摘要:在城市建筑工程中,由于城市土地集成利用率高,深基坑内支撑卸载施工可能对周围建筑物造成影响。因此,在建筑基坑工程中,应优化设计内支撑拆除方案,并加强坑变形监测,降低基坑内支撑拆除对周围建筑的影响,确保基坑安全施工。
关键词:基坑支撑;拆除技术;质量控制;措施
前言
随着建筑行业的发展,高层建筑的数量在不断的增加,基坑深度也在不断的增加,基坑内支撑拆除施工技术在施工过程中也得到了广泛的使用。本文以某项目为案例,从各方面将内支撑拆除技术在工程中的应用进行了总结。
一、项目概况
以某商业楼为例,该楼建筑面积为73508.28m2,由4栋多层和1栋高度为88.6m的酒店、商业一体化综合裙楼组成。基坑开挖深度13.7m,开挖面积为11644.68m2,基坑支护周长为442.02m。基坑支护采用咬合桩和2道内支撑复合支护体系。咬合桩至外墙距离为100mm。项目建设场地东侧为某商务写字楼,西侧为火车站站台,南侧为城市交通主干道,北侧为已建成住宅小区。相邻建筑多为上世纪90年代建设的多层建筑,基础形式为沉管灌注桩,相邻火车站至基坑连续墙距离最近处仅为5.2m。基坑周边施工环境较为复杂。
二、方案比选
1.方案一:人工风镐拆除是利用小型切割凿除工具将支撑结构分段分片剔除,然后转移混凝土块。人工风镐拆除安全度高,但工期太长,人力需求量大,对施工安全威胁较大。
2.方案二:炮机破除是采用炮机施工机械将支撑结构凿除,然后转移混凝土块,施工速度较快,需要频繁使用吊装机械。但会有较大的噪音环境污染,且对周边场地环境要求高。
3.方案三:静爆破除是在支撑结构上钻密集的炮孔,灌入膨胀剂,膨胀力缓慢地、静静地传给混凝土支撑使其破碎,将钢筋混凝土胀裂以后,再用风镐剔除混凝土块。但会产生粉尘,噪音,对周边环境有一定的污染,施工周期较长。
4.方案四:机械绳锯切割是将支撑结构利用绳锯方式分段切除,然后采用塔吊或其他大型机械直接吊运出基坑外后运输。对周边环境无影响,粉尘、噪音较小,需要使用吊装机械,适用于大型构件切断拆除、周边环境要求较高的城市中心地区。
本工程施工周期短,如采用常规爆破+人工风镐拆除方案,一方面施工周期长,人工和机械投入量大。另一方面,极易产生大量的粉尘污染和噪声污染问题,不符合上级部门对文明施工的有关要求,针对该问题,本工程采用金刚石绳锯切割、水钻打孔、金刚石圆碟切割组合拆除方案。
三、施工工艺流程
1.工艺技术原理
本工程中,内支撑组合拆除方案技术原理为:使用绳锯切割支撑梁,使用碟锯切割内支撑加板,使用水钻打孔机在支撑板上打孔,以便于支撑板安全吊装。其施工技术原理如下:
(1)绳锯切割
本工程中,采用汉鹏207H型混凝土全液压切割机进行支撑梁切割,功率为22kW。切割前,先采用打膨胀螺栓的方式固定切割机和导轮,切割效率为1.5m2/h。针对部分区域内支撑腰梁、小梁厚度大的情况,可采用水钻打孔机打孔,孔径为φ100mm孔后,再使用绳锯切割。
(2)碟锯切割
本工程中,碟锯采用HAG-12.2型金刚石圆碟锯,碟锯锯片直径为0.8m。采用M16化学锚栓固定导轨基座,确保锯片和切割平面处于同一平面内,防止锯片倾角过大造成锯片损坏和切割中断。切割过程中,使用水冷却。在切割0.3m后加板时,切割效率为0.5㎡/h。
(3)水钻打孔
本工程中,水钻打孔机型号为SCY-3050B,采用M12膨胀螺栓固定钻机,切割过程中使用水冷却。
2.支撑架搭设方案
(1)第2道内支撑梁支撑架体设计
采用直插式支撑架的水平连杆、立杆和接长套筒等搭设梁底支撑,采用钢管、扣件搭设斜撑,居中设置双排立杆,立杆底部设150mm×1500mm模板垫块。水平横杆沿竖向设置2道。斜撑设置方式为自支撑梁左侧立杆上部通股扣件与钢管连接,钢管自左向由延伸至梁右侧,与梁板形成45°夹角。架体下放垫放木楔子固定,防止架体移动或倾斜,确保架体顶部水平。支撑梁截面面积为1200mm×1000mm,梁底与板面高差为1100mm,立杆纵向、横向间距为900mm。当架体立杆间距为2700mm时,应布设一对斜撑。