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后拆支撑法在超高建筑地下结构施工中的应用

2016-05-12赵丽梅

科学与财富 2016年8期
关键词:药量工期基坑

赵丽梅

摘 要:本文结合实例对后拆支撑法在超高建筑地下结构施工中的应用进行了探究,首先论述了工程的特点和难点,在此基础上进行设计方案和施工方案的优化和确定,最后介绍了室内爆破及主体结构保护措施。仅供交流借鉴。

关键词:超高建筑;地下结构;后拆支撑法;施工技术

某金融大厦位于金融贸易区,是一幢地下3层、地上42层、大屋面高度180m的超高层办公楼,裙楼地上5层,主、裙楼总占地面积8128m2,总建筑面积90818m2。主楼采用型钢混凝土框架-核心筒结构体系、桩筏基础,钻孔灌注桩。基坑近似矩形略呈发散状,长约90m,宽约74m,面积为5540m2,基坑开挖深度在裙楼区为18.250m,主楼区19.850m,局部电梯井落深区为25.600m。基坑围护采用地下连续墙(两墙合一)结合4道水平钢筋混凝土支撑支护方案。支撑平面布置采用中部圆形环梁、四周边桁架的形式,圆环直径为60m。围檩的最大截面尺寸为1.4m×0.8m,支撑最大截面尺寸为2.2m×1.1m。

1 工程的特点和难点

1.1 工程的施工工期比较紧张

该工程从底板钢筋混凝土施工到地下结构出土施工共78d工期。在具体的施工过程中,地下室施工的工作量比较大,而施工人员如果采用的传统的施工方式,那么地下室的施工工期就会达到101d,这样一来,业主的要求就无法满足。但是如果施工人员采用的是后拆支撑法,按照每层20d的施工工期算,那么整个地下室施工工期共需要60d。

1.2 基坑超深、周边环境较为复杂和保护要求高

该工程抵地处在闹市当中,周围的环境较为复杂,与高层建筑写字楼和多条道路相邻,施工现场的地下管线较多,并且交叉管理的数量尤其多,不同的管线之间的铺设和排列比较密实。而深基坑的深度比较深,面积也比较大,但是施工现场周围环境较为复杂,因此对控制土体的变形具有较高的要求,加之,工程的规模比较大,在发生爆破施工过程中所产生的扬尘是比较严重的。

2 确定技术路线

设计人员综合该工程的实际情况,制定出许多的施工方案,但最后决定的是使用后拆支撑法,并对其进行了优化处理,在施工过程中不用占用主干线,同时也不会使所挖基坑出现变形的问题,具体的做法是:当工程主体结构建设到地面9层以上时,采用延时爆破技术,对钢筋混凝土支撑需要从上到下拆除。

3 后拆支撑法施工方案

3.1 优化支撑设计

在优化后拆支撑的布置应该从平面和高程两个方面进行,同时对工程主体结构的局部区域进行适当的体征,有利于受力构件和支撑体系互相碰撞问题的解决,方便工程施工环节和后续施工环节的顺利进行。

超高层建筑地下室结构的基坑围护的初步设计方案是将地下连续墙和等4道中部十字对称以及四周边架的钢筋混凝土结构相结合的支撑体系。施工人员在施工过程中,对施工现场的实际情况和业主的需求等方面进行中和的考虑,对施工方案进行适当的调整,将十字对撑边架的布置采用圆环支撑形式,中间设置的圆形环梁的直径为60m,对圆形支撑的受力特点进行充分的利用,从而使完整的支撑受力体系得以形成。与十字对撑体系相比,圆环形支撑体系完全避开了主楼的核心结构区域和主楼的劲性柱,因此,在不拆支撑结构的状态下落实地下室主体结构的具体施工。

后拆支撑法在应用在该工程的具体施工过程中,需要重点考虑以下几项问题。首先,竖向结构与支撑的平面位置关系需要进行全面的考虑,而先拆部分支撑的工作量应该尽量减少;其次,结构梁和格构柱的平面位置关系也应该全面的考虑,有利于避免由于格构柱的原因造成结构梁施工难度增大的问题;再次,支撑结构和地下梁板之间的空间需要施工人员进行综合的考虑,只有这样,施工人员的装药操作就会有足够的空间,有利于工程的爆破工作;最后,应该综合、全面的考虑位于支撑下面的竖向结构施工,然后在支撑室内爆破和清渣处理完成之后再进行补做,同时设施工缝的深化设计需要做好。

