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内支撑支护在深基坑支护中的应用

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摘要:随着城市建设和交通设施建设的不断发展,越来越多的施工中需要实施基坑作业,且基坑开挖的深度也越来越深,目前大多超过了4.0m。在基坑施工过程中,由于地下土体性质、载荷条件、施工环境的复杂多样性,基坑支护的方式及有效性显得尤为重要,其中内支撑支护法属于基坑支护中在特殊条件下的一种有效的方法。本文就以深圳和信大厦基坑支护为案例,浅谈内支撑支护在深基坑支护中的应用。

关键词深基坑;内支撑;支护

1深基坑支护的意义

基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程,它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。建设部建质200987号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:一般深基坑是指开挖深度超过5m(含5m)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5m,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。深基坑支护工程是基坑开挖的基本施工,也是建筑工程施工过程中最重要的技术问题。做好深基坑支护工作不仅可以保证整个施工过程的顺利进行,对整个建筑物的质量也起决定性作用。

2深圳和信大厦工程概况

2.1工程简介

工程位于深圳市罗湖区和平路与嘉宾路交汇处东侧,工程为地下3层、地上20层,基坑开挖深度约12.4m,基坑局部13.4m;基坑面积约4624m2,基坑周长约316.m,基坑纵向122.0m,横向38.0m;基坑支护结构采用旋挖桩+内支撑及桩间三重管旋挖桩作为止水帷幕;本工程基坑支护安全等级为一级;基坑监测警戒值:地面沉降值24mm,地表水平位移24mm,挡墙顶沉降及水平位移24mm;基坑监测控制值:地面沉降值化30mm,地表水平位移30mm,挡墙顶沉降及水平位移30mm。

2.2周边环境与条件

该工程东侧是靠近铁路,轴线距广深铁路挡土墙最近只有2.2m,最远只有9.4m,南侧靠近广深铁路股份的办公楼,轴线距该楼配套项目配电房2层高,距离有1.8m;西侧为和平路东,道路人行道下面有电缆沟且多根高压电缆,距该楼轴线距离2.1m(是缆沟边);东侧为深铁大厦12层混凝土框架结构(地上12层、地下一层地下室)与停车场相邻挡墙距离只有2.1m,且有跌级高低差;该建筑的主要交通道为和平路,建筑材料、商品混凝土罐车和大型设备进退场均需由和平路为主要出入口,该施工场地较为狭窄,施工空间非常有限。

2.3内支撑支护的概况

该基坑三层支护结构采用旋挖灌注桩+内支撑支护,三重管旋喷水泥桩作为止水帷幕在桩间中间。基坑支护与土方开挖采用分别节拍流水方案;根据“先支护后开挖与先撑后挖”的原则,做到先上后下即基坑支护结构完成后方可开始开挖;开挖过程遵循,纵向分段,深度分层,控制基坑土方均衡、对称、循环渐进的开挖原则;内支撑架设与基坑土方开挖是密不可分的关键工序,二者极具时间性和协调性。支撑架设时间、直接关系到深基坑稳定,支撑构件必须严格按设计要求施工。内支撑施工遵循“先撑后挖”;第一层基坑土方开挖至混凝土内撑梁梁底下平,标高0.5m处停下(即第一道混凝土内支撑梁底标高),进入首道混凝土内支撑施工。该道支撑强度达到>70%时,方可第二层土方开挖,该层土方开挖至梁底,进入第二道混凝土内支撑施工。该道支撑强度达到>70%时,方可第三层土方开挖,即末层土方开挖。每次开挖深度控制在5m内,长度控制为25~30m,采取机械开挖为主,人工辅助为辅,严禁土方超挖。

3内支撑支护的施工流程和要点

3.1施工流程

基坑土方开挖至钢筋混凝土内支撑梁底标高处停下,定位撒白灰,定支撑梁中心线与施测底面标高,槽底土方修整找平,清凿支护结构与腰梁的连接面→桩基植筋→内支撑梁位批20mm厚水泥砂浆→定位弹墨线,绑扎支撑梁钢筋→联合检查→支侧模板→浇筑混凝土(预留拆除钢筋混凝土支撑梁的静爆孔)→养护、拆模、清理、混凝土检查→混凝土试块送检。

