软土基坑支护工程的换撑施工技术的分析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyon
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摘要:基坑工程中的换撑技术,不是待地下主体结构及填土完成后才拆除所有内支撑,而是在地下结构与围护挡土结构之间设置传力构造,利用主体结构梁和楼板的刚度来承担挡土结构传来的水压力、土压力,从而自下而上随结构施工逐层拆换内支撑,逐步取代发挥临时支撑作用的内支撑结构体系,使围护结构挡土部分的受力状况不致发生太大变化,从而保证临时性内支撑拆除后,围护结构仍处于比較稳定的状态,工程施工也就能继续安全顺利地进行,其实质是应力的安全有序的调整、转移和再分配。本文以实例概述换撑施工技术以及支撑拆除的施工方法。
  关键词:软土基坑 :支护工程;换撑施工技术
  Abstract: the foundation pit engineering change support technology, not to the main structure and underground after the completion of the filled soil to dismantle all interior support, but in the underground structure and retaining soil retaining structure set up between the force transmission structure, main body structure of beam and the stiffness of the floor to undertake soil retaining structure of water pressure, from earth pressure, thus bottom-up structure construction systems of step by step in with the support, and gradually replace the role play temporary support in support structure system, make the palisade structure of retaining the stress of the not happen too big change, so as to ensure in temporary support after being removed, palisade structure is in a rather stable state, engineering construction also can continue to safety smooth, its essence is the stress of the adjustment of the safety and orderly transfer and redistribution. Based on the examples in this support construction technology and support the demolition of the construction methods.
  Key words: soft soil foundation pit: support project; Change hold construction technology
  
  
  中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
  前言
   在深厚软土地基中的基坑,当挖深较大时,常用桩墙结合内支撑组成围护结构,而支撑系统又由围檩、水平支撑及立柱三部分组成。随着地下建筑结构的底板与楼板的逐层往上施工,需要由下而上地拆除各道水平支撑。此时,为保证基坑四周围护桩墙的稳定,常利用地下建筑的主体结构进行换撑。所谓换撑技术,指在稳定的条件下采用一定的技术措施来逐步取代内支撑结构体系,从而保证临时内支撑拆除后,工程能安全保质地继续施工,其实质是应力的安全有序的调整、转移和再分配。拆除原支撑和设置换撑带简称为“换撑”。
  1 换撑施工的基本要求:
  (1)支撑结构的拆除顺序,应同基坑支护结构的设计工况相一致,必须先换撑后拆撑。
  (2)主体结构的底板或楼板及外墙的混凝土强度应达到设计强度的80%以上。
