组合形式将已切割内支撑吊装至大型平板拖车,后运至指定位置进行内支撑梁的破除及切割。
5、回填土工程
主楼区土方回填待主楼区地下结构全部施工完成后一次性回填,回填土工艺流程:防水及保护层施工→基底清理→回填砂→修整、找平、验收。回填方式:利用换撑板带上预留的孔洞,采用模板预制溜槽配合人工手推车回填施工,溜槽宽1.5m,高0.3m。溜槽應在基坑边搭设的满堂脚手架固定,反铲勾机直接将砂抛入溜槽内滑落至基坑。
结语:
本工程为保证主楼的工期,主楼与裙楼采用不同的施工方法,主楼在保证基坑安全的前提下,采用梁板换撑、后浇带内预埋传力型钢的施工方法,大大缩短施工时间。对比原计划,不考虑地下室整体施工的资源投入及现场协调难度引起的工期增加,仅回填土及拆撑工程就为主楼工期缩短至少30d,实现了进度和营销的目标双控,为以后类似工程加快基坑的拆换撑施工积累了宝贵的经验。
参考文献:
[1]田行健.深基坑整体式内支撑局部拆除技术研究[J].工程技术:全文版,2017(1):00042-00043.
[2]陈方丽.深基坑混凝土支撑梁拆除施工技术[J].城市建设理论研究:电子版,2016(10).
关键词:深基坑;混凝土支撑;局部拆换;施工
一、工程概况
某工程总建筑面积约15.4万平方米,地上包含1栋43层主楼和1栋5层裙楼。主楼高度207.9m,裙楼高度38.3m。本工程基坑而积约15561㎡,基底开挖深度14.5m。基坑东、南、北三侧采用钻孔灌注桩加2道混凝土内支撑的支护形式;基坑西侧采用放坡的支护形式。第1道混凝土支撑截面为I000mm×1000mm,第2道混凝土支撑截面为1200mm×1200mm,支撑梁混凝土强度等级为C30。
该工程在建设的过程中,原计划对工程地下室的整体结构进行施工,但是地下室建设施工团队进入施工场地的时间比原定计划中推迟了一段时间,为了在原定的施工工期内完成地下室整体结构的施工建设,施工单位决定东、西两个地下室还是按照原来的施工方案进行施工。先进行一层地下结构的建设,使是砂石进行回填,然后使用混凝土材料进行浇筑,浇筑的厚度要在50cm以上,然后对混凝土支撑结构进行换撑。主楼的中间位置在施工时,要使用混凝和预埋刚结构来进行换撑施工作业,保证工程主楼三个地下室都完成建设后,才可以进行下一项施工。
二、施工技术
1、整体部署
(1)前期准备
为增强内支撑拆除时围护桩的安全,在底板外侧浇筑50cm厚素混凝土,在底板与围护桩之间形成刚性铰。
(2)中区主楼换撑施工步骤
墙柱钢筋绑扎→墙柱、梁板模板及换撑梁板模板支设→梁板钢筋及换撑梁板钢筋安装、后浇带传力型钢安装、加固→墙柱、梁板、换撑梁板混凝土浇筑→下一道工序。
(3)中区主楼拆撑施工步骤混凝土换撑梁、板浇筑(与梁板同期浇筑)→混凝土支撑拆撑(混凝土达到设计强度的80%)→防水层施工→保护层施工→回填。
2、换撑施工
根据施工部署,并经设计核算,中间主楼区换撑施工采取300mm厚C30混凝土换撑板、500ram厚C30换撑腰梁来实现内支撑梁的换撑,混凝土换撑板间隔预留1000mm×1000ram孔洞,作为原围护桩与地下室外墙间土方回填口。
(1)架体搭设
在外围混凝土板上搭设脚手架,脚手架搭设要求如下:①换撑板立杆横向间距400mm,纵向间距900mm,步距1200mm;换撑板下主龙骨采用西48,壁厚3ram钢管(采用顶托连接,并控制好螺杆伸出高度不得大于螺杆长度的1/3),间距900mm,次龙骨采用50mm×100mm木枋,间距250mm。②换撑混凝土腰梁立杆横向间距400ram,纵向间距900ram,步距1200mm;换撑板下主龙骨采用咖48,壁厚3mm钢管(采用顶托连接,并控制好螺杆伸出高度),间距900mm,次龙骨采用50mm×100mm木枋,间距200mm。