3.2施工要点

支护结构施工时应考虑支撑点的位置处理,该内撑腰梁支撑点设在支护桩的侧面,在挖土方暴露后,清理干净该标高位置上的混凝土,还需做植筋处理,每根支护桩3准14,钢筋植入支护桩内与钢筋伸入腰梁内各长度不少于400mm。(1)支撑梁的施工钢筋混凝土内支撑梁和腰梁的底模(垫层)施工,采用基坑原土填平夯实,浇筑素混凝土垫层。经过测量放线后,绑扎钢筋,安装侧模板。(2)钢筋混凝土支撑梁和围檩梁混凝土浇筑应同时进行,保证支撑体系的整体性。(3)为了方便拆除钢筋混凝土内支撑梁及围边腰梁,在浇筑混凝土时预留应静破孔。为了缩短基坑施工人员的行走距离,在基坑中间设置一人行道,利用内撑的800mm宽梁作步行道,为保证施工人员在支撑梁上行走的安全,支撑梁两侧预埋铁件用于焊接栏杆的根部固定(做法同基坑周边安全护栏)。(4)为了缩短工期,在有工作面的情况下,采取分段施工,及早进入土方开挖,同时混凝土内支护也可同时投入,做到分段施工,当混凝土达到强度要求后,就可以进行向下土方开挖。(5)土方开挖:支撑底层土方开挖,每层又要根据基坑深度不同和挖土机械伸展深度能力进行分层挖土,每一层土方开挖都要待混凝土的强度满足要求时,才能往下进行土方开挖。(6)在基坑下运土车辆通过的路段中,遇到混凝土支撑梁时,先用挖掘机将土覆盖在支撑梁上,以作保护,覆盖厚度≥30cm,这样就让运土车辆可以在上面行走,免受车辆压坏支撑梁。

3.3混凝土内支撑的拆除

内支撑属于临时支护工程,地下室主体结构满足强度要求后需对内支撑进行拆除。支撑拆除须遵循先做后拆的原则,拆除必须严格按支撑设计时已考虑到的各种工况逐步进行,如施工地下室板混凝土浇筑并养护达到设计强度85%后方可拆除支撑。钢筋混凝土支撑的拆除对工期影响很大,可采用人工与静态膨胀剂拆除法相结合,而且在施工支撑时即考虑到拆除的需要,可预先安排预埋药包孔。拆除混凝土支撑采用静爆的方法,该方法较简单;混凝土胀裂过程,缓慢进行,无粉尘,噪音小,无飞石。有可能剩下部分残块,需作人工拆除与机械拆除,可风炮凿除或采用2台小型炮机仔(J-60),由吊机吊到工作层内进行施工,在每台小炮机下铺设二块走道板,减轻对底板的压力,这样大大提高工作效率与工作进度。清理凿下碎渣垃圾及时跟进,晚间派车拉运。

4基坑监测

4.1基坑监测的职能和意义

为了确保基坑施工期间周围环境及现有建筑的安全、保证工程的顺利进行,基坑监测需由专职人员组成监测小组,负责测点设置、日常量测工作和数据的处理信息反馈工作,进行信息化施工,及时预报、及时处理,防范未然,确保基坑施工的安全。监测小组由具有丰富施工、监测经验和结构受力计算与分析能力的工程技术人员组成。监测小组除及时收集、整理各项监测资料外,尚需对这些资料进行计算、分析、对比,并做到:(1)预测土方开挖、支护及结构的稳定性和安全性,提出工序施工的调整意见并提出相应的安全措施,保证整个工程施工能安全、可靠的向前推进;(2)基坑开挖和围护结构施工,通过优化,能使其达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。

4.2监测对象

监测对象为基坑支护结构与周边环境。基坑支护结构监测对象包括:围护桩、混凝土支撑;周边环境监测对象主要为工程周围地表土体、东面铁路股线设施。

4.3监测点布设及监测方法

基坑开挖前需在混凝土冠梁设置观测点,观测点间距一般20m。监测方法:水平位移采用经纬仪观测,沉降采用水准仪观测;鉴于东面为广深铁路股线,为了确保铁路行车安全,更好的观察与控制该股线的因基坑开挖而产生下沉与变形,在预埋基坑观测的同时,也采取同步预设观测点,做到随时掌握第一手资料信息反馈。监测点采用准20圆头钢筋,钢筋头上有十字槽(在浇混凝土时配合预埋)。基坑监测系统的布设在土方开挖前完成,并完成初始值的观测,土方开挖基坑支护期间要密切对基坑和周边环境进行实时监测。监测频率为在土方开挖前施测一次,以后为每天观测一次,基坑开挖完成一周后5~7d一次,完成一个月后10~15d一次。变形观测资料:观测基准点和变形观测点的位置、编号、观测日期、本次观测值和累计观测值;观测资料应编制成果表或绘制成曲线,变形观测结束后应将上述资料汇总并附必要的文字与总结。

5结束语

深圳和信大厦工程基坑支护的重点和难点就在于该项目施工场地十分有限、周边环境极其复杂,在这种不利的条件下,内支撑支护的施工工艺很完美的化解了以上难点,为项目的安全顺利实施提供了有力的保障,也为同类型的项目深基坑支护提供了不错的参考。本文从施工实例出发,简述了内支撑支护工艺的方法和要点,希望对以后的类似情况有所帮助。

参考文献

[1]《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99).中华人发共和国国家标准.

[2]《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009).中华人发共和国国家标准.

[3]《建筑基坑支护工程技术规程》(DBJ/T15-20-97).广东省标准.

[4]《工程测量规范》(GB50026-2007).中华人发共和国国家标准.

[5]和信大厦基坑支护专项施工方案.

作者:吴最 单位:华南铁路建设监理公司

内支撑支护在深基坑支护中的应用责任编辑:张雨    阅读:人次