  (3)在地下主体结构与基坑四周围护桩墙之间设置可靠的换撑传力构造,此换撑构造应方便建筑结构后续工序的施工。
  (4)在主体结构楼盖缺失部位包括汽车坡道处,应合理设置临时支撑系统,支撑截面应按换撑传力要求,由计算确定。
  (5)当地下主体结构的底板、楼盖分块施工或设置后浇带时,应在分块或后浇带的适当部位设置可靠的传力构件,便于分块拆除水平支撑。
  2 换撑技术的机理
   深基坑支护结构的内支撑是一种过渡性的支撑体系,当主体工程施工到一定程度,这一临时支撑体系将逐层拆除。支撑拆除时,如不采取替代措施,则意味着将增加围护桩作为竖向梁的跨度,在最不利的情况下,围护桩将呈长悬臂状态工作。这种做法是不可行的,因此必须有换撑措施。对支撑拆除的时间、方法和拆除后应力转换的影响等问题应认真处理。
  换撑技术的机理就是让基坑围护桩因支撑拆除所产生的部分应力通过受力媒体——换撑构件分化或传递给具备足够承受能力的第三者,即已经施工完成且达到相当强度的地下建筑结构的底板、楼盖及外墙壁,而基坑围护体系依然发挥正常的支护作用。它既可利用相当数量的刚性支撑构件放置在围护桩墙与地下结构外墙之间的指定部位或直接设置传力带,也可利用基坑回填物与地下结构主体共同作用来控制变形。换撑的力学本质是用类似均布荷载的受力实体替代或部分替代原支护集中荷载的内支撑,在此转换过程中,基坑的支护体系本身依然承担相当的支护作用。
  3工程概述
   某大厦总建筑面积达69493.63m2的高档写字楼,其中地下部分19065.63m2,地上部分50428m2。地上26层,地下2层,裙房7层,建筑总高度为98.85m;采用桩承台和地梁拉结的整体筏板基础,地下室底板厚600mm,核心筒框架结构。基坑平面约为80m×129m的
  多边形,开挖深度为11.3m,局部15.5m。
  3.1地质环境
   该工程场地南侧紧临江南大道绿化带,北侧距新月路最近处约9m,东侧为临时办公区,西侧距滨江区消防大队围墙仅3.5m左右。据地质勘探取得的资料显示,本工程开挖深度范围内土质为砂质粉土和粉砂,局部夹杂有少量粘性土。根据《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202-2002中相关条文规定,本基坑的安全等级属于一级基坑,必须严格控制基坑的侧向位移和沉降变形,故围护体系方案的选定显得相当重要。
  4围护结构设计方案
  4.1方案选择
   根据地质条件、周边环境和工程特征,并结合本地区的基坑施工经验,设计采用了排桩和土钉墙复合围护结构。在基坑周圈用钻孔灌注桩排桩加土钉墙挡土,基坑西侧再加三轴水泥土搅拌桩作止水帷幕,坑内设一道钢筋混凝土水平内支撑,底板、地下一层楼板与围护桩之间设置传力带。
  4.2结构设计
  (1)平面布置整体围护体系是由基坑周边排桩、现浇钢筋混凝土梁形成的角部斜撑和基坑长向中部对撑,以及插入钻孔灌注桩内的梁下钢格构柱组成的空间支撑体系,
  (2)结构做法
   土钉墙挡土结构做法如下:在-4.60m以上按1:0.3的坡度放坡,在-4.30m、-3.30m、-2.30m处分别锚入Ф18、L=3m倾角为10°的钢筋土钉,水平间距为1.2m,坡面配Φ6.5@200×200双向钢筋网,喷射100厚C20细石混凝土护面。
   排桩结构做法如下:采用单排φ800@1000钻孔灌注桩排桩作支护挡土结构,再加一道钢筋混凝土水平内支撑构成整个围护的受力体系。钻孔灌注桩嵌固深度分别为11m、11.2m,桩顶设1000×800(B×H)压顶梁。桩间采用L=2.5m、Ф48×3.0的锚管,竖向间距1.5m,外挂Ф6.5@200×200双向钢筋网,喷射80厚C20细石混凝土护面。西侧增加一排Ф800@500高压旋喷水泥搅拌桩,桩底标高为-19.000m。基坑内外部共设93口Ф300的自流深井进行降水。
   内支撑结构做法:在-4.600m标高处设一道强度等级为C30的现浇钢筋混凝土水平内支撑,形式为角支撑加对撑,支撑梁断面分别为1000cm×800cm、900cm×800cm、700cm×800cm、600cm×700cm。
   換撑结构做法:在基础底板与围护桩之间设置厚400的传力带B,用与底板相同强度的素混凝土同时浇筑;在地下一层楼板每根主梁与围护桩之间设置300(h)×2000(b)的钢筋混凝土传力带A,用与楼板相同的混凝土同时浇筑。
  5.换撑方法分析
