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摘要:隨著城市建設(shè)和交通設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展,越來越多的施工中需要實(shí)施基坑作業(yè),且基坑開挖的深度也越來越深,目前大多超過了4.0m。在基坑施工過程中,由于地下土體性質(zhì)、載荷條件、施工環(huán)境的復(fù)雜多樣性,基坑支護(hù)的方式及有效性顯得尤為重要,其中內(nèi)支撐支護(hù)法屬于基坑支護(hù)中在特殊條件下的一種有效的方法。本文就以深圳和信大廈基坑支護(hù)為案例,淺談內(nèi)支撐支護(hù)在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:深基坑;內(nèi)支撐;支護(hù)
1深基坑支護(hù)的意義
基坑工程主要包括基坑支護(hù)體系設(shè)計與施工和土方開挖,是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,它要求巖土工程和結(jié)構(gòu)工程技術(shù)人員密切配合。基坑支護(hù)體系是臨時結(jié)構(gòu),在地下工程施工完成后就不再需要。建設(shè)部建質(zhì)200987號文關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理辦法的通知》規(guī)定:一般深基坑是指開挖深度超過5m(含5m)或地下室三層以上(含三層),或深度雖未超過5m,但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。深基坑支護(hù)工程是基坑開挖的基本施工,也是建筑工程施工過程中最重要的技術(shù)問題。做好深基坑支護(hù)工作不僅可以保證整個施工過程的順利進(jìn)行,對整個建筑物的質(zhì)量也起決定性作用。
2深圳和信大廈工程概況
2.1工程簡介
工程位于深圳市羅湖區(qū)和平路與嘉賓路交匯處東側(cè),工程為地下3層、地上20層,基坑開挖深度約12.4m,基坑局部13.4m;基坑面積約4624m2,基坑周長約316.m,基坑縱向122.0m,橫向38.0m;基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)采用旋挖樁+內(nèi)支撐及樁間三重管旋挖樁作為止水帷幕;本工程基坑支護(hù)安全等級為一級;基坑監(jiān)測警戒值:地面沉降值24mm,地表水平位移24mm,擋墻頂沉降及水平位移24mm;基坑監(jiān)測控制值:地面沉降值化30mm,地表水平位移30mm,擋墻頂沉降及水平位移30mm。
2.2周邊環(huán)境與條件
該工程東側(cè)是靠近鐵路,軸線距廣深鐵路擋土墻最近只有2.2m,最遠(yuǎn)只有9.4m,南側(cè)靠近廣深鐵路股份的辦公樓,軸線距該樓配套項(xiàng)目配電房2層高,距離有1.8m;西側(cè)為和平路東,道路人行道下面有電纜溝且多根高壓電纜,距該樓軸線距離2.1m(是纜溝邊);東側(cè)為深鐵大廈12層混凝土框架結(jié)構(gòu)(地上12層、地下一層地下室)與停車場相鄰擋墻距離只有2.1m,且有跌級高低差;該建筑的主要交通道為和平路,建筑材料、商品混凝土罐車和大型設(shè)備進(jìn)退場均需由和平路為主要出入口,該施工場地較為狹窄,施工空間非常有限。
2.3內(nèi)支撐支護(hù)的概況
該基坑三層支護(hù)結(jié)構(gòu)采用旋挖灌注樁+內(nèi)支撐支護(hù),三重管旋噴水泥樁作為止水帷幕在樁間中間。基坑支護(hù)與土方開挖采用分別節(jié)拍流水方案;根據(jù)“先支護(hù)后開挖與先撐后挖”的原則,做到先上后下即基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)完成后方可開始開挖;開挖過程遵循,縱向分段,深度分層,控制基坑土方均衡、對稱、循環(huán)漸進(jìn)的開挖原則;內(nèi)支撐架設(shè)與基坑土方開挖是密不可分的關(guān)鍵工序,二者極具時間性和協(xié)調(diào)性。支撐架設(shè)時間、直接關(guān)系到深基坑穩(wěn)定,支撐構(gòu)件必須嚴(yán)格按設(shè)計要求施工。內(nèi)支撐施工遵循“先撐后挖”;第一層基坑土方開挖至混凝土內(nèi)撐梁梁底下平,標(biāo)高0.5m處停下(即第一道混凝土內(nèi)支撐梁底標(biāo)高),進(jìn)入首道混凝土內(nèi)支撐施工。該道支撐強(qiáng)度達(dá)到>70%時,方可第二層土方開挖,該層土方開挖至梁底,進(jìn)入第二道混凝土內(nèi)支撐施工。該道支撐強(qiáng)度達(dá)到>70%時,方可第三層土方開挖,即末層土方開挖。每次開挖深度控制在5m內(nèi),長度控制為25~30m,采取機(jī)械開挖為主,人工輔助為輔,嚴(yán)禁土方超挖。
