組合鋼管內(nèi)支撐在超長(zhǎng)大跨度深基坑工程中的應(yīng)用

組合鋼管內(nèi)支撐在超長(zhǎng)大跨度深基坑工程中的應(yīng)用河北工程大學(xué)科信學(xué)院土木工程08級(jí)1班朱鋒0803221181可編輯版目錄摘要工程概況基坑支護(hù)方案基坑支護(hù)特點(diǎn)施工方法及過(guò)程控制施工效果結(jié)語(yǔ)2可編輯版摘要

以波浪文化城二期工程超深超長(zhǎng)基坑工程為例,全面介紹了大跨度組合鋼管內(nèi)支撐在超深超大基坑支護(hù)工程中的施工方法、監(jiān)測(cè)及效果分析。實(shí)踐證明,大跨度組合鋼管內(nèi)支撐施工技一施工方法簡(jiǎn)單、土方開(kāi)挖形式靈活、施工速度快、對(duì)周邊環(huán)境影響小、安形式,具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力及良應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:超深超長(zhǎng)深基坑支護(hù);大跨度;組合鋼管內(nèi)支護(hù)水;監(jiān)測(cè)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1008-3707(2009)12-0040-033可編輯版

大跨度組合鋼管內(nèi)支撐是在鋼管組合支撐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型支撐形式,它是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分,支撐跨度一般在40m以上的定義為大跨度組合鋼管內(nèi)支撐。為了減少?lài)o(hù)體側(cè)向變形,防止坑壁倒塌,確?？又?chē)?構(gòu))筑物、道路及管網(wǎng)的安全,在深基坑圍護(hù)壁上一定位置(高度)設(shè)置組合鋼管內(nèi)支撐,以提高圍護(hù)體抵抗主動(dòng)土壓力的能力。通過(guò)施加預(yù)應(yīng)力,完全能達(dá)到基坑變形小的技術(shù)要求,從而使基坑處于正常工作狀態(tài)。它具有設(shè)備簡(jiǎn)單、便于施工、工期短、造價(jià)低、支撐承受軸力大以及拆除方便等優(yōu)點(diǎn)。4可編輯版1.工程概況波浪文化城二期工程位于錢(qián)塘江北岸;地形呈T形,東西長(zhǎng)約460m,南北長(zhǎng)152m;東面緊鄰高架城市陽(yáng)臺(tái),北側(cè)是杭州大劇院,南側(cè)是國(guó)際會(huì)議中心,東面為已建的波浪文化城一期。本工程基地面積為34933m2,總建筑面積為58295m2。5可編輯版2.基坑支護(hù)方案本工程基坑開(kāi)挖標(biāo)高約-13.60m、-15.20m不等,局部集水井開(kāi)挖標(biāo)高-16.50m,自然地面標(biāo)高為-1.70m,挖土深度為14.8m。基坑圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)采用<900@1100鉆孔灌注樁外加<650@450攪拌樁止水帷幕;局部基坑在1軸～3軸間、51軸～53軸間端頭部位采用兩根<1000@1500素混凝土樁中間嵌入一根<1000@1500鋼筋混凝土樁,基坑局部在H2軸～W1軸間采用土釘墻支護(hù)。6可編輯版在基坑圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)的上部(標(biāo)高-6.60m、

-9.60m)設(shè)置鋼筋混凝土壓頂梁,豎向設(shè)置一道

水平組合鋼管內(nèi)支撐;局部角撐采用兩層鋼筋混凝

土支撐,在3軸～20軸間、34軸～51軸間段采用一

道<609×16鋼管水平對(duì)撐、鋼管支撐的中間擱置

在450×450的鋼格構(gòu)柱上,在20軸～34軸間段采

用一道<609×16鋼管斜拋撐,斜拋鋼支撐的端頭

1I-I、Ia-Ia、Ib-Ib區(qū)域排樁結(jié)合

二道混凝土支撐支護(hù)

處混凝土圈梁部位、基坑大底板處采用SMW工法

插H型鋼加混凝土壓頂梁,作為支撐的聯(lián)接點(diǎn)。

基坑內(nèi)外布置自流深井降水設(shè)施。

7可編輯版3.基坑支護(hù)特點(diǎn)

