紧邻越江隧道的深基坑支撑拆除施工技术

2018-09-10 06:56王继奎
建筑施工 2018年4期
关键词:主筋叉车分段

王继奎

上海市工程建设咨询监理有限公司 上海 200433

1 工程概况

1.1 基坑工程概况

上海徐汇滨江恒基H-2地块发展项目拟建1栋61层办公商务楼和4层裙房,整体设3层地下室,开挖深度16.9 m,基坑分为Ⅰ区(约12 520 m2)和Ⅱ区(约4 890 m2)进行施工,塔楼区域开挖深度19.2 m,裙楼区域开挖深度16.9 m,基坑北侧龙耀路下分布有龙耀路隧道,其中龙耀路越江隧道主线(埋深9~10 m)距离基坑围护外边线为43 m;南线匝道(埋深1.3~9.0 m)距离基坑围护外边线为32 m。本工程处于龙耀路越江隧道保护范围内(图1)。

图1 基坑和龙耀路越江隧道的平面关系

1.2 围护及支撑情况

本工程基坑采用厚1 000 mm“两墙合一”地下连续墙作为围护体,地下连续墙共计95幅,其中临时分隔墙33幅(Ⅰ区与Ⅱ区临时分隔),地下连续墙最深47.7 m,地下连续墙均嵌入基底以下约18 m,地下连续墙槽段之间采用圆形锁口管柔性接头。

东南侧连通道周边围护体采用φ800 mm钻孔灌注桩排桩结合φ850 mm@600 mm三轴水泥土搅拌桩隔水帷幕,帷幕与两侧地下连续墙交界处采用φ800 mm@600 mm的高压旋喷桩进行封堵。

地下连续墙混凝土强度等级为水下C35,地下连续墙抗渗等级为P8,地下连续墙竖向主筋保护层厚度迎坑面为50 mm,迎土面为70 mm。

本工程地基加固主要是基坑内三轴搅拌桩抽条加固,局部深坑采用旋喷桩加固及RJP工法桩加固,地下连续墙槽段之间采用RJP工法桩接缝止水。

地下连续墙接缝处坑外普遍设置3根品字形的φ800 mm@500 mm高压旋喷桩接缝止水帷幕,北侧邻龙耀路侧地下连续墙接缝则采用φ2 400 mm的180°定角度RJP大直径高压旋喷桩进行封堵,桩身标高范围为-50.50~-33.00 m,与地下连续墙同深。

Ⅰ区基坑采用地下连续墙+3道钢筋混凝土支撑的支护形式,塔楼局部区域另设2道双拼型钢支撑体系。第1道支撑混凝土强度等级为C35,第2道和第3道支撑混凝土等级为C40;第4道钢支撑规格为H700 mm×300 mm×13 mm×24 mm,中心标高为-18.10 m,边环梁截面积为1 200 mm×800 mm,混凝土等级为C35(图2)。

Ⅱ区基坑采用地下连续墙+3道钢筋混凝土对撑的支护形式。第1道支撑混凝土强度等级为C35,第2道和第3道支撑混凝土等级为C40。

图2 基坑支撑体系平面布置

2 拆除工况及要求

2.1 Ⅰ区工况

待B3框、B2框结构施工完毕,与中隔墙下翻牛腿换撑,塔楼区域车道局部楼板缺失处换撑钢支撑施工完毕、B1层型钢换撑施工完毕且混凝土达到设计要求强度后,拆除第2道支撑,施工B1层框结构。待B1框结构施工完毕,B1M夹层型钢斜换撑施工完毕,混凝土达到设计要求强度后,拆除第1道支撑及栈桥,施工B1M夹层框结构。

2.2 施工分区

1)支撑按照后浇带位置,分为3块拆除,拆除顺序为E1区→J1区→J2区。

2)支撑严格按照楼板的承载力进行分段切割。根据叉车的自重、板的承载力(支模排架不拆除情况下)、施工现场实际情况,结合吊车的回转半径和伸臂的延伸长度来决定每段混凝土切割体的质量。一般切割后的混凝土支撑块体质量控制在10~15 t之间。