立杆长度为700mm,下部接长度为200mm的接长套筒,上部平托伸出立杆顶部约200mm,支撑梁底结构;支撑梁截面尺寸为1000mm×1000mm时,梁底与板面高差为1.1m,立杆横向设置间距为600mm,纵向间距为900mm,架体立杆间距2.7m应设置1对斜撑。立杆长度为700mm,立杆下接200mm接长套筒,上部伸出立杆顶住200mm顶住梁底;针对截面尺寸为800mm×1000mm的支撑梁,梁底与板面高差为1100mm,立杆横向间距为600mm,纵向间距为1200mm,斜撑按间距3600mm设置一对,立杆长度为700mm,下部接200mm接长套筒,上部伸出200mm顶住梁底;针对截面尺寸为600mm×600mm及以下尺寸的支撑梁,其梁底距板面高度为1500mm,立杆横向间距为900mm,纵向间距为600mm,斜撑设置间距为3600mm,立杆长度为1300mm,上部采用U型顶托,伸出高度为150mm。针对第2道支撑加板,其板底与楼板高差为1875mm,立杆纵向、横向间距为1500mm,斜撑间距为3600mm立杆长度为1600mm上部伸出长度为275mm。
(2)第1道内支撑梁架体设计
第1道内支撑梁支撑架体与第2道支撑梁架体方案基本一致,仅存在部分差异:斜撑与楼板面夹角调整为60°;水平横杆道数与立杆连接盘数量一致;针对600mm×1000mm即以下支撑梁架体设计,其梁底与板面高差为3000mm,立杆横向间距为400mm,纵向间距为1200mm,斜撑间距为2400mm。水平纵横干杆、扫地杆采用扣件方式连接。扫地杆距地面高度为250mm,纵横水平杆竖向间距为1200mm。立杆长度为2500mm,下接长度为200mm的接长套筒,上部伸出长度为300mm。
3.基坑内支撑施工流程
根据上述架体搭设方案搭设完成并经验收合格后即可进行内支撑拆除施工。根据内支撑板单块起吊质量、下部支持架体立杆位置合理分区并弹出控制线,切割位置至立杆支点距离不小于300mm。在拆除施工时,应遵循先拆支撑板、后拆支撑连系梁、腰梁、支撑主梁的先后顺序进行施工。整体施工流程:拆除支撑梁、板等支撑架体机械进场—基坑安全防护栏及水电拆除—主、次支撑梁拆除—水平吊装、外运—废混凝土块外运—支撑架体拆拆外运—清理—内支撑拆除完成。在具体施工中,先使用金刚石圆碟切割支撑板,然后使用液压绳锯切割支撑梁,并吊装外运。切割施工应遵循分区、分段实施原则,防止交叉、同步施工造成基坑变形,降低内支撑拆除对周围环境的影响。为便支撑板、梁吊装,应在板、梁上使用水钻钻出吊装孔(如图1所示),孔径为100mm。同时,支撑梁吊装应分段切割,避免梁体质量过大而无法吊装。腰梁切割时,应按腰梁分段长度弹出切割线,并在靠近支护桩位置钻出功φ50mm的孔,穿入绳锯链条,以便于快速、顺利切割。腰梁、支撑梁切割完成后,应对基坑内支撑拆除情况进行检查,确认现场拆除情况是否满足工程验收要求。如不拆除情况不满足验收要求,针对100mm以内的残留物可采用风镐破除的方法解决,针对超长100mm的残留物可采用切割机切割的方式解决。
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四、基坑支护险情应急措施
由于基坑施工受各种客观因素的影响,可能会发生各种险情,为能及时排除险情确保安全,应采取如下应急措施:成立以项目经理为组长的监控小组,支撑拆除过程中进行监控。监控内容包括:围护桩的水平位移、竖向位移,周边土体、道路变化。现场若发现突变沉降应停止作业,有组织撤离人员及机械,防止事故的发生。撤离疏散应从安全梯走至地面,严禁往基坑支撑梁下逃生。当围护桩位移超过预警值时,使用现场准备的砂袋压载,防止支护结构位移的发展。
结束语
在建筑基坑施工中,应从整体考虑内支撑拆除方案,综合内支撑拆除对周围环境的影响,通过绳锯切割、水钻打孔和圆碟锯切割组合拆除方案应用,提高了内支撑拆除效率,有效满足了施工工期要求。在内支撑拆除期间,周围建筑物、地铁和市政道路均未出现显着沉降、位移现象,施工噪音、扬尘等问题得到有效控制,满足了上级部门对绿色施工的要求,保障了基坑施工的顺利进行。
参考文献:
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