(1)本工程呈T形,為超深超長(zhǎng)基坑。東西向長(zhǎng)度達(dá)460m,其中坑中坑開(kāi)挖最深處達(dá)16.5m,整個(gè)地下室面積達(dá)60萬(wàn)m2。(2)多種圍護(hù)形式結(jié)合使用。基坑圍護(hù)形式有:鉆孔灌注樁、三軸水泥攪拌樁、咬合樁、SMW工法樁、高坡土釘墻、混凝土支撐、組合鋼管內(nèi)支撐等。(3)施工工期緊迫。在60d土方施工工期中,要完成65萬(wàn)m3土方的開(kāi)挖外運(yùn),因此對(duì)支撐的完成時(shí)間和土方開(kāi)挖的時(shí)間要求極其苛刻。(4)本工程緊鄰錢(qián)塘江,離錢(qián)塘江岸只有500m,地下水位較高且較豐富,降水效果的好壞直接影響土方進(jìn)度。在基坑內(nèi)外共設(shè)置了386口自流深井,局部較深位置采用井點(diǎn)配合降水。(5)整個(gè)支撐工程量大,總共用支撐鋼管用量達(dá)到了1800t。8可編輯版4.施工方法及過(guò)程控制4.1施工區(qū)域劃分支撐施工安裝原則上由里向外進(jìn)行,參照施工圖順序進(jìn)行施工。本基坑斷面較長(zhǎng)整個(gè)基坑擬訂分三段施工,1軸～19軸間為第一施工段、20軸～34軸間為第二施工段、35軸～53軸間為第三施工段。施工段劃分9可編輯版4.2鋼支撐形成的原則(1)先支撐后挖土原則,即挖土的標(biāo)高在任何時(shí)候,都不得深于待裝支撐底標(biāo)高下20cm;(2)先形成體系后受力原則;(3)先節(jié)點(diǎn)可靠后受力原則;(4)混凝土壓頂圈梁達(dá)到一定強(qiáng)度后受力原則:施工中強(qiáng)調(diào)牢度可靠性,所以施工原則上按圖及修改通知進(jìn)行,凡需要實(shí)施材料代換、節(jié)點(diǎn)代換或局部進(jìn)行修改,現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)提出申請(qǐng),經(jīng)設(shè)計(jì)人員或其委托人認(rèn)可后方可實(shí)施,變更。(b)支撐制作施工與挖土的關(guān)系處理必須注意挖土的深度控制、區(qū)域控制和高效率的翻土。10可編輯版本工程多種形式配合土方開(kāi)挖:(1)先撐一榀組合鋼管內(nèi)支撐并形成一開(kāi)挖體系后,開(kāi)挖該區(qū)域下部土方;(2)先撐一單元組合鋼管內(nèi)支撐后,開(kāi)挖該區(qū)域下部土方;(3)按后澆帶劃分完成組合鋼管內(nèi)支撐施工組合鋼管內(nèi)支撐在超長(zhǎng)大跨度深基坑工程中的應(yīng)用開(kāi)挖該區(qū)域下部土方。11可編輯版4.3鋼管組合內(nèi)支撐施工4.3.1施工準(zhǔn)備①支撐安裝施工采用開(kāi)挖溝槽方式進(jìn)行,沿圍護(hù)墻所圈的區(qū)域內(nèi)遠(yuǎn)離大門(mén)處土體開(kāi)挖至鋼支撐的底標(biāo)高以下200mm,進(jìn)行支撐安裝。在支撐安裝前,根據(jù)雙拼<609鋼管的寬度,開(kāi)挖相應(yīng)的溝槽。然后再進(jìn)行支撐安裝。②溝槽深度為鋼支撐底標(biāo)高向下200mm,溝槽底寬以支撐外側(cè)寬度兩側(cè)各增加500mm,上口寬度以不塌方為宜。在支撐鋼立柱結(jié)點(diǎn)處考慮結(jié)點(diǎn)部件的安裝,鋼立柱四周土方挖土底標(biāo)高相應(yīng)比溝槽底標(biāo)高再降低500mm。12可編輯版4.3.2支撐安裝(第一施工段)①按照設(shè)計(jì)圖紙和交底要求,現(xiàn)場(chǎng)丈量復(fù)核實(shí)際長(zhǎng)度尺寸,然后將支撐尺寸編號(hào)入冊(cè),按實(shí)際尺寸拼裝支撐長(zhǎng)度,縮短工期;②在圈梁預(yù)埋鐵件上(鋼管支撐上)焊接支撐頂端的擱置件;③在中間的鋼格構(gòu)柱上焊接橫擔(dān);④吊放鋼管支撐就位;⑤聯(lián)接單根鋼管長(zhǎng)度;⑥用螺栓連接各接點(diǎn),并進(jìn)行端頭焊接安裝;⑦檢查各接點(diǎn)的螺栓連接情況,焊接的接點(diǎn)情況;⑧施加預(yù)應(yīng)力;⑨焊接鋼立柱與支撐相交處的結(jié)點(diǎn);λυ交付驗(yàn)收,合格后使用。然后進(jìn)行第二、第三施工段鋼支撐施工;重復(fù)①～⑩步操作直至鋼支撐工程竣工。13可編輯版4.3.3拆除施工流程和施工方法在收到鋼支撐設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人簽署的同意支撐拆除的書(shū)面文件后,方可開(kāi)始拆除支撐。拆除工藝及流程:解除鋼支撐預(yù)應(yīng)力;將支撐整體吊放于基坑底板上;分解鋼支撐體系;將分解的鋼支撐移位、拖至坑道外;裝車(chē),退場(chǎng)。在完成地下2層的樓板及混凝土換撐施工、達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后,進(jìn)行組合鋼管內(nèi)支撐的拆除。有效的換撐確保鋼支撐拆除后支護(hù)側(cè)向位移控制在較小范圍內(nèi)。此外,劃分坑周保護(hù)區(qū),坑邊3m范圍內(nèi)為重點(diǎn)保護(hù)區(qū);坑周加載應(yīng)小于15kPa。鋼支撐拆除后,地下構(gòu)筑物未澆筑到±0.000之前,坑周保護(hù)區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁加載。拆除順序按間隔順序割開(kāi),即先割開(kāi)1#、3#、5#…,再割2#、4#、6#…。若拆除的鋼支撐懸空高度大于2m以上,在鋼支撐解體前,先在被拆除的支撐下搭設(shè)腳手架,使支撐分體后擱在腳手架上,然后再吊裝上車(chē)。14可編輯版5.施工效果