   设置斜撑,工期短、投入少,但支撑点选择困难,难以布设全面(尤其是建筑物四角部位),换撑的整体作用效果差,易被破坏,且往往由于支护桩与墙体距离短,斜撑往往需穿过墙体与地下室底板牛腿相连,这样会增加防水施工难度,拆除斜撑尚会延误工期。采用在坑内回填土石料的方法来进行换撑,其特点是传力带的受力均匀性好,但实际施工时,往往防水施工介入较晚,且回填料密实度很难控制,对较大基坑的内力传递无法保证,因此回填料作传力带只能作辅助之用。采用钢管或型钢进行换撑,虽然其自身强度能够满足立即承受荷载的要求,但是与其连接的钻孔灌注桩表面是不规则的曲面,要制作与其紧密接触的钢构件端面来保障荷载的均匀传递比较困难。直接采用水平刚性构件换撑梁、板进行换撑,将支护桩的部分应力通过基础、楼板梁转移到地下室结构,具有受力效果好、施工简单又无需进行拆除施工的优点,因此在工期较紧的工程较为合适。
   经综合考虑,本工程实际采用基础底板、地下一层现浇梁板和围护结构之间设置现浇钢筋混凝土传力带来实现换撑的施工技术。
  6 换撑施工
  6.1 换撑施工的原则
   换撑施工必须以基坑监测数据和混凝土强度报告的实测数据为指导,必须遵循先深后浅、先支后拆的原则,必须按设计要求施工使支护结构的受力状态符合设计工况。还应合理安排施工进度,使挖土、支撑、地下结构、传力带施工和内支撑结构拆除实现平衡流水作业。地下室施工期间还必须保持基坑降水系统的有效运行。
  6.2施工质量要求
  (1)土方开挖时采取多点勤测的方法严格控制机械挖土的标高,避免超挖,基底30cm以内的土方改用人工配合挖土机械清底抄平。
  (2)与传力带接触的围护桩表面的泥皮、浮渣必须清理干净,凿出鲜明的混凝土表面。
  (3)传力带B底部要做好C15垫层,防止底板施工期间雨水、局部渗漏水冲刷表面,造成砂性的土粒被带入基础承台和地梁内。
  (4)传力带A必须定位准确,其平行于地下一层主梁方向的中心线要与中间的钻孔灌注桩中心对齐,以保证压应力基本沿轴心传递。
  (5)传力带A的钢筋一端与钻孔灌注桩主筋焊接,另一端按受拉要求锚入地下室外墙板,焊缝的长度、饱满度以及钢筋的锚固长度必须达到有关规范的要求。
  (6)传力带A的模板支撑系统必须保证牢固可靠,与灌注桩交接处间隙不得超过5mm,确保混凝土浇捣时模板不产生变形、漏浆、跑模等质量问题。
  (7)混凝土施工按地下室结构施工的要求进行,施工期间安排专人进行浇水养护7天以上。
  7.拆除方法及顺序
  7.1拆除方法结合本地下室结构特点和施工进度要求,决定采用人工风镐拆除的方法。虽然该方法施工作业时有振动大、噪声大、易产生扬尘、速度慢的缺点,但是该方法可控性强,当拆除过程中基坑监测出现预警情况时,能够立即停止作业,采取应急措施消除危险以保证基坑的安全施工,而且该方法能够满足该地下室结构流水施工的要求。
  7.2 支撑拆除的顺序 当换撑带或换撑梁混凝土的强度达设计强度的80%时,即可拆除
  支撑。内支撑的拆除顺序应与底板及地下楼盖混凝土浇捣顺序(通常以后浇带为界分若干施工段)基本一致,以加快工期,内支撑的拆除顺序也与基坑围护结构的设计工况密切相关,直接关系到换撑技术成功与否。每层内支撑拆除的一般顺序为先拆角撑,后撑对撑,支撑梁与围檩、立柱相交的节点处应先凿孔松动混凝土,以免爆破支撑梁时应力集中影响围檩、立柱的继续工作。每段斜撑或对撑混凝土梁拆除时,首先拆除与其相连的次梁,而后再拆除主梁。每段梁拆除时,用风镐破除梁的上层和侧面混凝土,待上层主筋、腰筋和箍筋全部露出后再用气割逐段割断,然后再用风镐破碎梁芯部混凝土,最后再把梁底层钢筋和钢格构柱逐步割除。拆除后的破碎混凝土用1.5×1.5×0.4m的钢料斗及时吊运装车清出场外,拆下的旧钢材及时整理吊运出现场放置到专门的场地。
  7.3拆除支撑的辅助工作
   支撑拆除过程应作好如下工作:一是严格控制基坑周边10 ITI范围的堆载和施工荷载总和不超过15 kPa;二是认真做好支护桩和未拆除的支撑系统的应力应变监测;三是严密观测邻近建筑物及道路管线的位移及附加沉降,必要时采取相应的应急措施。
  8. 体会
  (1)通过对内支撑拆除前后,基坑位移、沉降监测数据的分折,可以印证钢筋混凝土换撑技术是基坑施工中合理利用挡土结构和地下室结构分散土压力,确保基坑施工安全,实现降低工程围护成本的有效方法。
  (2)在基坑开挖至设计标高时,由于被动土压力的快速降低,易引起基坑壁突然产生相对大的位移,凡基坑施工达到这种状态时,应引起高度警惕,加强基坑变形观测,调整施工进度,必要时做好人员、物资等应急准备工作。
  (3)要合理安排支拆的施工顺序,并做好实时监测,根据检测数据分析是否需采取应急措施,确保工程在换撑进程中施工安全。
  
  参考文献:
  [1] 建设综合勘察研究设计院. JGJ8-2007 建筑变形测量规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
  [2] 成关锋. 基坑工程中换撑技术的应用[J].建筑技术,2005,36(12).
