拆除基坑內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)時汽車坡道處的支頂技術(shù)

胡 勇

(中國鐵建股份有限公司 北京 100855)

1 引言

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，基坑深度及其規(guī)模也愈深愈大。伴隨著這些工程的實施，深基坑工程的設(shè)計施工技術(shù)已取得了長足進(jìn)步[1-3]。

對于深基坑臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐，機(jī)械拆除前，因汽車坡道處沒有頂部結(jié)構(gòu)體，而汽車坡道一般位于外墻與主體結(jié)構(gòu)之間，外墻部位受力比較薄弱，需進(jìn)行換撐，將力進(jìn)行卸荷[4]。

機(jī)械拆除前，主體結(jié)構(gòu)薄弱處，特別是位于外墻處的汽車坡道，一般采取臨時混凝土梁、板結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，進(jìn)行臨時換撐，這種做法費(fèi)用較高。

汽車坡道處采用的鋼管臨時回頂措施，將外墻與汽車坡道內(nèi)墻連成一個整體，起到臨時加固與換撐的作用[5]。該施工技術(shù)具有通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益好，安全性好，能很好地將外墻與地下主體結(jié)構(gòu)聯(lián)成整體，同時采取本方法，施工期間，變形監(jiān)測都趨于正常。

2 工程實例

某基坑工程有兩道支撐，支撐拆除前，需進(jìn)行一系列換撐措施。在汽車坡道處，外墻與內(nèi)側(cè)核心筒墻體之間寬度較大，同時該處沒有頂板。支撐拆除時，支護(hù)樁會對外墻產(chǎn)生一個向內(nèi)的側(cè)壓力，為了更好地將力進(jìn)行傳遞，在外墻與汽車坡道處采取用鋼支撐作為換撐傳力構(gòu)件，同時在外墻轉(zhuǎn)折處，用工字鋼將鋼支撐連成一個整體，使受力更加均勻。

2.1 施工工藝流程

準(zhǔn)備工作→放線定位→螺栓孔打眼→鋼板安裝→外墻轉(zhuǎn)折處雙拼工字鋼安裝→回頂鋼管安裝→回頂鋼管安裝驗收。

2.2 施工要點

2.2.1 準(zhǔn)備工作

由總工程師向全體工程技術(shù)人員就坡道回頂?shù)脑O(shè)計圖紙、專項施工方案進(jìn)行技術(shù)交底。項目安全總監(jiān)向全體參建人員做安全交底。本工程所用材料、設(shè)備、機(jī)具符合設(shè)計及規(guī)范要求且已報驗完畢，對鋼管的下料長度要嚴(yán)格控制[6]。表1為人員配備情況，表2為所需材料。

表1 人員配備

表2 主要材料

2.2.2 放線定位

本工程地下3層頂板標(biāo)高為-9.65 m，板厚為12 cm，則依據(jù)設(shè)計要求，鋼管上皮標(biāo)高為-9.85 m；地下2層頂板標(biāo)高為-5.75 m，則該層汽車坡道處鋼管上皮標(biāo)高為-5.95 m。2號坡道位置詳圖見圖1，4號坡道定位圖見圖2。

圖1 2號坡道位置詳圖

圖2 4號坡道定位圖

2.2.3 墻體或框架梁螺栓孔打眼

在汽車坡道處墻體和該區(qū)域?qū)?yīng)的框架梁上，按照測量定位，進(jìn)行鉆孔。鉆孔深度要嚴(yán)格進(jìn)行控制，深度滿足螺栓配置要求。垂直打孔，嚴(yán)禁打偏，否則給膨脹螺栓安裝造成困難。錨定鋼板也需要按照規(guī)范要求進(jìn)行開孔，詳見圖3。

2.2.4 鋼板安裝

鋼板用膨脹螺栓固定在墻體與框架梁上，如圖4所示。

圖3 錨定鋼板及所對應(yīng)墻體打眼位置

圖4 鋼板用膨脹螺栓固定在外墻上

2.2.5 外墻轉(zhuǎn)折處工字鋼安裝

為使力更好地進(jìn)行傳遞，須將雙拼工字鋼與鋼板安裝在一起，下部用槽鋼進(jìn)行支撐，如圖5所示。工字鋼材質(zhì)為 Q235B熱軋普通工字鋼，型號為40b。雙拼工字鋼與翼板進(jìn)行拼接后，在一個面上。同時在鋼管與工字鋼連接的部位焊制一塊450 mm×450 mm×15 mm鋼板，焊縫應(yīng)飽滿、密實，焊縫高度要滿足圖紙要求。

2.2.6 鋼管的安裝

本工程中所用鋼管材質(zhì)為Q235b，鋼管型號為φ325×8 mm，在轉(zhuǎn)折處為增大受力，采用的鋼管型號為φ400×10 mm，鋼管與鋼板之間要焊接牢固，沿鋼管周圈進(jìn)行焊接，焊縫要飽滿，焊縫高度為1 cm。鋼管在外墻轉(zhuǎn)折處與工字鋼焊接見圖6，鋼管在內(nèi)墻轉(zhuǎn)折處焊接做法見圖7。

圖5 工字鋼支腿

圖6 鋼管在外墻轉(zhuǎn)折處 與工字鋼焊接

圖7 鋼管在內(nèi)墻轉(zhuǎn)折處焊接做法

3 綜合效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

某工程在坡道處原設(shè)計用鋼筋混凝土梁作為換撐，間隔2.8 m一道，共需用C30混凝土120 m3，鋼筋混凝土用鋼筋20 t，模板600 m2，加之該混凝土腰梁為臨時構(gòu)件，待換撐拆除結(jié)束后，該腰梁將被拆除。用混凝土梁施工所需費(fèi)用合計:

120×675＋6 100×20＋600×400＋120×900＝551 000(元)

經(jīng)設(shè)計最終方案確定，采用鋼管回頂作為汽車坡道處換撐使用。共需鋼管13 t，工字鋼2 t，膨脹螺栓220個，15 mm厚鋼板2 t。加人工費(fèi)60 000元，用鋼管回頂施工所需費(fèi)用合計:

5 500×13＋7 000×2＋220×5＋5 000×2＋60 000＝156 600(元)

由此可見，節(jié)約費(fèi)用551 000元-156 600元＝394 400元。

3.2 社會效益分析

采用鋼管回頂作為汽車坡道處臨時加固措施，能保證環(huán)撐高效、安全順利進(jìn)行，更難得是節(jié)約了成本，加快了施工進(jìn)度。

3.3 安全效益分析

在環(huán)撐拆除期間，在兩個汽車坡道處第一道環(huán)撐上各預(yù)埋有應(yīng)力計，即YL10與YL11這兩個點，以監(jiān)測該處的應(yīng)力變化，如圖8和圖9所示，應(yīng)力值基本在可控范圍之內(nèi)，沒有超過預(yù)警值，說明采用該技術(shù)，施工安全得到保障。

圖8 第一道環(huán)撐YL10變化曲線圖

圖9 第一道環(huán)撐YL11變化曲線圖

4 結(jié)束語

本基坑工程共有4個汽車坡道采用了鋼管回頂加固施工措施，進(jìn)行外墻與主體結(jié)構(gòu)的換撐。施工時，每道支撐拆除前技術(shù)間歇期減少2 d，兩道支撐拆除共減少4 d，大大縮短了施工時間，加快了施工進(jìn)度，同時減少了項目成本，施工效果良好。