基坑自2007年8月大跨度組合鋼管內(nèi)支撐開(kāi)始施工至2007年12月支撐拆除,歷時(shí)近5個(gè)月。本工程的土體位移警戒值為50mm,最大側(cè)向位移不超過(guò)4mm/d,位移發(fā)展值連續(xù)3d不大于3mm/d。周邊建筑物累計(jì)沉降量小于5mm,道路管線正常使用。監(jiān)測(cè)點(diǎn)經(jīng)5個(gè)月的連續(xù)觀測(cè),樁頂水平位移最大為8mm。由于主撐與主撐之間、主撐與土體之間摩擦力的影響,給主撐一端施加預(yù)應(yīng)力時(shí)所對(duì)應(yīng)的另一端的應(yīng)力值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,最后給主撐兩端均施加預(yù)應(yīng)力。另外,從鋼支撐內(nèi)力測(cè)試結(jié)果來(lái)看,最大軸力均未超過(guò)設(shè)計(jì)值,說(shuō)明整個(gè)支撐系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定狀態(tài),工作良好。15可編輯版6結(jié)語(yǔ)

大跨度組合鋼管內(nèi)支撐體系是由圍檁、主撐、立柱樁等桿件所組成的,是利用不同規(guī)格的鋼管及槽鋼通過(guò)高強(qiáng)度螺栓和焊接組裝而成的鋼構(gòu)件,由工廠制作,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)按設(shè)計(jì)圖紙尺寸裁截后焊16可編輯版接拼裝成整個(gè)支撐體系。具有如下優(yōu)點(diǎn):(1)支撐材料可以反復(fù)周轉(zhuǎn)使用,使用一次的損耗約在10%左右,因此造價(jià)至少比混凝土支撐降低