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摘要:在建筑深基坑支撑支护体系中,环形内支撑体系能将支护结构侧向土压力转换为环形梁轴压力,且环形内支撑具有构造简单、受力明确、支撑刚度可调整等应用优势。但在复杂环境中,如周围构建物较多、场地狭小、临空面较多等情况,环形内支撑支护施工受到一定程度影响,要求施工单位加强环形内支撑支护体系质量控制,提高安全系数,加强基坑变形监测与控制,预防安全事故发生。
关键词:建筑工程;基坑支护;内支撑;施工技术
引言
随着我国城市建设的迅速发展,建筑工程施工活动越来越多,城市建设用地日益紧张,合理利用土地、开发地下空间成为一种必然。各大城市都在大量建设地铁地下车站、地下车库、地下商场等,深基坑工程数量和规模急速增长,基坑工程形式越发复杂,频繁的基坑施工事故给社会和企业造成了严重的损失,如何有效且经济地进行基坑支护越来越受到人们的关注和重视。放坡开挖是一种常被采用的基坑开挖施工工艺,但目前在城市建筑密集区域并不具备条件,内撑式排桩支护施工技术应势产生且逐渐成为目前我国城市建筑基坑开挖常见的施工形式。从长远角度看,研究内撑式排桩支护结构应用对于建筑行业改革深化有重要的推动作用。
1建筑基坑工程内撑式排桩施工技术概述
1.1内支撑
建筑基坑工程的内支撑是基坑支护的一种。基坑内支撑设计主要包择支撑的材料的选择、支撑结极体系的布置、水平支撑的竖向设置、斜撑体系的竖向布置、支撑节点的极造;水平支撑体系的设计计算、竖向支撑体系的设计计算、坑内被动区加固设计计算以及换撑设计等。内支撑包择钢支撑、混凝土支撑以及钢与混凝土组合支撑。内支撑按照不同基坑的形状、大小施工,可以分为斜撑、角撑和环撑等不同形式。选择合理的内支撑方式开展施工,是保证基坑支护结极稳定的重点,在内支撑的安装、浇筑过程中,做好安全防护措施,规范施工操作,防止发生坍塌、坠落等安全事故。内支撑结构要对称进行施工,施工中保持杆件受力均衡。在夏季施工存在较大温度应力时,对支撑采取有效的降温措施;当冬季施工或者遇到降温天气时,温度引起的钢材收缩容易造成支撑断头或者出现空隙,采用铁楔对支撑结构进行可靠连接。内支撑结构的施工顺序和设计要求保持一致,施工过程按照先支撑后开挖的原则。基坑进行土方开挖时分层均匀施工,基坑内不能形成较大的挖掘高差,避免造成支护结构、支撑杆件的受力不均匀,防止形成应力集中。另外,土方开挖或运输过程中,土方机械避免碰撞内支撑。
1.2排桩
建筑基坑工程的排桩支护施工可以分为悬臂式、锚拉式、内撑式及混合式等形式。内撑式排桩施工技术是在悬臂式的基础上,是解决土压力和嵌固力相互作用引起的桩顶位移问题的有效方法,主要是通过在排桩内侧建立支撑的施工方式实现。排桩支护主要有钻孔灌注桩、高压旋喷桩及钢板桩三类。钢板桩主要应用在4m以上深度的基坑,深基坑中缺乏足够的支护刚度,抗剪切力较差,在基坑工程施工中很少应用。水泥桩作为基坑支护时,不可忽略实际工程的土质对水泥桩的影响,避免土质对桩身的腐蚀。国内内撑式排桩现阶段常用的施工技术主要是钻孔灌注桩,采取该方法进行施工,对现场周囲自然环境的影响较小,施工完成后支护性能安全稳定,强度和刚度均达到深基坑工程的施工雺求,施工效果良好。
2内支撑体系施工技术要点
内支撑体系施工工艺流程:桩顶浮浆清理→腰梁、冠梁和支撑梁垫层混凝土浇筑→钢筋制作绑扎→侧模安装→支撑梁混凝土浇筑→模板拆除→混凝土养护。
2.1桩顶浮浆和主筋处理
土方分阶段开挖后,及时清理立柱桩桩顶浮浆松软层和主筋上的黏土,凿除多余的混凝土,确保其深入桩顶圈梁深度不小于50mm,便于内支撑体系冠梁、腰梁和支撑梁底部支撑在立柱混凝土顶部。立柱主筋锚入冠梁长度为35d。
