拆除基坑内支撑结构时汽车坡道处的支顶技术

胡 勇

(中国铁建股份有限公司 北京 100855)

1 引言

随着城市建设的高速发展，基坑深度及其规模也愈深愈大。伴随着这些工程的实施，深基坑工程的设计施工技术已取得了长足进步[1-3]。

对于深基坑临时支护结构内支撑，机械拆除前，因汽车坡道处没有顶部结构体，而汽车坡道一般位于外墙与主体结构之间，外墙部位受力比较薄弱，需进行换撑，将力进行卸荷[4]。

机械拆除前，主体结构薄弱处，特别是位于外墙处的汽车坡道，一般采取临时混凝土梁、板结构进行加固，进行临时换撑，这种做法费用较高。

汽车坡道处采用的钢管临时回顶措施，将外墙与汽车坡道内墙连成一个整体，起到临时加固与换撑的作用[5]。该施工技术具有通用性强，经济效益好，安全性好，能很好地将外墙与地下主体结构联成整体，同时采取本方法，施工期间，变形监测都趋于正常。

2 工程实例

某基坑工程有两道支撑，支撑拆除前，需进行一系列换撑措施。在汽车坡道处，外墙与内侧核心筒墙体之间宽度较大，同时该处没有顶板。支撑拆除时，支护桩会对外墙产生一个向内的侧压力，为了更好地将力进行传递，在外墙与汽车坡道处采取用钢支撑作为换撑传力构件，同时在外墙转折处，用工字钢将钢支撑连成一个整体，使受力更加均匀。

2.1 施工工艺流程

准备工作→放线定位→螺栓孔打眼→钢板安装→外墙转折处双拼工字钢安装→回顶钢管安装→回顶钢管安装验收。

2.2 施工要点

2.2.1 准备工作

由总工程师向全体工程技术人员就坡道回顶的设计图纸、专项施工方案进行技术交底。项目安全总监向全体参建人员做安全交底。本工程所用材料、设备、机具符合设计及规范要求且已报验完毕，对钢管的下料长度要严格控制[6]。表1为人员配备情况，表2为所需材料。

表1 人员配备

表2 主要材料

2.2.2 放线定位

本工程地下3层顶板标高为-9.65 m，板厚为12 cm，则依据设计要求，钢管上皮标高为-9.85 m；地下2层顶板标高为-5.75 m，则该层汽车坡道处钢管上皮标高为-5.95 m。2号坡道位置详图见图1，4号坡道定位图见图2。

图1 2号坡道位置详图

图2 4号坡道定位图

2.2.3 墙体或框架梁螺栓孔打眼

在汽车坡道处墙体和该区域对应的框架梁上，按照测量定位，进行钻孔。钻孔深度要严格进行控制，深度满足螺栓配置要求。垂直打孔，严禁打偏，否则给膨胀螺栓安装造成困难。锚定钢板也需要按照规范要求进行开孔，详见图3。

2.2.4 钢板安装

钢板用膨胀螺栓固定在墙体与框架梁上，如图4所示。

图3 锚定钢板及所对应墙体打眼位置

图4 钢板用膨胀螺栓固定在外墙上

2.2.5 外墙转折处工字钢安装

为使力更好地进行传递，须将双拼工字钢与钢板安装在一起，下部用槽钢进行支撑，如图5所示。工字钢材质为 Q235B热轧普通工字钢，型号为40b。双拼工字钢与翼板进行拼接后，在一个面上。同时在钢管与工字钢连接的部位焊制一块450 mm×450 mm×15 mm钢板，焊缝应饱满、密实，焊缝高度要满足图纸要求。

2.2.6 钢管的安装

本工程中所用钢管材质为Q235b，钢管型号为φ325×8 mm，在转折处为增大受力，采用的钢管型号为φ400×10 mm，钢管与钢板之间要焊接牢固，沿钢管周圈进行焊接，焊缝要饱满，焊缝高度为1 cm。钢管在外墙转折处与工字钢焊接见图6，钢管在内墙转折处焊接做法见图7。

图5 工字钢支腿

图6 钢管在外墙转折处 与工字钢焊接

图7 钢管在内墙转折处焊接做法

3 综合效益分析

3.1 经济效益分析

某工程在坡道处原设计用钢筋混凝土梁作为换撑，间隔2.8 m一道，共需用C30混凝土120 m3，钢筋混凝土用钢筋20 t，模板600 m2，加之该混凝土腰梁为临时构件，待换撑拆除结束后，该腰梁将被拆除。用混凝土梁施工所需费用合计:

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

经设计最终方案确定，采用钢管回顶作为汽车坡道处换撑使用。共需钢管13 t，工字钢2 t，膨胀螺栓220个，15 mm厚钢板2 t。加人工费60 000元，用钢管回顶施工所需费用合计:

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

由此可见，节约费用551 000元-156 600元＝394 400元。

3.2 社会效益分析

采用钢管回顶作为汽车坡道处临时加固措施，能保证环撑高效、安全顺利进行，更难得是节约了成本，加快了施工进度。

3.3 安全效益分析

在环撑拆除期间，在两个汽车坡道处第一道环撑上各预埋有应力计，即YL10与YL11这两个点，以监测该处的应力变化，如图8和图9所示，应力值基本在可控范围之内，没有超过预警值，说明采用该技术，施工安全得到保障。

图8 第一道环撑YL10变化曲线图

图9 第一道环撑YL11变化曲线图

4 结束语

本基坑工程共有4个汽车坡道采用了钢管回顶加固施工措施，进行外墙与主体结构的换撑。施工时，每道支撑拆除前技术间歇期减少2 d，两道支撑拆除共减少4 d，大大缩短了施工时间，加快了施工进度，同时减少了项目成本，施工效果良好。