深基坑圍護結構中常采用樁墻結構加支撐梁板,來確保圍護結構的安全。在進行正式結構施工時,需要拆除支撐并用正式結構轉換原支撐的受力體系,來維持原圍護結構的功能。對地下層次較多、平面尺寸大的基坑,其支撐的層次、梁截面積及支撐梁數量也會增加,從而造成拆換撐數量大、結構力系轉換復雜。換撐時還需滿足結構連續、混凝土強度符合要求,所以施工周期較長。因此合理安排拆撐時間及拆撐順序,才能有效加快地下結構施工進度,保證圍護結構的安全。

中交匯通橫琴廣場基坑南北寬120.0 m,東西長201.8 m,基坑開挖深度一16.1 m,局部一24.2 m ,基坑圍護結構形式為“排樁+水泥土攪拌樁止水帷幕+鋼筋混凝土水平支撐”結構形式,豎向設置3道支撐,如圖1所示。

拆除支撐混凝土強度等級為C40,混凝土工程量共計12 889.88 m;,其中包括支撐梁631根,混凝土方量為11 197.88 m;;支撐板15塊,混凝土方量為1 692 m;;截面700 mmX700 mm的鋼格構柱151根。
本工程西區3號塔樓電梯井深達9m,形成了基槽中的坑中坑,需二次支護才能完成電梯井的施工。實際施工中二次支護的圍護樁,是在土方開挖至底板一18.7 m后才開始施工,這樣使得西區底板施工滯后于東區底板近3個月,造成了地下結構在平面上不能同步流水施工的局面。一般情況下,拆除支撐前需要等支撐下部的換撐結構全部完成形成整體后再進行拆除。如等待地下室底板全部施工完成后,再進行第3道支撐拆除,則東區需要停工3個月。這樣對整體工期將產生嚴重影響。為實現原定施工節點計劃,充分研究了圍護結構的風險,制定了各項技術措施,采用東、西區分開拆換撐的方法,保障了總工期和圍護結構的安全。
拆換撐主要技術措施
技術措施分析
由圖2看出,東西兩區支撐結構大致對稱;拆除時按照對稱軸位置,依據下部結構完成情況,先逐層拆換東區,后逐層拆換西區,兩區支撐最大相差兩層支撐。
由于分區拆換支撐,會使圍護結構在水平受力上局部產生突變。考慮圍護結構是排樁結構,水平力系轉換時,在最大高差位置是最危險工況,經設計驗算,圍護樁的強度和剛度滿足施工工況需求,同時驗算各層環梁的截面也滿足要求。因而分區換撐是可行的。
由于地下結構平面尺寸較大,結構會設置多條后澆帶,造成施工階段結構不連續;地下室出入口處的坡道,在結構未形成整體前,呈開口狀態;最主要的是由于分區施工,正式結構沿長度方向不能封閉,地下室的墻體在分區位置順長向成為自由端,使得該部位原設計的墻體剛度不能滿足換撐要求。
在各層換撐時,為保證結構支撐的整體性和對撐的連續性,需采取如下技術措施:
1)在底板及樓層板后澆帶位置加型鋼支撐fzl .
2)在臨近基坑周邊樓梯、電梯井、汽車坡道、洞口位置設置臨時支撐;
3)根據設計提供的地下室結構板面推力標準值,針對地下室墻體結構抵抗剪力不足部位,加設臨時支撐剪力墻。

具體實施措施
1)結構不連續位置設置支撐
在底板及樓板后澆帶位置、樓梯洞口、電梯井、汽車坡道等部位設置型鋼支撐以保證結構連續,滿足水平推力傳遞。具體參見圖3、圖4。依據各層推力值確定型鋼截面規格和支撐間距。


2)墻體結構抵抗剪力不足部位加設臨時支撐剪力墻
根據計算結果,分別在兩側地下墻體斷開位置,利用豎向結構柱,在柱間澆筑臨時鋼筋混凝土剪力墻結構,剪力墻沿支撐向設置,各道墻長為3排柱距,各層累計13道臨時剪力墻。圖5為設置的剪力墻效果圖。

支撐拆除工況及順序見圖6所示。各道支撐拆除前,將正式結構和圍護結構之間的間隙,按設計出具的回撐梁結構施工完成,回撐梁結構混凝土強度達到100%后即可拆除支撐。

施工工藝流程為:搭設支撐架、鉆機排孔施工、金剛鏈切割、起重機吊運、運輸至指定堆場、支撐破碎(回收鋼筋)、垃圾渣土處理支撐架采用腳手架搭設,如圖7所示,梁體利用金剛鏈繩鋸分段切割。分段后的梁體用1} t叉車及2,}} t汽車吊接駁進行支撐梁外運。

基坑拆換撐過程監測主要監測項目有:圍護結構頂部水平位移、圍護結構頂部沉降、周邊地表沉降、支撐立柱頂部沉降、圍護結構深層水平位移(測剎、周邊土體測斜、地下水位、各道支撐軸力等。針對圍護結構頂部水平位移、圍護結構深層水平位移(測剎、第1道支撐軸力和第2道支撐軸力4個項目進行重點分析,探究拆換撐對基坑物理狀態的影響。4個主控項目的監測點分布及數量見表1所示。

4個主控項目的監測點主要選在中部對撐及基坑周邊,均為最易受拆撐影響的部位。
東區兩組角撐拆除后,基坑其他支撐各項監測數值均未超過監測控制值。
過程中監測數據顯示,基坑監測點位共276個,超報警值的監測點位共16個,超控制值點位0個。說明各項技術措施合理有效,使分區拆撐得以實現。通過分區拆除支撐施工方法,使得東區提前3個月進入地下室結構施工階段,消除了施工間歇造成的誤工現象,保證了地下室結構施工的連續性和總體工期不受影響。此施工技術可為類似的超大型基坑施工提供借鑒。
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