2.2腰梁、冠梁和支撑梁底垫层混凝土浇筑
由于支撑梁、冠梁和腰梁混凝土浇筑支撑在开挖土层上,为降低土层沉降对其结构的影响,使用平板振动器对开挖梁基槽底土方进行平整夯实处理,并按要求浇筑C15混凝土,宽度为梁两侧加宽150mm,并严格按要求控制土层标高,梁跨度按1‰~3‰起拱。钢筋绑扎前,为防止腰梁、冠梁和支撑梁浇筑时与混凝土垫层粘结形成整体,导致土方开挖时发生坠落伤人事故,施工单位在钢筋笼下垫放油毡布。
2.3钢筋制作绑扎
为保证施工质量,必须加强进场钢筋检查检验,要求进场钢材应有出厂合格证和检验报告,钢筋表面或每捆(盘)钢筋均应有标志,进场时应按批次检验与堆放。检验内容包括对钢筋的标志、外观的检查,并按现行国家有关标准规定抽取试样作力学试验,合格后方可使用。钢筋制作时,严格按工程配筋图计量下料。本工程冠梁、腰梁和支撑梁钢筋锚固长度均为40d,主筋保护层均为35mm。冠梁、腰梁外侧主筋在支撑与支座处1/3范围内搭接,采用绑扎方式,搭接长度为42d,环梁主筋内外侧搭接位置与圈梁、腰梁相反。支撑梁主筋在跨中1/3范围内搭接,搭接长度大于42d。为确保钢筋连接质量,Φ25mm以上钢筋连接均采用直螺纹套筒连接方式。采用厚度35mm成品塑料垫块作为钢筋保护层,保护层间距为1m,以Φ4mm铁丝绑扎。冠梁每隔2m预埋一根长度200mm、直径Φ22mm短筋,作为防护栏杆焊接件。
2.4模板安装及混凝土养护
冠梁、腰梁及支撑梁钢筋绑扎完成经验收合格后,根据工程设计要求配制、安装模板。模板横楞、纵楞均为50mm×100mm木方,横楞布设间距为400mm,纵楞间距为800mm。梁模板中间设一道M12对拉螺栓加固,布设间距为800mm。梁面模板采用50mm×100mm木方加固,间距为1000mm。模板两侧使用木方斜向支撑在垫层上,斜向支撑间距为1500mm。梁模板拼装完成后,浇筑前2d对模板淋水处理,使模板充分湿润,但应避免模板积水。支撑梁、冠梁、腰梁施工缝留置在施工区交接处位置,且位于连接处断面2m以上位置。施工缝为启口缝,使用铁丝网围挡,成型后对接口表面进行凿毛处理。浇筑混凝土时,混凝土振捣采用插入式振动器施工方式,振捣棒插入间距为500mm,振点振捣延续时间不少于10s,以混凝土表面呈现浮浆和不再下沉为止。浇筑完毕后,使用木抹子抹平收光,终凝后及时铺上塑料薄膜,并安排人员进行养护管理,定期洒水湿润,减少混凝土温差裂缝和干缩裂缝的产生。养护7d后拆模,拆模后淋水养护至14d,确保施工质量符合工程设计要求。为便于监测混凝土强度,施工单位按规定要求制作混凝土试块,与混凝土同等养护,土方开挖前进行试压,达到设计强度85%后方可开挖。
2.5支撑体系拆除
地下室底板、承台施工完成后,在底板、三层顶板、二层顶板外墙与围护桩之间浇筑300mm厚素水泥混凝土换撑隔板。混凝土达到设计强度后,依序拆除第三道、第二道、第一道支撑梁,并按工程设计要求落实外墙防水和土方回填工作。土方回填分层夯实,厚度控制在300mm以内,压实系数≥0.94。拆除后的混凝土内撑使用机械切割后吊运至场外。
结束语
通过现场沉降监测数据显示,基坑支护结构各点水平位移量均小于18mm,小于位移预警值20mm;沉降量在1.95~5.11mm之间,小于沉降预警值20mm。地下室结构施工期间,周围道路、构建物未发生显著沉降、位移等问题,说明合理利用环形内支撑支护体系施工,能有力保障工程施工进度、施工质量和施工安全,在类似工程项目中可以进行推广和运用。
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