摘要:由于大城市建筑的高密度导致许多新建建筑深基坑狭窄而超深,对深基坑支护和支护拆除提出了更高的要求。本文结合陶家宅地块旧改项目实例,通过某工程深基坑内支撑拆除的实际运用,对钻石链条切割施工技术进行了总结,可供类似工程施工参考。
关键词:深基坑;内支撑;钻石链条切割;拆除施工
1工程概况
陶家宅地块旧改项目位于浦东新区昌邑路福山路口,该工程地下二层局部为人防、停车场,地上3号楼一~五层为商业,1号楼为高层住宅19层,2号楼14层住宅,以及门卫垃圾房等辅助用房,总建筑面积为38952.90m2,(其中地上为24048,64m2,地下为14914,26m2)
2施工重、难点分析
2.1施工环境复杂
施工场地周边的建筑结构,多为上世纪90年代左右修建的多层建筑,在建设形式上表现为沉管灌注桩。该工程深基坑南侧靠近轻轨,道路均为东向单行道。除东南侧外,其余基坑距离周边建筑外墙均为2~-4m左右,各方向的人流与车流量大。
2.2施工工期紧,拆除要求高
业主对此次工程项目的工期提出较高的要求,如果按照以往的施工方法,应用静爆与人工风镐相互配合的方式来进行拆除施工,不仅整个施工周期较长,需要投入较多的人力和物力,而且在施工过程中会产生较多的污染物,对周边区域的影响增大,较容易遭到周边居民的投诉。
3支撑体系分析
3.1内支撑设计
本次工程项目在内支撑设计上应用两种结构形式,分别为内撑式排桩、SMW工法支护结构。内部支撑共分为三道,其中前两道为方形钢筋混凝土,第三道为钢筋混凝土桁架。第一道支撑梁梁顶标高为-1.50m,第二道支撑梁梁顶标高为-7.00m。第一道支撑冠梁尺寸为:1200mm×800mm,支撑梁尺寸为:900mm×800mm,栈桥板厚300mm,第二道支撑腰梁尺寸为:1300mm×800mm,支撑梁尺寸为:1000mm×800mm。
3.2内支撑梁换撑设计
在基坑开挖施工完毕之后,开始地下室底板建设,底板与围护桩之间应采用混凝土设置换撑带,其底板与筏板之间应当同时进行浇筑施工。底板砼达到设计强度后,开始拆除地下底二道支撑,第二道支撑拆除完毕清理垃圾,检测基坑周围变形是否附后设计要,一切现场施工条件满足后。地下-2层结构施工。在地下2层结构施工外墙模板时同时施工地下二层换撑带施工。当混凝土的实际强度达到设计标准之后,才能将结构中设置的第一道支撑拆除。同时将地下二层的外模板拆除,进行防水施工,做好防水保护后立即填充外墙与围护桩之间的间隙,避免时间过长维护应力产生过大。回填高度数值应当在地下负二层结构1m以上。在完成地下负一层施工之后,应对其外墙外侧立即做出回填。
土方回填:按设计要求,沿基坑四周对称均匀分层回填,并分层夯实,回土且压实系数不得小于0.94。支撑拆除前后,应同时进行加密基坑监测,并以此进行指导施工。
4拆除切割设备选择
在选择拆除切割设备的时候应综合场地周边环境的影响,如:周边浇筑、地铁安全、基坑安全等,本工程采用的主要切割设备为:钻石链条切割施工(SK-SD线锯机)系列搭配钻孔机相结合的方式拆除,并协调用叉车、塔吊及吊车将其运出场外。主要工作性能参数为:钻石链条锯:纯切割速度:40~60分钟/断面安装时间:20~40分钟/次钻石钻孔机:纯切割速度:12小时/断面;安装时间:5分钟/次。
为保证切割施工能够安全运行,应当在拆除施工前,对需要拆除施工区域做完全围挡,事项全封闭拆除施工作业。本工程采用密目网进行全封闭,在未得到允许的情况下严禁私自移动密目网或拆除。并在维护栏杆上悬挂“拆除作业,危险区域”等明显警示标语。
5拆除切割施工技术
5.1梁底搭设、马櫈或钢管支撑
本工程第一道支撑梁底标高-2.4米,利用地下二层结构顶板支撑体系,在地下二层结构板上搭设马櫈或钢管支撑体系,保证第一道支撑体系安全可靠的拆除。马櫈至梁底5~10CM采用木方支垫。部分支撑梁底采用钢管架搭设支撑来拆除上部支撑梁;梁底采用双扣件。局部较大的可设置中间顶撑。钢管XY和XZ方向钢管间距分别为600mm、600mm,整个支撑体系要达到安全可靠,并经过验收方可切割上部支撑梁。栈桥板面采用分块切割吊装。分块为2.4*2.4米,从南面和西面同时后退施工,采用镐头机沿四周开口后,用吊车吊起切割钢筋后整块装入运输车。栈桥板破除时对地下二层楼板面,采用就摸板进行保护,防止机械破除时混凝土掉落对楼板的损坏。
5.1.1应用直径48的钢管设置横向、纵向的水平拉杆,同时设置距离地面≤20cm的扫地杆,使架体结构整体更加稳定,此外还必须在立杆底部设置500×500×50的垫块;
5.1.2应用直径48的钢管在外侧周围设置剪刀撑,在设置过程中两个剪刀撑之间的搭接长度应≥50cm,且采用2个以上的旋转扣件进行连接,同时连接点位置距离剪刀撑端部位置应≥10cm;
