組合鋼管內(nèi)支撐在超長大跨度深基坑工程中的應(yīng)用

組合鋼管內(nèi)支撐在超長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1班朱鋒0803221181可編輯版目錄摘要工程概況基坑支護方案基坑支護特點施工方法及過程控制施工效果結(jié)語2可編輯版摘要

以波浪文化城二期工程超深超長基坑工程為例,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工程中的施工方法、監(jiān)測及效果分析。實踐證明,大跨度組合鋼管內(nèi)支撐施工技一施工方法簡單、土方開挖形式靈活、施工速度快、對周邊環(huán)境影響小、安形式,具有較強的市場競爭能力及良應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:超深超長深基坑支護;大跨度;組合鋼管內(nèi)支護水;監(jiān)測文獻標(biāo)識碼:B文章編號: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)展起來的一種新型支撐形式,它是深基坑支護結(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。為了減少圍護體側(cè)向變形,防止坑壁倒塌,確保坑周圍建(構(gòu))筑物、道路及管網(wǎng)的安全,在深基坑圍護壁上一定位置(高度)設(shè)置組合鋼管內(nèi)支撐,以提高圍護體抵抗主動土壓力的能力。通過施加預(yù)應(yīng)力,完全能達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)備簡單、便于施工、工期短、造價低、支撐承受軸力大以及拆除方便等優(yōu)點。4可編輯版1.工程概況波浪文化城二期工程位于錢塘江北岸;地形呈T形,東西長約460m,南北長152m;東面緊鄰高架城市陽臺,北側(cè)是杭州大劇院,南側(cè)是國際會議中心,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.基坑支護方案本工程基坑開挖標(biāo)高約-13.60m、-15.20m不等,局部集水井開挖標(biāo)高-16.50m,自然地面標(biāo)高為-1.70m,挖土深度為14.8m?；訃o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。6可編輯版在基坑圍護墻體結(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

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。

基坑內(nèi)外布置自流深井降水設(shè)施。

7可編輯版3.基坑支護特點

(1)本工程呈T形,為超深超長基坑。東西向長度達460m,其中坑中坑開挖最深處達16.5m,整個地下室面積達60萬m2。(2)多種圍護形式結(jié)合使用?；訃o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m3土方的開挖外運,因此對支撐的完成時間和土方開挖的時間要求極其苛刻。(4)本工程緊鄰錢塘江,離錢塘江岸只有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配合降水。(5)整個支撐工程量大,總共用支撐鋼管用量達到了1800t。8可編輯版4.施工方法及過程控制4.1施工區(qū)域劃分支撐施工安裝原則上由里向外進行,參照施工圖順序進行施工。本基坑斷面較長整個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)點可靠后受力原則;(4)混凝土壓頂圈梁達到一定強度后受力原則:施工中強調(diào)牢度可靠性,所以施工原則上按圖及修改通知進行,凡需要實施材料代換、節(jié)點代換或局部進行修改,現(xiàn)場施工人員應(yīng)提出申請,經(jīng)設(shè)計人員或其委托人認可后方可實施,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挖:(1)先撐一榀組合鋼管內(nèi)支撐并形成一開挖體系后,開挖該區(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)支撐在超長大跨度深基坑工程中的應(yīng)用開挖該區(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挖溝槽方式進行,沿圍護墻所圈的區(qū)域內(nèi)遠離大門處土體開挖至鋼支撐的底標(biāo)高以下200mm,進行支撐安裝。在支撐安裝前,根據(jù)雙拼<609鋼管的寬度,開挖相應(yīng)的溝槽。然后再進行支撐安裝。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)點處考慮結(jié)點部件的安裝,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)計圖紙和交底要求,現(xiàn)場丈量復(fù)核實際長度尺寸,然后將支撐尺寸編號入冊,按實際尺寸拼裝支撐長度,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)接單根鋼管長度;⑥用螺栓連接各接點,并進行端頭焊接安裝;⑦檢查各接點的螺栓連接情況,焊接的接點情況;⑧施加預(yù)應(yīng)力;⑨焊接鋼立柱與支撐相交處的結(jié)點;λυ交付驗收,合格后使用。然后進行第二、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)計負責(zé)人簽署的同意支撐拆除的書面文件后,方可開始拆除支撐。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,退場。在完成地下2層的樓板及混凝土換撐施工、達到設(shè)計要求的強度后,進行組合鋼管內(nèi)支撐的拆除。有效的換撐確保鋼支撐拆除后支護側(cè)向位移控制在較小范圍內(nèi)。此外,劃分坑周保護區(qū),坑邊3m范圍內(nèi)為重點保護區(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,坑周保護區(qū)內(nèi)嚴禁加載。拆除順序按間隔順序割開,即先割開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。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)支撐開始施工至2007年12月支撐拆除,歷時近5個月。本工程的土體位移警戒值為50mm,最大側(cè)向位移不超過4mm/d,位移發(fā)展值連續(xù)3d不大于3mm/d。周邊建筑物累計沉降量小于5mm,道路管線正常使用。監(jiān)測點經(jīng)5個月的連續(xù)觀測,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)力時所對應(yīng)的另一端的應(yīng)力值達不到設(shè)計要求,最后給主撐兩端均施加預(yù)應(yīng)力。另外,從鋼支撐內(nèi)力測試結(jié)果來看,最大軸力均未超過設(shè)計值,說明整個支撐系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定狀態(tài),工作良好。15可編輯版6結(jié)語

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高強度螺栓和焊接組裝而成的鋼構(gòu)件,由工廠制作,運至施工現(xiàn)場按設(shè)計圖紙尺寸裁截后焊16可編輯版接拼裝成整個支撐體系。具有如下優(yōu)點:(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,因此造價至少比混凝土支撐降低