某工程基坑混凝土内支撑钢立柱托换施工技术.pdf

安徽建筑 2 0 1 4年第2期( 总 1 9 6期) 某工程基坑混凝土内支撑钢立柱托换施工技术 Co n s t r u c t i o n T e c h n o lo g y o f St e e l S t u d Un d e r p i n n i n g f o r I n s i d e Su p p o r t o f F o u n d a t ion Co n c r e t e f o r a Cert a i n En g i n e e r i n g 范方平 。色 万半 ( 马鞍山市建设工程质量监督站 ， 安徽马鞍山2 4 3 0 0 0 ) 摘 要 ： 结合工程实例，介绍混凝土内支撑的钢立柱托换的施工方 法及过 程 ， 取得 了较好 的施 工效果 ， 成功解 决 了因地 下 室基坑 局部加 深和房 型调 整造成的结构构件 与钢 立柱的位置冲 突。 为解决此类 工程 的施工积 累了经验 。 关键词 ： 规划调整； 局部加深； 房型调整； 托换 中图分类号 ： T U 7 5 3 8 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 4 5 0 3 0 引 言 进人 2 1 世纪以来，城市地下空间的开发利用已成为世纪 性发展趋势， 并以此来提高土地利用率， 缓解中心城市密度， 疏 导交通， 增加城市绿化， 保持历史文化景观， 减少环境污染和改 善生态环境。目前， 我国的地下空间的规划与开发尚处在起步 阶段， 各种经验还需在实践中不断摸索。 文章所介绍的实例， 就 是因为前期规划准备不足， 而带来的基坑支护需要作出相应调 整的问题。 为此， 结合工程实际介绍了桩基施工后， 基坑深度增 加和支护结构与建筑物结构发生冲突时的解决方法 ， 可供类似 工程施工参考。 1 工程概况 某商务楼工程， 位于马鞍山市雨山区， 地下 2层， 地上共 2 6层， 基坑平面形状比较方整 ， 基坑尺寸约 6 0 m5 5 m， 开挖深 度为 9 6 m。支护形式采用 ： 坑上部采用放坡土钉墙进行支护 ， 坑下部采用一排钻孔灌注桩加两道钢混凝土内支撑， 一排连续 搭接的三轴深搅桩止水帷幕。 2 规划调整情况 该工程支护桩及土钉墙施工结束后 ， 土方挖至第一层混凝 土支撑位置， 在第一层混凝土支撑混凝土浇筑完成时， 业主对 该建筑进行规划局部调整，在裙房处增加下地下室货梯 2台， 地下室底板上增加 2 9 m深的电梯基坑， 需增打坑中坑支护桩， 而且在坑中坑范围内恰巧有一根混凝土内支撑的立柱， 此立柱 收稿 日期 ： 2 0 1 4 - 0 3 - 0 4 作者简介： 范方平( 1 9 6 4 - ) ， 男， 安徽 当涂人 ， 毕业于西安 台 金建筑学 院； 工程师， 主要从事工程质量监督方面的工作。 需托换； 土方开挖至第二层混凝土支撑位置时 ， 业主对该建筑 再次进行了规划调整， 将房型进行了调整( 局部轴线位置有变 化 ) ，造成建筑物的结构主梁与混凝土内支撑的钢立柱位置的 冲突， 有冲突的钢立柱需托换。 3 立柱托换施工 3 1增加电梯基坑处的立柱托换施工 3 1 1 托换施工原因及难点分析 由于增加下地下室货梯， 电梯基坑比原基坑深 2 9 m， 导致 原混凝土内支撑立柱桩的上部钢格构部分不够长( 即无法到达 坑底垫层面) ， 无法形成有效的止水， 且土方已挖至第一层支撑 标高， 需将打桩机吊人坑中施工 ； 由于第一层混凝土支撑已浇 筑， 不能在混凝土内支撑梁位置上进行打桩， 采用在混凝土支 撑梁外侧施打托换立柱桩及耳梁后再与原混凝土支撑梁连接 传力。 