架体塔建设完成后,需要对建设过程中产生的垃圾清理,保持架体塔周围环境干净整洁,这样才可以实施接下来的换撑工作,减少对下一项工作的影响。
(2)建设完成后也需要对架体塔的质量进检测,不同材料的连接位置要保证牢固,确保两个结构连接中不存在缝隙。
(3)在进行地下室的外墙上施工时,外墙结构需要应用钢筋材料,在实际安装时,要根据施工前设计的施工图纸来进行施工作业,不同位置使用的钢筋数量和钢筋的安放形状都需要严格按照设计图纸来实施,安装完成后,在进行换撑梁的钢筋安装。换撑梁中的钢筋与外墙结构中的钢筋会形成一个完整的钢筋框架。
3、混凝土浇筑
换撑完成后,需要对该部位进行混凝土浇筑施工,首先要对地下室内外墙结构中的换撑位置进行混凝土浇筑处理,然后在对地下室第二层中的楼板、换撑梁、柱桩缝隙等位置进行混凝土浇筑。从本工程的实际施工情况可知,地下室中的换撑梁和桩缝空间比较小,想要进行人工混凝土浇筑的可能性较小,可以使用机械设备来完成相应位置的混凝土浇筑施工操作。
4、支撑拆除
(1)拆除顺序
中间主楼拆撑区共5道支撑梁,从中间开始拆除,支撑拆除顺序:连续梁→八字撑→对撑梁跨中→对撑梁端部。根据现场实际情况,结合后浇带分布情况,将每区内支撑拆除划分为南北两区,对称施工拆除内支撑梁。施工过程中,为确保基坑稳定,要求南北两区拆撑时进度保持基本一致,并随时监测基坑动态,确保施工安全。对于钢构柱的拆除,待第1,2道内支撑全部拆除完毕后再行拆除。
(2)拆除方案选定
前期监测数据显示基坑围护结构变形较大,基坑安全隐患较大。而一般的内支撑拆除方法如静爆、手动风镐、机动风镐、水钻等对基坑的扰动大,对基坑的结构安全造成重大隐患。采用常规方法对内支撑进行拆除达不到无损拆除的目的,对基坑结构安全造成隐患。综合考虑工期成本及现场条件等因素,采用绳锯与水钻配合的切割工艺来进行内支撑梁的拆除。
(3)拆除施工步骤
满堂支架搭设→切割位置放线→钻吊装孔和穿绳孔→安装固定导向轮→固定绳锯机→穿吊装绳→安装金刚石绳索→连接相关操作系统→设置安全防护栏→内支撑梁切割→梁块吊装→风镐破除。
在进行内支撑拆除工作时,一定要保证施工环境的安全性,施工单位需要安排管理人员对施工场地进行二十四小时的监督,并且在条件允许的情况下,将内支撑周围的施工材料和设备转移到其他位置,减少外界因素对基坑的负荷。
同时加密基坑的监测频率,随时反馈监测数据。在基坑稳定的前提下,采用叉车配合300t汽车式起重机的组合形式将已切割内支撑吊装至大型平板拖车,后运至指定位置进行内支撑梁的破除及切割。
5、回填土工程
主楼区土方回填待主楼区地下结构全部施工完成后一次性回填,回填土工艺流程:防水及保护层施工→基底清理→回填砂→修整、找平、验收。回填方式:利用换撑板带上预留的孔洞,采用模板预制溜槽配合人工手推车回填施工,溜槽宽1.5m,高0.3m。溜槽應在基坑边搭设的满堂脚手架固定,反铲勾机直接将砂抛入溜槽内滑落至基坑。
结语:
本工程为保证主楼的工期,主楼与裙楼采用不同的施工方法,主楼在保证基坑安全的前提下,采用梁板换撑、后浇带内预埋传力型钢的施工方法,大大缩短施工时间。对比原计划,不考虑地下室整体施工的资源投入及现场协调难度引起的工期增加,仅回填土及拆撑工程就为主楼工期缩短至少30d,实现了进度和营销的目标双控,为以后类似工程加快基坑的拆换撑施工积累了宝贵的经验。
参考文献:
[1]田行健.深基坑整体式内支撑局部拆除技术研究[J].工程技术:全文版,2017(1):00042-00043.
[2]陈方丽.深基坑混凝土支撑梁拆除施工技术[J].城市建设理论研究:电子版,2016(10).