3.2 地下结构施工

3.2.1 局部先拆支撑区域确定以及拆除方法

将影响竖向结构施工的最小部分水平支撑先行拆除,该部分支撑采取人工用风镐拆除的方式。此外,栈桥由于距离地下1层顶板较近,采用室内封闭爆破较难实施,在地下1层顶板浇筑前,予以先行拆除。

3.2.2 地下室四周竖向结构施工方式

本工程地下室四周沿地下连续墙边设置截面尺寸400mm×1000mm、400mm×1200mm、400mm×1800mm的结构壁柱,壁柱正好被每道支撑围檩上下分隔开,因此一部分壁柱必须待支撑围檩爆破清渣完成后再进行补全施工。

4 室内爆破及主体结构保护措施

4.1 爆破拆除方案

针对地下室的顶板和底板、梁、柱都已经浇筑完成,上部结构仍在施工,待拆支撑梁处在地下1层~地下3层,夹在上下楼板之间(见图1),支撑梁距离楼板最近处约为35cm,部分立柱与支撑梁连接在一起,爆破难度大的特点,采用小药量、微差延时起爆,着重注意孔距、排距的调整,确定合理的药量,严格控制单孔药量和单段起爆药量,采用粉碎性破碎与松动破碎相结合的爆破方案。

图1 支撑与地下结构立面关系

4.2 爆破拆除顺序

支撑采用爆破的方法从下至上逐道拆除,即先进行第4道支撑的爆破作业,然后依次进行第3,2,1道支撑的爆破。每道支撑爆破拆除时间间隔在2周左右。单次起爆量近百段,任一局部按切割孔→连系梁→支撑→围檩顺序逐段安全解体。

4.3 渣土清运施工

废钢筋和渣土由于受地下室空间、通道以及车道楼板承载能力的限制,采用了人工清理废钢筋,由小型挖机、铲车将散落的渣土归堆,5t小型卡车外运的方式。

4.4 降低爆破施工对地下结构影响的技术措施

4.4.1 根据结构情况,优化炮孔参数(孔距、排距、炮孔深度及堵塞长度等)和用药参数。

4.4.2 药量选择选择合理的爆破药量,使支撑围檩做到“碎而不抛”。特别靠近结构的炮孔(距离小于30cm),适当减小单孔装药量。

4.4.3 起爆方法采用微差起爆的爆破技术,严格控制每个小网络的时差(几十毫秒),这样可以有效控制单段起爆药量<3kg。对于特别靠近结构(距离小于60cm)的支撑梁、围檩等,单段起爆药量<1kg,以减少炸药能量过于集中,从而减少爆炸冲击波及飞石对地板和顶板的影响。

4.4.4 由于一小部分剪力墙、部分立柱与支撑浇筑在一起,为防止爆破支撑时损坏剪力墙、立柱。爆破前需将剪力墙、立柱两边的支撑人工打断,并气割钢筋。

结束语

综上所述,在超高建筑地下结构的施工过程中,后拆支撑法得到了广泛的应用,并取得了较好的效果,不仅缩短了工程的工期,还在一定程度上降低了工程的成本支出,受得了建筑施工企业和业主的一致好评。与传统的施工方法相比,后拆支撑法具有较大的优势,在超高建筑的地下结构应用过程中,保证了超高建筑地下结构施工质量,并使得建筑企业获得了生态环境的综合效益。

参考文献

[1]何杰,张聪.后拆支撑法在超深基坑及大型转换梁模板传力体系中的综合应用技术[J].建筑施工,2008(6).

[2]王宗国,何恩东,高德申.爆破法在室内支撑梁拆除中的应用[J].浙江建筑,2005(4).

[1]刘洪明.几种地下结构施工技术的对比分析[J].城市建筑,2013(4).

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