3內(nèi)支撐支護(hù)的施工流程和要點(diǎn)
3.1施工流程
基坑土方開挖至鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁底標(biāo)高處停下,定位撒白灰,定支撐梁中心線與施測底面標(biāo)高,槽底土方修整找平,清鑿支護(hù)結(jié)構(gòu)與腰梁的連接面→樁基植筋→內(nèi)支撐梁位批20mm厚水泥砂漿→定位彈墨線,綁扎支撐梁鋼筋→聯(lián)合檢查→支側(cè)模板→澆筑混凝土(預(yù)留拆除鋼筋混凝土支撐梁的靜爆孔)→養(yǎng)護(hù)、拆模、清理、混凝土檢查→混凝土試塊送檢。
3.2施工要點(diǎn)
支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時應(yīng)考慮支撐點(diǎn)的位置處理,該內(nèi)撐腰梁支撐點(diǎn)設(shè)在支護(hù)樁的側(cè)面,在挖土方暴露后,清理干凈該標(biāo)高位置上的混凝土,還需做植筋處理,每根支護(hù)樁3準(zhǔn)14,鋼筋植入支護(hù)樁內(nèi)與鋼筋伸入腰梁內(nèi)各長度不少于400mm。(1)支撐梁的施工鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁和腰梁的底模(墊層)施工,采用基坑原土填平夯實(shí),澆筑素混凝土墊層。經(jīng)過測量放線后,綁扎鋼筋,安裝側(cè)模板。(2)鋼筋混凝土支撐梁和圍檁梁混凝土澆筑應(yīng)同時進(jìn)行,保證支撐體系的整體性。(3)為了方便拆除鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁及圍邊腰梁,在澆筑混凝土?xí)r預(yù)留應(yīng)靜破孔。為了縮短基坑施工人員的行走距離,在基坑中間設(shè)置一人行道,利用內(nèi)撐的800mm寬梁作步行道,為保證施工人員在支撐梁上行走的安全,支撐梁兩側(cè)預(yù)埋鐵件用于焊接欄桿的根部固定(做法同基坑周邊安全護(hù)欄)。(4)為了縮短工期,在有工作面的情況下,采取分段施工,及早進(jìn)入土方開挖,同時混凝土內(nèi)支護(hù)也可同時投入,做到分段施工,當(dāng)混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后,就可以進(jìn)行向下土方開挖。(5)土方開挖:支撐底層土方開挖,每層又要根據(jù)基坑深度不同和挖土機(jī)械伸展深度能力進(jìn)行分層挖土,每一層土方開挖都要待混凝土的強(qiáng)度滿足要求時,才能往下進(jìn)行土方開挖。(6)在基坑下運(yùn)土車輛通過的路段中,遇到混凝土支撐梁時,先用挖掘機(jī)將土覆蓋在支撐梁上,以作保護(hù),覆蓋厚度≥30cm,這樣就讓運(yùn)土車輛可以在上面行走,免受車輛壓壞支撐梁。
3.3混凝土內(nèi)支撐的拆除
內(nèi)支撐屬于臨時支護(hù)工程,地下室主體結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求后需對內(nèi)支撐進(jìn)行拆除。支撐拆除須遵循先做后拆的原則,拆除必須嚴(yán)格按支撐設(shè)計時已考慮到的各種工況逐步進(jìn)行,如施工地下室板混凝土澆筑并養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度85%后方可拆除支撐。鋼筋混凝土支撐的拆除對工期影響很大,可采用人工與靜態(tài)膨脹劑拆除法相結(jié)合,而且在施工支撐時即考慮到拆除的需要,可預(yù)先安排預(yù)埋藥包孔。拆除混凝土支撐采用靜爆的方法,該方法較簡單;混凝土脹裂過程,緩慢進(jìn)行,無粉塵,噪音小,無飛石。有可能剩下部分殘塊,需作人工拆除與機(jī)械拆除,可風(fēng)炮鑿除或采用2臺小型炮機(jī)仔(J-60),由吊機(jī)吊到工作層內(nèi)進(jìn)行施工,在每臺小炮機(jī)下鋪設(shè)二塊走道板,減輕對底板的壓力,這樣大大提高工作效率與工作進(jìn)度。清理鑿下碎渣垃圾及時跟進(jìn),晚間派車?yán)\(yùn)。