3)在本次工程支撑切割拆除过程中,采用100 t汽车吊,充分满足不同区域不同施工环境之下的吊运作业。在施工过程中,根据施工现场实际情况及基坑工程支撑的结构特点,充分利用现场已有的栈桥,合理、安全地布置停放吊车的专用位置,确保吊运安全、快捷(原则上吊车支点必须设置在支撑梁上)。

4)围檩切割拆除之前,搭设由槽钢拼接的托架。围檩切割质量控制在10~15 t之间(各层质量参考每道支撑的分隔质量)。

5)支撑混凝土块的外运及场地堆放等后续工作均需合理解决,充分确保基坑后续结构的施工。

6)合理组织施工人员,施工机械设备的调配,全面满足工程需要,且全面服从总包的工作安排。

3 拆撑方法优选

本工程位于城市建筑密集区及龙耀路越江隧道保护区内,根据现场工况,拆撑方法的选择应重点考虑以下因素[1-4]:

1)为保证地下室回筑结构施工进度,拆撑不得影响支撑梁内主体结构施工。

2)尽量缩短拆撑工序的施工时间,确保满足业主节点工期要求。

3)减小对基坑本体及龙耀路越江隧道、地下管线等周边环境的影响。

4)拆撑要满足安全文明施工的规定。

上述诸因素对混凝土内支撑的拆除提出了较高标准的要求。因此,拆撑方法的优选及优化就显得尤为重要。

经过对比分析,在常用的钢筋混凝土内支撑拆除方法中,根据现场工况,我们选择第3道支撑采用镐头机拆除,第2道、第1道支撑采用静力无损(金钢链锯切割)拆除的方法。

4 施工工艺及施工方法

4.1 混凝土支撑拆除施工工艺

4.1.1 支撑拆除

支撑采用链锯倒八字方式切割(该做法可使得支撑梁不下落)。首先利用风镐击碎待切割的支撑两端混凝土,混凝土凿除至支撑两端外侧上皮主筋(露出4根主筋),然后采用链锯倒八字切割支撑(图3),待支撑切割完成后,切断外侧上皮主筋,最后采用汽吊将切割后的支撑吊装至指定点。

图3 支撑切割示意

4.1.2 围檩拆除

围檩切割拆除之前,首先在围檩底部架设钢托架,作为围檩切割拆除的托架;然后在围檩内侧进行排孔(穿钢丝绳处),最后切割围檩。

4.1.3 格构柱四周节点支撑拆除

格构柱四周节点混凝土支撑无法采用切割方式拆除,其中,第2道支撑格构柱四周的混凝土采用小型镐头机进行破碎拆除。

4.1.4 支撑拆除备用施工工艺

支撑拆除过程中,主要采用链锯倒八字方式切割。若施工过程中出现不可避免的施工难题,无法采用链锯倒八字方式切割时,局部支撑采用排孔切割。排孔切割步骤如下(该方法主要用于围檩靠外一侧):

1)利用排孔机从混凝土支撑面排孔,切断支撑混凝土及钢筋,保留支撑两侧各宽100~150 mm及两端两侧上下8根钢筋。

2)利用空压机将混凝土支撑两侧宽100~150 mm的混凝土凿除。

3)叉车插入梁底,向上支托混凝土支撑,再用气割割断钢筋后,叉运混凝土块体至吊装位置。

4.2 支撑切割分段要求

1)切割分段总体原则是根据支撑梁、围檩的截面尺寸,根据叉车的自重、顶板的承载力,并根据施工现场的实际情况、吊车的回转半径和伸臂的延伸长度,每段混凝土切割体的质量为10~15t。