3 1 2托换方法概述 托换立柱采用原设计的灌注桩 +钢格构柱 ， 位置定位在电 梯基坑两边且布置在支撑梁两边 ， 用 2根托换立柱替代原电梯 坑中的钢立柱， 这样可以废除原立柱并将两根托换立柱转移至 坑外 ， 减少了拆撑时的麻烦。 3 1 2 1 托换立柱施打 托换立柱下部为桩径为 9 0 0钻孔灌注桩， 灌注桩主筋为 1 4 2 0 ， 箍筋 8 2 0 0上端 3 m加密 8 1 0 0 ； 桩的上部为构 格柱，角钢 L 1 6 01 6( Q 2 3 5钢) ，横条、缀条为 L 7 06 6 0 0 ( Q 2 3 5钢) ，格构柱插入灌注桩内2 5 m，格构柱在下部 2 5 m为 4 0 0 X 2 5 0 X 1 2 6 O O ( Q 2 3 5钢板) ， 见 图 1 及 A A剖 面所示 。 将灌注桩打桩机吊至托换立柱位置坑中施打钻孔灌注 桩， 施工时， 二次清底的沉渣厚度控制在 5 0 mm以内， 混凝土按 C 3 0 水下混凝土提高一个等级配制， 并按专项施工方案进行操 作并做好桩基施工记录； 桩顶浮浆高度不少于 1 5 m， 确保桩顶 部位混凝土密实。 钢格构柱插人钻孔灌注桩中不小于 2 5 0 0 m m，施工时先 将钢格构柱的4根角钢分别与钻孔桩钢筋笼用短钢筋焊接牢 固， 再整体吊人孔内， 吊( 插 ) 入桩孑 L 时 ， 应控制钢构柱的垂直与 水平二个方向的偏位在允许范围内。 特别需防止浇捣混凝土后 钢构柱的偏位。 施工时必须采用模具定位措施， 防止产生偏位， 在混凝土终凝前， 严格控制插入的垂直度。 土方开挖时 ， 钢构柱周围的土方应分层对称开挖， 减少 一 l _一I 盎 - _ 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 一 2 0 1 4年第 2期( 总 1 9 6期 ) 安徽建筑 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 n 至第二层支撑梁底标高 L 7 06横条 L 1 6 0 1 6 角钢格 构柱 叶Q 2 3 5钢 8 l I A A lK 钢板置于底板中l 直 上 = = 一 底板 L T O x 6 缀 条 一 4 块 ll o o o I g 上 B 二 B t f 三 r d 一 C 、 ：搿簪 垫 层 8 4 5 0 。 2 5 0 X 1 2 钢板 6 q 恪 构 底 标高 二 蓉 憾 一 = 最 螺旋筋 + 8 t o o _ ： 芝 至 辍 ： 碴 一 螺 旋 筋+ 8 2 0 0 量 、 、 ) 、 主筋 1 4 + 2 0 、 二 l、 一 j E 丁 加 强 筋 l 4 2 o 0 O 古 孔灌注桩 l一 ! l A - 一A 格构柱大样图 l 上 l B B 止水钢板大样图 图 1 托换立柱大样图 土体侧移对桩的影响。施工机械应避免碰撞钢格构柱 ， 禁止将 钢格构柱作为斜抛撑的中间支承柱。 钢构柱应在工厂制作成品后运往工地。 零星现场焊接构 件， 必须由持有焊接上岗证的人员施焊。 图 2 钢立柱托换示意图 包箍 1 4 a 1 0 0 0X 1 0 0 0X 1 6钢板 图 4 钢 立柱托换示意图 钢格构柱内的钢止水片在土方挖至基底标高后， 地下室底 板和顶板浇捣前焊上， 钢板止水片置于混凝土结构中部( 具体 详图 1 及 B B剖面) 。止水钢板的焊接采用对角交错的方法 施焊， 减少焊接对钢格构柱引起的焊接变形， 焊接前应清理钢 虽 安徽建筑 2 0 1 4 年第2 期( 总 1 9 6 期 ) 4 5 _ 2 5 U型筋 3 0 0 锚入支撑 内6 0 0 l 4 蜘 钢 板0 1000 16 钢 板 图 3 钢 立柱托换示意 图 格构柱， 局部打磨平直。 实。 