4基坑監(jiān)測
4.1基坑監(jiān)測的職能和意義
為了確保基坑施工期間周圍環(huán)境及現(xiàn)有建筑的安全、保證工程的順利進(jìn)行,基坑監(jiān)測需由專職人員組成監(jiān)測小組,負(fù)責(zé)測點(diǎn)設(shè)置、日常量測工作和數(shù)據(jù)的處理信息反饋工作,進(jìn)行信息化施工,及時預(yù)報、及時處理,防范未然,確保基坑施工的安全。監(jiān)測小組由具有豐富施工、監(jiān)測經(jīng)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)受力計算與分析能力的工程技術(shù)人員組成。監(jiān)測小組除及時收集、整理各項(xiàng)監(jiān)測資料外,尚需對這些資料進(jìn)行計算、分析、對比,并做到:(1)預(yù)測土方開挖、支護(hù)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,提出工序施工的調(diào)整意見并提出相應(yīng)的安全措施,保證整個工程施工能安全、可靠的向前推進(jìn);(2)基坑開挖和圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工,通過優(yōu)化,能使其達(dá)到優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的目的。
4.2監(jiān)測對象
監(jiān)測對象為基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與周邊環(huán)境。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測對象包括:圍護(hù)樁、混凝土支撐;周邊環(huán)境監(jiān)測對象主要為工程周圍地表土體、東面鐵路股線設(shè)施。
4.3監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及監(jiān)測方法
基坑開挖前需在混凝土冠梁設(shè)置觀測點(diǎn),觀測點(diǎn)間距一般20m。監(jiān)測方法:水平位移采用經(jīng)緯儀觀測,沉降采用水準(zhǔn)儀觀測;鑒于東面為廣深鐵路股線,為了確保鐵路行車安全,更好的觀察與控制該股線的因基坑開挖而產(chǎn)生下沉與變形,在預(yù)埋基坑觀測的同時,也采取同步預(yù)設(shè)觀測點(diǎn),做到隨時掌握第一手資料信息反饋。監(jiān)測點(diǎn)采用準(zhǔn)20圓頭鋼筋,鋼筋頭上有十字槽(在澆混凝土?xí)r配合預(yù)埋)。基坑監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)在土方開挖前完成,并完成初始值的觀測,土方開挖基坑支護(hù)期間要密切對基坑和周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。監(jiān)測頻率為在土方開挖前施測一次,以后為每天觀測一次,基坑開挖完成一周后5~7d一次,完成一個月后10~15d一次。變形觀測資料:觀測基準(zhǔn)點(diǎn)和變形觀測點(diǎn)的位置、編號、觀測日期、本次觀測值和累計觀測值;觀測資料應(yīng)編制成果表或繪制成曲線,變形觀測結(jié)束后應(yīng)將上述資料匯總并附必要的文字與總結(jié)。
5結(jié)束語
深圳和信大廈工程基坑支護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)就在于該項(xiàng)目施工場地十分有限、周邊環(huán)境極其復(fù)雜,在這種不利的條件下,內(nèi)支撐支護(hù)的施工工藝很完美的化解了以上難點(diǎn),為項(xiàng)目的安全順利實(shí)施提供了有力的保障,也為同類型的項(xiàng)目深基坑支護(hù)提供了不錯的參考。本文從施工實(shí)例出發(fā),簡述了內(nèi)支撐支護(hù)工藝的方法和要點(diǎn),希望對以后的類似情況有所幫助。
參考文獻(xiàn)
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[5]和信大廈基坑支護(hù)專項(xiàng)施工方案.
作者:吳最 單位:華南鐵路建設(shè)監(jiān)理公司