2)支撑梁、围檩切割线放样。参照支撑梁、围檩计算控制极限长度并结合现场实际情况(格构柱位置、支撑梁连接具体情况)确定切割线位置。

4.3 吊装工况

本工程支撑切割后采用100t汽车吊单机两点吊装,机械回转半径控制在20~35 m,在各道混凝土支撑切割拆除过程中,汽车吊机均需停放在栈桥上。汽车吊吊装范围以外的支撑段采用叉车叉运到吊运点。

4.4 混凝土支撑切割施工工艺

1)本次支撑切割拆除分为支撑、围檩拆除2个时间段,切割后的混凝土体需要吊至指定堆放点并及时外运。针对以上情况,本工程组织先进的机械切割设备和专业施工人员进入施工现场进行施工作业。

2)机械切割采用进口液压数码遥控碟片切割机、钢线切割机、高速钻孔机,该机能满足设计要求,切割作业时能有效地减小对围护体的振动,将对围护体的不利影响降至最低。

3)拆除围檩时,搭设钢马凳,采用高速钻孔对围檩进行分段切割,由于围檩紧靠地下连续墙,二者之间产生一定的吸力,因此采用小型扩张器或专用千斤顶将围檩与地下连续墙之间通过振动进行分离,然后用叉车将分段围檩叉运至吊运地点起吊外运。

4)支撑切割后,采用叉车将分段支撑叉运至吊机起吊较近的位置,利用吊机装车外运。叉运一段、吊运一段,严禁将分段支撑集中堆放于一处。

5)支撑分段切割方法。碟片、钢线切割以混凝土支撑侧面单边留置宽100~150 mm为基准,当叉车叉杆托顶混凝土支撑时,通过人工将留置的单侧宽100~150 mm的混凝土破碎,并将其钢筋割断后叉运至起吊点外运。高速钻孔机切割混凝土支撑时,将支撑切割定位线的两侧留置宽100~150 mm,通过人工将留置的混凝土支撑两侧混凝土破碎,用气割枪将支撑下排主筋及腰筋割断,两侧上排主筋保留,当叉车叉杆托顶混凝土支撑时,对两侧上排主筋进行割断,后叉运至起吊点外运[5-7]。

5 监测数据分析比较

对比分析第2道支撑拆除期间和第3道支撑拆除期间龙耀路越江隧道南匝道沉降、辅道管线和地表沉降的监测数据(因水平位移累计变化量均在3 mm左右,远小于10 mm的设计报警值且变化都比较平缓,故未列出),可以得出如下结论:第3道支撑拆除期间(2017年10月8日—10月22日),龙耀路隧道南匝道最大沉降量平均值、辅道管线和地表最大沉降量平均值分别为1.35 mm/d、0.78 mm/d,累计沉降量分别为20.25 mm和11.70 mm,均超过设计报警值10 mm;而第2道支撑采用金钢链锯切割拆除期间(2017年11月27日—12月6日),龙耀路隧道南匝道的最大沉降量平均值、辅道管线和地表最大沉降量平均值分别为0.16 mm/d、0.29 mm/d,累计沉降量分别为1.60 mm和2.90 mm,远远小于10 mm的设计报警值。

可见,采用金刚链锯切割的方式拆除与采用镐头机拆除的方式相比,对减缓龙耀路隧道南匝道沉降、辅道管线和地表沉降起到了明显的效果,这说明优先采用金刚链锯切割的方法拆除第2道及第1道支撑,可明显减小对邻近龙耀路隧道变形的影响。

6 结语

采用静力无损(金钢链锯切割)拆除钢筋混凝土内支撑的方法,可有效地减小对邻近深基坑建筑物变形的影响,在科学合理安排交叉作业的情况下,可与地下室主体结构施工同时进行,不仅安全可靠,而且占用工作面小,可组织加快的成倍节拍流水施工,能缩短地下室结构回筑的施工工期。同时,其施工过程噪声低(小于10 dB),扬尘小、污染小,是一项值得推广的绿色施工技术。

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