3 1 2 2托换施工 浇筑完毕立即进行覆盖或喷养护剂进行养护， 初凝前避 在施工第二层混凝土支撑的时候， 将耳梁与混凝土支撑梁 一 起施工， 耳梁的配筋同支撑主梁 ， 箍筋按照加密区间距布置， 托换做法详见图2 。 土方挖至电梯坑底时， 即可将原位于电梯坑中的立柱从坑 底拆除至第二层支撑梁底， 第一层与第二层支撑梁之间的格构 柱保留， 完成托换。 3 2结构主梁与混凝土内支撑 的钢立柱有冲突的立柱托换施工 3 2 1 托换施工原因分析 由于房型进行了调整( 局部轴线位置有变化) ， 造成建筑物 的 一 2层顶板结构主梁与混凝土内支撑的钢立柱位置有冲突， ( 见图 5 ) ， 主梁部分主筋将无法穿过， 势必对结构施工质量造 成不利影响， 所以要对有冲突的立柱进行托换。 3 2 2托换方法概述 在原立柱要进行托换立柱位置采用在地下室底板上预埋 1 0 0 01 0 0 01 6钢板，然后焊接 4 2 61 2的钢管及 3 0 0 3 0 01 6的加劲板， 柱顶焊接与下口相对称的钢板托板及加劲 板， 钢板标高控制在 比第一层支撑梁底低 2 0 0 mm， 用于托换立 柱处支撑梁的局部加大截面处理，以便于托换立柱顶紧支撑 梁， 详见图 3 。 3 2 3托换过程中施工注意事项 结构底板混凝土浇筑时需防止浇捣混凝土后钢板的偏 位， 施工过程必须采用模具定位方法防偏位措施， 并保证钢板 表面的水平度 。 在拆除第二层混凝土支撑时注意保护预埋钢板， 防止拆 撑过程中发生破坏。 托换立柱处支撑梁的局部加大截面施工时， 应对原混凝 土表面存在的缺陷清理至密实部位， 并应将表面打毛， 并把混 凝土的棱角打掉 ， 清除灰尘。 浇筑混凝土前 2 h浇水充分湿润原 混凝土表面， 浇筑混凝土前 l h吸干积水。 浇筑局部加大截面施工时， 混凝土采用比原支撑梁混凝 土高一个等级 ， 并在混凝土中掺微膨胀剂， 浇筑时确保振捣密 免雨水冲刷。 待混凝土强度达到 9 0 以上( 即达到原设计强度时) ， 再 在将原钢立柱拆除实现托换。 3 2 3托换 方法 的改进 因上述方法必须等浇筑的混凝土强度达到原设计强度才 能拆除原钢立柱 ， 等待时间较长， 我们只在一处托换中使用了 本文 3 2 2的托换方法，在后续施工中我们对托换的方法进行 了改进 。 在预埋钢板后， 在钢板上放置一个千斤顶， 将提前加工好 的钢管柱吊放在千斤顶上， 在柱顶托板的加劲板上打孔拉设 4 条揽风绳以保证平面外的平衡， 开动油泵加压至 4 0 t ， 使托板顶 紧支撑梁( 顶升前应将支撑梁底打磨平整) ， 在千斤顶两侧加焊 2块 4 0 a 槽钢 ，焊好退热后撤出千斤顶，托板与支撑梁通过 1 4 a # 槽钢固定牢固， 从而实现钢立柱的快速托换， 详见图 4 。 4 结语 地下工程的建设具有不可逆性和难以更改的特点， 这就 需要我们有预见性的统一规划， 希望通过实践摸索能够使建设 者尽量减少规划调整所产生的结构变动。 在施工过程，我们结合工程项 目中各种不同情况而采 取了不同的托换做法 ， 从而取得了较好的施工效果， 可供类似 工程参考。 参考文献 【 1 】 1 1 S G 8 1 4 ， 建筑基坑支护结构构造【 s 】 北京： 中国计划出版社，2 0 1 1 2 】 J G J 1 2 0 9 9 ， 建筑基坑支护技术规程【 s 北京： 中国建筑工业出版社， 1 9 9 9 【 3 3 余志成，施文华 深基坑设计与施_q 2 t M 北京： 中国建筑工业出版社， 1 9 7 7 f 4 】 黄运飞 深基坑工程实用技术【 M E 京： 兵器工业出版社， 1 9 9 6 施 工 技 术 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 _ 重