深基坑中隔墙拆除施工工艺
2020-12-01毛俊强
毛俊强
上海建工一建集团有限公司 上海 200120
在地铁保护区域和控制区域旁边进行深基坑施工时,若基坑面积较大(通常大于8 000 m2以上),一般会在基坑中设置中隔墙,即将基坑分成几个小的基坑进行施工,从而减少基坑施工对周边地铁的影响。当所有基坑施工完毕后,再拆除中隔墙,进行结构连接。
1 工程概况
徐家汇中心三期工程位于上海市徐家汇繁华地段,东邻宜山北路、西侧为广元西路,南接虹桥路。周边建筑物众多,交通繁忙。基地东侧宜山北路对面为徐家汇中心虹桥路地块,基地西南侧紧邻城开国际大厦和上海交大慧谷创业大楼。轨交9号线隧道(南北向)在基坑东侧30 m控制线内穿过,距主体基坑外边线最近距离19.3 m。
本工程基坑面积约5 550 m2,由中隔墙将本基坑分为2个分区(图1),3-1区和3-2区均采用5道钢筋混凝土支撑,基坑普挖区开挖深度19.8 m,深坑区20.8 m。徐家汇中心三期工程是一个综合体建筑,由4层地下室商场及停车库、1幢9层塔楼(约60 m高)、1~4层裙楼商场(约24 m高)及相关配套工程组成,总建筑面积约51 308 m2。
图1 工程平面示意
2 中隔墙的作用及施工
中隔墙的设置可以减小基坑的实际施工面积,降低深基坑施工对周边环境的影响。中隔墙的施工技术与地下连续墙施工方法类似,从某种意义上来说,中隔墙可以理解为临时的地下连续墙[1]。
3 中隔墙的拆除技术
中隔墙的拆除有2种方式:跳仓法拆除和利用结构梁作为换撑进行拆除。
3.1 跳仓法拆除
3.1.1 中隔墙拆除的流程
3-1区基坑出±0 m(或者是地下1层)→3-2区基坑出±0 m(或者是地下1层)→中隔墙两边脚手架搭设→拆除没有换撑区域的中隔墙(一般为梁的预留位置)→进行两个区域梁的连接,形成传力带→拆除临时换撑及剩余中隔墙→结构补缺
3.1.2 中隔墙拆除的前提条件
为确保安全,拆除中隔墙前,需对最后一块施工的临时换撑(板撑)的混凝土试块进行试压,达到设计强度后方可进行拆除。中隔墙拆除的施工方案必须经过本单位技术负责人、总承包单位技术负责人及监理单位(业主单位)相关负责人签字认可后实施。拆除临时板撑时,需待主体结构梁贯通并且达到设计强度后,方可拆除。
3.1.3 中隔墙拆除的顺序
中隔墙必须跳仓拆除,即先拆除没有临时板撑位置的中隔墙,且必须遵循自上而下的拆除顺序,然后将中隔墙两端的梁进行连接(因中隔墙而断开的梁),待梁施工完毕达到施工强度,再拆除板撑位置中隔墙。拆除的顺序为先拆除各层的板撑,再按照自上而下的顺序拆除中隔墙。
3.1.4 中隔墙拆除的方法
1)弹线。根据既定的施工方案,确认被拆除的中隔墙每块的尺寸大小,并在切割的位置用墨斗线做好标记。
2)钻切割孔(吊装孔)。根据弹好的控制线,利用钻孔设备,在中隔墙上进行钻孔,以满足切割中隔墙的机械设备所需要的空间(操作面)要求。
3)切割。根据控制线的位置,对中隔墙进行切割。在切割过程中要注意用水降温,以免温度过高造成机械设备的损坏。在切割前,宜将吊车的钢丝绳穿过预先开好的孔洞内,防止切割下来的混凝土块掉落,造成安全事故。
4)吊装及驳运。吊装可能有2种情况:若起吊位置离平板车较近,可以直接吊在平板车上;若起吊位置离平板车较远,需用叉车水平驳运的,则吊上来的混凝土块需堆放在指定区域,利用叉车将混凝土块运输到平板车上。
3.1.5 局部处理
本工程-18.75 m至底板底标高、中隔墙与外墙交界处500 mm范围以及局部无法用切割方式拆除的部位用200型镐头机破除。镐头机破除前,由于地下空间有限,应先将采用镐头机破除起点处的一幅中隔墙用切割方式拆除至底板面,并在栈桥上吊运,然后镐头机停在底板中隔墙位置开始拆除,镐头机行进方向平行于中隔墙。破除后的混凝土碎块直接装车外运。
3.2 利用结构梁作为换撑进行拆除
3.2.1 施工流程
