高层建筑基坑支护体系施工与拆除

2010-09-04刘春强

天津建设科技 2010年6期

关键词：工法型钢标高

□文/刘春强

高层建筑基坑支护体系施工与拆除

□文/刘春强

文章结合工程实例，详细介绍了建筑基坑工程SMW工法桩施工方法及其支撑体系拆除时现场须具备的条件及拆除工艺。

基坑支护；SMW工法桩；钢管支撑；拆除工艺；监测

工程概况

天津市滨海新区某住宅工程总用地面积约为11 000 m2，总建筑面积约 39 300 m2，主楼为 26层、商用楼3层，住宅楼和商业楼下整体设1层地下室。本工程基坑较深，大范围挖深为5.75 m，局部电梯井坑部位深度6.95 m。地下室平面呈矩形布置，周长319 m。场地南邻主干道，其他三侧均为18层以上高层建筑，距基坑边净距均在25 m内。

基坑支护设计

根据该工程地块位置特点及地质勘察报告决定采用SMW工法桩的围护方案。

采用三轴水泥搅拌桩，直径650mm，水泥掺入量20%，土体重度取18 kN/m3，28 d无侧限抗压强度不低于1.2 MPa，插入的H型钢采用500 mm×200 mm×10 mm×16 mm，长度为12.15 m。H型钢穿过压顶梁并高出压顶梁顶面0.5 m。

该基坑工程支撑面标高为-1.80 m，自然地面标高为-0.800 m。自然地面至支护钢管支撐梁顶面的深度1.00 m，支护立桩采用截面为400 mm×400 mm的钢格构柱，钢格构柱植根于桩径700 mm钻孔灌注桩上。四周压顶梁均采用现浇钢筋混凝土结构，强度等级为C35。

施工工艺

泥土搅拌桩的施工

（1）水泥土搅拌桩施工时保持桩机底盘的水平与立柱导向架的垂直；同时，要特别注重桩的间距和垂直度，倾斜度＜5‰。

（2）严格按水泥浆液的设计配合比与搅拌机操作规定拌制水泥浆液并通过滤网倒入具有搅拌装置的贮浆桶或贮浆池中，以防离析。

（3）搅拌机搅拌下沉速度和提升速度应控制在1～1.5 m/min并保持匀速，同时避免搅拌提升时使孔内产生负压造成周围地基沉降。

（4）桩与桩的搭接时间≯12 h，若因故超时，必须放慢搅拌速度保证搭接质量。

（5）搅拌桩施工中产生的涌土必须用挖机及时清理。每日完工后，应向贮浆桶或贮浆池中放入清水，开启注浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆液。

H型钢的制作与插入

（1）型钢进场时要进行逐一验收，不符合要求的一律退回，以确保型钢质量。

（2）对进场后的型钢顶部一律加焊两块加强腹板以抵抗型钢拔出时顶部吊孔处的集中应力。然后对型钢表面进行除锈并在干燥条件下涂抹减摩剂。

（3）型钢应在水泥初凝前插入，插入前应校正位置，设立导向装置，以保证倾斜度＜5‰，插入过程中，必须吊直型钢，尽量靠自重压沉。若压沉无法到位，再开启振动下沉至标高。

（4）型钢的插入必须采用牢固的定位导向架并用2台经纬仪双向校核型钢插入时的垂直度，型钢插入到位后用悬挂构件控制型钢顶标高。将已插好的型钢连接起来，防止在施工下一组搅拌桩时，造成已插好的型钢移位。

（5）型钢插到标高后，用φ18 mm钢筋弯成钩状，一端在型钢的吊孔中，另一端电焊或挂在横在沟槽上的龙门架上，一周后方可拆除。

支撑体系的拆除

拆除顺序

先进行西侧角撑的拆除，然后东侧角撑，最后为中间对撑。角撑拆除由里向外进行，即先拆长支撑，后拆短支撑。拆除前须完成连杆拆除。

（1）拆除连杆。用气焊切割将焊接处割开，使其与其他部位完全分离，然后利用吊车或塔吊将其移至基坑外。所有连杆拆除后方可进行钢管支撑的拆除作业。

（2）应力释放。本工程4道最长的角撑和中间4道对撑均有活动头，拆除时利用液压千斤顶将其锲铁取出，然后逐步释放应力使其为0。然后利用气焊切割与预埋件相连的另一端。

（3）钢支撑解体。将各钢支撑连接处的法拉盘打开，然后用塔吊或吊车将其移至基坑外。

（4）拆除支撑钢管的槽钢。

支撑拆除监测点布置和变形控制

在支撑拆除前后，要加强监测，拆除后2～3 d内每天观测次数不得少于2次，若基坑已稳定，则可返回正常观测程序；若变形不稳定，需继续监测并及时采取措施。监测点布置见图1。

在应力释放过程中，注意观察圈梁与周围环境的变化，若出现较大的裂缝和位移变化，立即停止应力释放。对于没有活动头的钢支撑，在进行分段切割时，若产生较大变化，立即停止切割并在已切割处焊接钢板。

拆除前后要求支护体位移累计不超过40 mm，若经过3 d变形仍不稳定，需及时会同设计单位协商处理办法。钢支撑拆除完成后，四周的堆载不得＞10 kPa，泵车等大型机械设备不宜安放在支护体中间部位。

拔除SMW工法桩中的型钢

待主体地下结构施工完成、地下室外墙与SMW工法桩之间回填密实后，拔除SMW工法的H型钢。在拆除支撑时，应将型钢表面留有支撑抗滑构件等清除干净并涂抹型钢起拔减摩剂。采用2台液压千斤顶组成的起拔器夹持型钢顶升，使其松动，然后采用振动锤，利用振动方式或履带式吊车强力起拔，将H型钢拔出。采用边拔型钢边进行注浆充填空隙的方法进行施工。拔除过程中应避免碰撞地下室结构。同时，对于在周边人员的安全和结构等要有专人负责指挥。