对某大楼深基坑角支撑拆除施工技术的探讨

　　摘要:本文主要对深圳市某大楼深基坑支护的特点,为了确保周边建筑物安全及保证工期等,合理选择角支撑拆除方案,为类似深基坑工程提供经验。
　　关键词:深基坑，角支撑，传力板，施工技术
　　1工程概况
　　深圳市某大楼工程位于某交叉立交桥的东南向,总建筑面积88183.32m2,地下建筑面积21064.69m2,地上建筑面积67118.63m2,建筑层数:地上19层,地下3层;建筑高度:90.05m。
　　本工程场地均为市政主要干线,车流、人流量大;基坑东侧及南侧既有建筑物较多,基础形式多为砖基础,埋深浅,尤其是A楼和B楼为砖混结构,建成时间长,建筑物距离基坑支护桩最近约1.90m,基坑开挖深度大部分为14.4m,南部为16.0m,深度较大,因基坑形状不规则,东侧中部及东南角和西南角存在既有建筑物,形成了阳角,为确保阳角部位基坑周边建筑物安全,在基坑支护设计中阳角部位共设置了三道角支撑,角支撑标高同桩锚支护结构的冠梁标高,角撑和冠梁用混凝土浇筑成一个刚性三角形板,板厚300mm,板内钢筋有效锚固在冠梁内。
　　2角支撑拆除方案选择
　　因角支撑与冠梁形成的刚性三角板位于阳角,且立柱及及大部分板面均位于建筑物内部,板面标高为-1.80m,若角支撑不进行拆除或转换,将直接影响地下负一层结构施工,为此,必须采取措施将角支撑进行拆除,同时还要保证工程进度是施工过程的关键,为此我们制定了如下几种方案。
　　方案一:直接将角支撑进行破除,该方案施工速度较快,不影响工期,但因基坑周边建筑物较多,且基坑距离建筑物较近,如直接拆除,必将引起基坑支护的变形,从而影响建筑物的沉降及导致原有建筑物裂缝的产生。
　　方案二:按照传统施工工艺,对角支撑部位基坑提前进行土方回填,回填后在负二层(-9.20m)及负一层(-5.45m)处设置混凝土刚性传力带,该方案能够保证支护结构的安全,对周边建筑物影响较小,但施工工序较多,需提前进行外墙防水、土方回填等,工期较长,无法满足工程进度需要,同时将造成机械设备闲置、人员窝工。
　　方案三:在负二层(-9.20m)及负一层(-5.45m)楼面间距1.5～2m采用型钢将支护桩与地下室外墙连接,设置型钢传力带,该方案无需进行防水及回填土等工序,但因场地狭小,型钢重量大,基坑距外墙边距离较近,施工难度大,工期长,且外墙防水及土方回填时需进行二次拆除。
　　方案四:在负一层(-5.45m)楼面施工时,在该楼层处与基坑支护桩设置水平混凝土传力板,混凝土传力板与负一层楼面混凝土同时进行浇筑,混凝土达到设计强度后便可及时进行角支撑拆除,该方案施工简单,工期短,无需各工序穿插,不影响主体结构施工。对上述四种方案进行综合比较后,方案四能够既满足支护结构的需要,同时也能够保证工程进度的要求,且施工操作均优于其他方案。
　　3角支撑拆除
　　3.1混凝土传力板设置
　　经设计单位认可,角支撑在拆除前,在地下负一层楼面(-5.45m)与基坑支护护坡桩之间设置300mm厚水平混凝土传力板,传力板内配双层双向HRB335级钢筋Φ14×150mm,传力板钢筋支撑在外墙上,严禁与楼层板钢筋连成整体,混凝土强度等级C35,传力板伸出角支撑支护范围外1000mm。
　　为基坑外围土方回填方便,在传力板护坡桩之间预留1200×1200mm洞口,洞口加强筋按设计施工。为防止地下室外墙渗水,保证外墙防水交圈,在传力板与基坑面交接处沿基坑面事先做两层2mm双面自粘防水卷材,卷材伸出板底及板顶各500mm,外墙防水卷材施工时上翻部分翻至板面与外墙防水形成整体。
　　3.2角支撑拆除
　　传力板混凝土与楼层混凝土同时浇筑,待混凝土强度达到设计强度100%后,方可进行角支撑的拆除,拆除采用风镐,拆除应由基坑支护边缘向内侧逐步进行,先破除混凝土板,再破除支撑梁,最后将角支撑力柱截断。
　　3.3基坑监测