3-1区基坑出±0 m(或是地下1层)→3-2区基坑大底板施工→中隔墙与先行施工的B4层结构梁对应位置开孔→B4层结构施工(结构梁在施工过程中穿过中隔墙上开的孔洞,与先行施工的梁连接)→重复上述步骤直至B1层施工→自上而下拆除中隔墙→结构补缺
3.2.2 中隔墙拆除的前提条件
拆除条件基本与跳仓法一致,即混凝土强度必须达到设计要求、方案必须经相关人员审批通过。相比较于跳仓法,施工所用的机械设备需提前进场。
3.2.3 中隔墙拆除的顺序
由于在整个地下室施工过程中,结构梁已全部施工完毕,即地下室已形成了整体的传力带,因此,不需要像跳仓法那样进行跳仓施工,可以根据自上而下、自左向右(自右向左)的顺序进行。图2为结构施工过程中穿过中隔墙上开的孔洞示意。
图2 中隔墙开孔示意
3.2.4 中隔墙拆除的方法
1)弹线。根据既定的施工方案,确认被拆除的中隔墙每块的尺寸大小,并在切割的位置用墨斗线做好标记,以防切下的混凝土块的质量超过方案预定的质量。
2)切割和吊装。切割和吊装的方法基本和跳仓法类似,在此不做赘述。
4 方案比选
4.1 工期
1)跳仓法。需待地下室顶板混凝土达到设计强度(换撑达到设计强度)后,方可拆除无板撑区域中隔墙,进行第一次结构补缺,待结构梁达到设计支撑强度后(需养护时间14~20 d),才能拆除剩余有板撑区域,进行第二次结构补缺。
2)开洞法。施工B4~B1结构过程中,在中隔墙开洞时(与结构同时施工),进行梁的对接,待3-2区域结构完成并达到设计强度后,即可拆除中隔墙,减少了绝对工期,拆除时由上至下逐层拆除,结构由下至上进行补缺。
相比跳仓法,开洞法施工可以缩短施工工期约20 d。
4.2 质量
1)跳仓法。中隔墙拆除后,两个基坑的梁需进行对接,由于原先有中隔墙的存在,对接时难免会有梁钢筋偏差的情况发生,造成返工。
2)开洞法。中隔墙拆除前(B4~B1结构施工过程中),通过开洞,两侧梁已经进行对接,若有偏差,可在3-2基坑施工时予以调整。
综上所述,开洞法能更好地确保施工质量。
5 施工过程中的质量注意事项
开工前需进行详细的技术交底,让管理人员和作业人员明确切割的大小(依据审批通过的施工方案),在施工过程中严格控制、监督。对于切割不到、需要人工凿除的部位,应注意在凿除过程中对既有结构的保护,防止破坏结构。人工凿除后的钢筋需切割干净,必要时需在钢筋周围多凿除2~3 cm的混凝土,再进行切割,并用砂浆封孔,避免返锈现象发生。
6 施工过程中的技术注意事项
1)方案编制时,切割块当然是越大越好,不仅有利于降低施工成本,也可以加快施工进度。但受到首层柱网间距的影响,吊车的起重量和叉车运输载荷是有限的,因此,应根据柱网的间距选择合理大小的叉车和吊车。
2)根据叉车和吊车的选型,确定中隔墙切割的大小。
3)根据叉车和吊车的选型以及中隔墙切割的大小,首层顶板的设计荷载往往不能满足施工需求,因此,需要根据上述所提的参数,对楼板进行加固,或在叉车行走路线上进行加固,并在楼板上标明叉车和吊车可以行走的路线。加固可以采用在楼板内增加暗梁、增加楼板内的配筋、在楼层内设置排架等方式。当采用前面2种方式进行加固时,需经设计同意。
4)切割过程中势必会产生污水,因此,为确保现场文明施工,切割前在大底板的位置设置临时排水沟,并将污水引流到最近的集水井,利用污水泵抽出后排入沉淀池。
5)在中隔墙拆除期间,必须严密监视基坑内外的位移,防止对周围环境及安全施工产生影响。为减少中隔墙拆除对基坑的影响,应尽快拆除,完成整个地下室结构施工。
6)利用结构梁作为换撑进行拆除时,需注意两点:由于在切割中隔墙前已经完成了结构梁的施工,因此在切割时需注意对已完成的结构进行保护,以免其受到损坏和污染;由于结构梁已经完成,现场脚手架的搭设工况与跳仓法脚手架搭设的工况有所不同,因此,在方案中应体现该处脚手架搭设的详细情况。
7 结语
除了上述2种拆除方法外,我们还曾讨论过是否可以采用静音爆破拆除,但采用此种方法是否会影响到结构的安全还需进一步的论证。同时,上述2种中隔墙的拆除方法也为今后类似项目提供了很好的借鉴。