一、适用范围
本技术主要应用软土地区以及周边环境复杂、安全保护要求高的深大基坑工程中。
二、技术特点
本技术结合基坑自身特点、常规拆撑方式与主体施工流程,创新提出一种能简化施工方法,保证基坑安全,同时缩短施工周期,节省了可观的人工、机械成本。
三、技术原理
充分发挥内支撑体系空间整体协同作用,运用空间有限元分析拆撑过程,结合主体施工后浇带位置进行分段,确定分段拆撑长度和拆撑顺序。
保证以最不利工况(每一分段拆撑后未浇筑顶板并回填土之前)进行整体稳定性验算,其安全系数满足要求。控制支护结构各构件内力和变形,强度和变形验算满足规范要求。
内支撑的拆除需在其下的换撑体系施工完成后进行。先设置好换撑传力带,在筏板浇筑时,将筏板和支护桩之间的间隙一并浇筑,使筏板和支护桩形成传力体系,充分发挥筏板刚度。然后将地下室结构外墙浇筑至内支撑下方后,部分回填并设置好混凝土短撑及型钢斜撑,再拆除内支撑。
设置筏板传力带。在筏板浇筑时,将筏板和支护桩之间的间隙一并浇筑,使筏板和支护桩形成传力体系,充分发挥筏板刚度。对地下室外墙进行部分浇筑及回填,减少拆撑后支护桩的悬臂高度。对基坑紧邻建筑物侧面和基坑阳角等危险部位,加设混凝土短撑及型钢斜撑。
内支撑拆除拆撑顺序尽可能保证应力释放的均衡性,并在每一区段的内支撑拆除完成后,有效组织施工,采用绳锯无损切割技术进行内支撑拆除,尽快施作地下室顶板和回填土,减少支护桩悬臂时间。
四、关键技术及创新点
本科技创新的的关键技术主要包括:
1.结合深基坑周围紧邻建构筑物的实际情况,利用基坑自身时空效应特点,发挥基坑原有支护的作用,创新采用分段、对称拆除的施工方法保证基坑安全,控制周边变形。
2.合理利用主体结构代替支护作用,通过在结构纵横墙节点部位设置混凝土短撑,设置筏板传力带,部分回填等措施,充分利用主体结构对基坑的支护作用,极大的减少型钢斜撑数量,降低成本。
3.采用绳锯无损切割技术进行内支撑拆除,无振动、无飞石、无噪音、无扬尘污染,安全高效,有效缩短拆撑时间并减小施工扰动。
4.采用机器人自动化监测技术随时观测基坑周边建筑物沉降、围护结构深层水平位移、内支撑轴力的变化规律,通过数据比对分析深基坑内支撑拆除对毗邻建筑的影响,验证内支撑拆除方案的合理性。
五、市场前景
通过对内支撑换撑构件的深化设计,结合工程实际充分利用结构纵横墙节点部位设置混凝土短撑代替型钢斜撑,通过分段对称的拆撑方式约束基坑变形,确保了基坑周边建筑物的安全正常使用;同时,采用钻石绳锯的切割工艺,无振动、无飞石、无噪音、无扬尘污染,安全高效,满足了社会环保要求。
本创新工艺方法应用于胜利油田中心医院医技楼(含全科医生培养基地)及连廊改扩建工程,后期应用于胶州地下停车综合楼项目(设计施工总承包,地下六层,地上16层公建,紧临胶州广电中心和城建局等周边的高层建筑,最近处仅3米,采用四道内支撑,设梁板式运输通道),应用期间稳定可靠,费效比低,且有效的保证了主体结构工程质量满足设计要求,在提高工效、缩短工期、降低施工成本方面效果显著。
通过不断的研究、应用、经验积累以及实际工程应用证明,内支撑分段对称拆除技术在地质条件恶劣、土体抗剪强度较低的紧邻建构筑物深基坑支护系统应用中,已逐步趋于完善,对施工质量控制方面效果显著,并能在材料成本方面有较大节约,同时大大缩短了施工工期,施工效益显著,取得了良好的经济效益和社会效益,该技术创新具有较高的推广应用价值。
针对毗邻建筑物在运用内支撑支护的基坑工程中,基坑土方开挖完毕进入地下主体结构施工时,内支撑系统与地下主体结构施工发生冲突,需要对内支撑系统进行拆除。为保证基坑安全,内支撑系统拆除时需进行换撑。常规的拆换撑技术,为保证基坑安全往往需要大量的资源投入,造成材料浪费,而且换撑体系往往会对地下主体结构的施工质量造成影响,存在较大的渗漏等质量风险。
在胜利油田中心医院医技楼和杏林路商务停车工程深基坑内支撑拆除时,由于场区周边环境复杂,地质条件恶劣,工期紧以及地下主体结构人防施工质量要求等原因,采取常规拆撑方式难以满足基坑安全、施工进度及主体施工质量要求,青岛建设集团股份有限公司结合基坑自身特点、在仔细研究常规拆撑方式与主体施工流程的基础上,创新提出一种能简化施工方法,保证基坑安全,同时缩短施工周期的内支撑拆除工艺方法。
本工艺方法在保证基坑安全的前提下,为提高地下主体结构施工质量,减少资源投入并加快施工进度,结合实际工程,利用内支撑支护的空间整体协同作用,选取适宜的换撑工艺,对内支撑拆换撑施工技术进行深化改良,取得了良好的效果。
通过不断研究、经验积累以及实际工程应用证明,内支撑分段对称拆除技术在地质条件恶劣、土体抗剪强度低的紧邻建构筑物深基坑支护系统中,已逐步趋于完善,对施工质量控制方面效果显著,并能在材料成本方面有较大节约,同时大大缩短了施工周期,效益显著,取得了良好的经济和社会效益,具有较高的推广应用价值。