　　因角支撑距离原有建筑物较近,特别是靠近A楼和B楼,若拆除不当,导致建筑物裂缝或不均匀沉降,将可能引起放射性物质的泄漏,为此在角支撑拆除过程中,特别加强了对角支撑附近锚索应力、深层水平位移(支护桩的侧向位移或倾斜)及支护桩内力的监测工作,同时做好周边建筑物沉降及倾斜观测。
　　3.3.1锚索应力
　　(1)仪器
　　振弦式频率测定仪和锚索测力计。
　　(2)测试精度
　　测试精度不低于1/100(F•S)。
　　(3)检测方法
　　锚索测力计安装在张拉端或锚固端,安装时锚索从锚索测力计中心穿过,测力计处于钢垫底和锚具之间。安装过程中应随时对锚索计进行监测,以免锚索计偏心受力或过载。
　　3.3.2深层水平位移
　　(1)仪器
　　GN-1型测斜仪及其配套的PVC测斜管。
　　(2)观测精度
　　测斜观测精度不低于1mm。
　　(3)检测方法
　　测斜管的安装采用预埋法,将测斜管绑扎在钻孔灌注桩钢筋笼上,预埋入桩身混凝土中,管底端应装底盖,每个接头及底盖处应密封,连接方式如图3所示。应使导管十字形槽口对准观测的水平位移方向,连接导槽时应对准,使之保持在一直线上。如果混凝土桩在施工过程中测斜管出现异常,则可采用钻孔后埋法,埋设深
　　度至桩底上0.3m。
　　观测时,可由管底开始向上提升测头至待测位置,或沿导槽全长每隔500mm测读一次,测完后,将测头旋转180°再测一次。两次观测位置(深度)应一致,合起来作为一测回。每个测斜导管的初测值应测四测回,观测结果取中数值。
　　3.3.3支护桩内力
　　(1)仪器
　　振弦式钢筋应力计、振弦式频率测定仪。
　　(2)测试精度
　　测试精度不低于1/100(F•S)。
　　(3)监测方法
　　在护坡桩的基坑内侧面和迎土侧面的受力主筋上埋设钢筋应力计,使用振弦频率测定仪测定桩身受拉区和受压区钢筋应力的变化。
　　3.3.4周边建筑物沉降观测。
　　(1)仪器
　　水准仪和铟合金水准尺
　　(2)测量精度
　　采用二级变形测量,观测点测站高差中误差≤±0.5mm,观测点精度不低于1mm。
　　表1深层水平位移监测数据分析
　　
　　表2锚索应力监测数据分析
　　
　　表3支护桩内力监测数据分析
　　
　　表4支护桩后土压力监测数据分析
　　　　
　　(4)监测方法
　　在基坑影响范围外设置基准观测点3个,工作基点视现场情况设置。每次测量应符合下列要求。
　　①采用相同的观测路线和测量方法;
　　②使用同一测量仪器和设备;
　　③固定观测人员;
　　④在基本相同的环境和条件下工作。
　　3.3.5监测点平面布置
　　根据需要破除的角支撑位置,结合支护结构施工时设置的监测点,重点监测深层水平位移4个点,锚索应力5个点,支护桩内力6个点,监测点位置。
　　3.3.6监测结果
　　角支撑拆除前2天与拆除后14日的各项监测数据统计分析见表1-4。
　　通过对角支撑拆除前2天与拆除后14日的各项监测数据分析,深层水平位移拆除前最大位移量为24.75mm,拆除后最大位移量为24.87mm,日变化速率最大为0.04mm/d,锚索应力拆除前最大累计报警值比率为68.04%,拆除后最大累计报警值比率为68.07%,支护桩内力拆除后最大为27.35MPa,与设计抗拉强度之比为0.076,支护桩土压力最大应力变化量为2.39kPa,建筑物沉降与倾斜数据监测前后均无变化,各项监测指标与拆除前均无明显变化,均未达到设计报警值。基坑仍处于安全状态,说明混凝土传力板设置有效,满足要求。
　　4结语
　　通过在楼层设置水平混凝土传力板,然后进行深基坑角支撑破除,既保证了基坑及周边建筑物的安全,也加快了施工进度,比设置型钢支撑或常规回填土后再进行角支撑破除,工期提前25天。
　　因本工程受施工场地限制,按正常施工进度地下室负一层结构完成需要15天,采用此种方案,地下室负一层结构施工实际用时17天,未造成机械设备的闲置及人员窝工,为类似深基坑工程提供施工经验。