  [3] 余志成,施文华. 基坑支护设计与施工[M]. 中国建筑工业出版社. 1997
  [4] 中国建筑科学研究院.JGJ 120-1999.建筑基坑支护技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,1999.
其他文献
摘要:在类似于重庆山地的地区选取铁路线是一项复杂而高难度的工程,为科学地解决这一难题,本文提出了地壳形变与断裂活動振动学、高山峡谷区重力地质作用与物质运动、深埋隧道山体变形与物质运动以及大高差高位铁路选线工程地质等几个相关的问题。  关键词:铁路选线 复杂山区 工程地质  Abstract: in a similar to the hill country of chongqing area se
期刊
内容提要:在市场经济的条件下,电力企业要想正常发展,必须大力加强成本控制,不斷降低产品成本,实现利润的最大化,提高核心竞争力。文章首先针对努力提高财务管理水平进行了详细的介绍,然后认真分析了电力企业内部成本控制方面存在的问题,并对如何大力加强电力企业的成本控制进行了认真的研究。为电力企业财务管理人员提供了参考。  关键词:电力企业, 成本控制 ,涵义 ,重要性 ,问题 ,加强  Abstract:
期刊
摘要:下文主要叙述了施工组织设计是组织施工的指导性文件,是实现科学管理的重要手段,具有战略部署和战术安排的双重作用。对于被定性为“简易工程”的园林工程,必须正确、全面地认识施工组织设计的重要性和必要性,科学、合理地进行编制和优化,严格、动态地运用到实践中去,实现其价值。  关键词:园林;施工组织;设计  Abstract: below mainly describes the constructi
期刊
摘要:本文对变电站地电位的干扰源及干扰途径进行了分析,在对雷电干扰、地电位干扰进行研究的基础上找出防止干扰的措施,对保证发电厂、变电站计算机监控系统的安全稳定进行具有较好的现实意义和实现,可供参考。  关键词:变电站;地电位;干扰源;防护措施  Abstract: in this paper, the substation of potential interference sources and
期刊
【摘要】建筑工程的质量和安全关系到人民生命财产的安全和社会安定。监理人应以图纸为标准、合同为依据严格按操作规程及施工、设计规范施工,做好每一环节,确保监控的内容和职责所在,做到施工监理工作标准化、规范化。  【关键词】建筑施工监理, 问题 ,对策  【 abstract 】 the quality and safety of construction projects related to peo
期刊
摘要:本文作者从事多年的水利水电工程,对水利水电工程中混凝土施工裂缝的根源进行分析,提出防治措旌和方法,以确保工程的质量,保证工程的顺利的竣工。  关键词:水利水电;混凝土;技术分析  Abstract: in this paper the author of in the years of water conservancy and electricity, water conservancy
期刊
摘要:  近些年来,电力工程在多元化的发展,以火电工程为核心,向节能环保型电厂扩展,核电,风电,生物发电工程转型。电力工程造价的控制也随着电力多元化的发展出现多种形式与类型,从电力建设项目历经的几个阶段谈一下如何控制电力工程造价与成本  关键词:电力, 工程, 造价, 控制  Abstract:  In recent years, the development of electric power
期刊
摘要:关于铁路养护问题现在越来越突出,有的甚至影响到列车的安全和正常使用,这在列车安全运行中尤为突出。本人依据几年来的工作经验和学到的理论知识,并结合实际的工程项目作一些阐述。  关键词:铁路养护;预防措施  Abstract: on railway maintenance problems now more and more prominent, some even influence to t
期刊
摘要:实验教学的改革目标是由学生根据实验题目自己设计实验方案,并能设计尽可能多的方案,做到全体师生都参与,所有学生都受益,注重实效,培养学生的能力,发挥实验的教育功能。  关键词:新课标;实验创新;探究  Abstract: the experimental teaching reform goal is by the students according to the experimental
期刊
摘要:水利工程设计是水利工程建设的灵魂,水利工程设计的质量直接影响着水利工程的施工质量、功能、安全性能等等,因而解决水利工程设计中的问题,不断提高水利工程設计质量,并寻求新的突破和发展,是水利工程建设发展中的重要内容,鉴于此,本文探讨了水利工程设计中的现有问题,提出了相应建议和措施,并指出了水利工程未来的发展趋势及相应对策。  关键词:水利工程;设计;现有问题;对策;发展  Abstract: w
期刊