5.1.3在布设竖向剪刀撑的过程中,与架体之间的连接点个数应不低于3个,剪刀撑必须连续设置到顶部,且与地面之间形成的夹角应控制在45°-60°之间;
图2
5.1.4保证应用到工程中的扣件、钢管的质量都满足设计要求,所选用钢管不能为长期使用且出现明显形变的,选用扣件材料的拧紧力矩应处于45-60N.m范围内。
图3
5.1.5支架在进行搭设时,应将垂直度偏差、水平度偏差控制在允许的范围内,如表1所示:
表1垂直度与水平度允许偏差
5.1.6一般情况下应将可调顶托的调节螺杆的伸出长度控制在20cm以内,如果该长度数值超过20cm,且处于35cm范围内,应对之增加一道水平拉杆,以此来提升其稳固性。在安装过程中,应将螺杆外径与立杆钢管内径之间的间隙控制在3mm以内,且做到上下同心。
5.1.7钢管立杆在进行安装时,应将其作纵向间距、横向间距都设置在100cm以内,同时将最大步距控制在150cm内。本工程立杆横向间距定为600mm、立杆纵向间距均设为600mm,步距为1500mm。
图4
5.1.8架设
当地二层顶板钢筋砼达到设计强度开始搭设钢支撑(马櫈),马櫈支脚必须加设150*150铁板,防止马櫈脚受力后对楼板的破坏。
5.1.9叉车配合切割施工
叉车主要负责支撑无法吊装区域采用100吨叉车辅助,支撑梁平稳安全运至可吊装区域,叉车行走路线必须在规定路线,而且铺设钢板。行走路线根据现场实际情况设定。
5.2定位、切割拆除
根据吊机起重能力定位放线,并严格按照定位线切割,以保证在吊装的保守安全系数之内。根据以往切割拆除支撑梁的经验,保护原有的基坑且安全拆除,拆除过程中并对支撑梁进行分块处理,这样才能保证安全拆除和加快施工进度。用金刚石链沿定位线捆住支撑梁,安装马达行走轨道和万能导向轮并用爆炸螺栓固定,金刚石链穿过导向轮连接马达的飞轮,启动主机运作,采用绳锯切割分离。整体操作如下:如图5所示,在距离切割线139mm的位置处设置轨座对齐线,并在该侧标明安卡位置。
图5
首先使用TE76电锤钻在确定的位置钻孔,然后在钻孔中放入M12内牙安卡并固定。然后逐步完成对金刚石链的的安装,并设置木板护挡。最后由切割班组人员按照要求轮流连续切割。保证机械严格沿着定位线切除,切割施工中时刻注意切面是否在定位线上,发现问题马上纠正。如此反复施工直至全部切割完成。先拆除八角撑后主撑的方式进行,切割刀口为反八字型。此型防止切割后支撑下沉,更容易起吊。
5.3吊装
根据施工现场地理情况且安全吊装、投资经济,现拟定采用75T一台汽车吊吊卸切割下来的支撑梁块。根据75T汽车吊的起重参数和施工现场的大致情况,切割分块可以适当分小块(1方左右的,约2米左右分段切割),切割与吊装统筹配合,可交叉作业,同时进行,不允许所有切割设备、汽车吊和施工人员有窝工的现象,安全拆除,加快进度,施工的内容随现场和实际情况的变化而变化。
根据吊卸重量,吊装用的钢丝绳拟采用25大的钢丝绳,钢丝绳捆住分块支撑梁的两头,钢丝绳捆支撑梁的位置,用风镐在砼上凿剔出跟钢丝绳差不多大小的口子,以便吊装时钢丝绳不会滑动。挂钢丝绳的工人和吊车司机用对讲机任何时候都要保持通话,以便吊车司机能准确了解起吊的时刻和更有效率地完成每一个分部分项的吊装工作,如此反复施工直至全部切割完成。汽车吊在第一道内支撑板面都能摆放,吊机摆放位置的地面如果承载不足,那先用钢板铺垫,增大受力面积,减少压强;吊机吊不着的部位,需将切割下来的支撑梁段用叉车转移到某个角落集中,再用吊机吊离至货车上运走。
5.4基坑监测
在施工过程中除常规全面监测外,还应在每次支护拆除前,对深层水平位移、支撑轴力进行监测,制定加密的监测计划。在高应力区或深层位移异常区,应在卸荷切割第一阶段后进行加密监测。加密后的监测数据应迅速整理并反馈到施工现场。如果出现数据异常应暂停施工,并组织施工方、设计方、监理方分析原因,采取相应措施确定安全后才能进行施工。
5.5拆撑作业申请制度
各区段支护拆除前,编制各段支护拆除计划,并对各段支护拆除情况进行书面技术交底。编制完毕后,核查检查表的实施情况,重点是:检查切割单元分段弹线验收、汽车式起重机吊装点地基复核及吊力复核、切割部位临时支撑体系是否按方案搭设、楼面叉车临时运输路线安排及楼板协同受力复核、换撑楼板试块强度报告、第三方监测单位在拆除基坑前,应当提交监测数据、加密监测方案和旁站工作安排。各责任人确认符合要求后签字,最终由项目总工批准并签署分部支护拆除许可申请。
6结语
本工程采用钻石链条切割施工(SK-SD线锯机)系列搭配钻孔机相结合的方式,以此来拆结构的内支撑体系,并在此过程中协调应用叉车、塔吊等设备,及时将之运输到施工现场外。在施工过程中监测到基坑无安全性问题,且未接收到来自于周边居民的投诉,达到绿色建设施工要求。
参考文献:
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