大型深基坑分区拆换撑施工技术

subdivisionoflargedeepfoundationpit

（No.4EngineeringCo.,Ltd.ofCCCCFirstHarborEngineeringCo.,Ltd.,Tianjin300456,China）WANGZhi-wei,QINGuo-peng,YANGZhen-ping,CUILian-gangAbstract：WeexpoundedsubdivisiondismantlingsupporttechnologyofdeepfoundationpitsupportforthebasementsubdivisionindependentconstructioninCCCCHengqinHuitongFinancialWorldproject.Accordingtotheshapeandmechanicalcharacteristicsoffoundationpit,throughthereasonableorganizationofundergroundconstructionprocessandtheconstructionprogress.optimizedsupportscheme,combiningwiththemonitoringinformation,thepartitionconversionsupporttorealizethelarge-scaledeepfoundationpitsupport,ensurethesafetyoffoundationpit,dismantlingtheearlyregionalsupport,tospeeduptheKeywords：largedeepfoundationpit;subdivisiondismantlingsupporttechnology;foundationpitmonitoring0引言深基坑围护结构中常采用桩墙结构加支撑梁板，来确保围护结构的安全。在进行正式结构施工时，需要拆除支撑并用正式结构转换原支撑的受力体系，来维持原围护结构的功能。对地下层次较多、平面尺寸大的基坑，其支撑的层次、梁截面积及支撑梁数量也会增加，从而造成拆换撑数量大、结构力系转换复杂。换撑时还需满足结构连续、混凝土强度符合要求，所以施工周期较长。因此合理安排拆撑时间及拆撑顺序，才能有效加快地下结构施工进度，保证围护结构的安全。1工程背景中交汇通横琴广场基坑南北宽120.0m，东西收稿日期：2019-03-31

修回日期：2019-05-06

作者简介：王志伟（1988—），男，吉林长春人，助理工程师，从事工程施工管理。E-mail：429746657@qq.com

长201.8m，基坑开挖深度-16.1m，局部-24.2m，基坑围护结构形式为“排桩垣水泥土搅拌桩止水帷幕垣钢筋混凝土水平支撑”结构形式，竖向设置3道支撑，如图1所示。图1需拆除的支撑三维图Fig.13ddrawingofsupporttoberemoved拆除支撑混凝土强度等级为C40，混凝土工程量共计128.88m3，其中包括支撑梁631根，混凝土方量为11197.88m3；支撑板15块，混凝2019年第7期王志伟，等：大型深基坑分区拆换撑施工技术·29·土方量为1692m3；截面700mm伊700mm的钢格构柱151根。本工程西区3号塔楼电梯井深达9m，形成了基槽中的坑中坑，需二次支护才能完成电梯井的施工。实际施工中二次支护的围护桩，是在土方开挖至底板-18.7m后才开始施工，这样使得西区底板施工滞后于东区底板近3个月，造成了地下结构在平面上不能同步流水施工的局面。一般情况下，拆除支撑前需要等支撑下部的换撑结构全部完成形成整体后再进行拆除。如等待地下室底板全部施工完成后，再进行第3道支撑拆除，则东区需要停工3个月。这样对整体工期将产生严重影响。为实现原定施工节点计划，充分研究了围护结构的风险，制定了各项技术措施，采用东、西区分开拆换撑的方法，保障了总工期和围护结构的安全[1]。2拆换撑主要技术措施2.1技术措施分析由图2看出，东西两区支撑结构大致对称；拆除时按照对称轴位置，依据下部结构完成情况，先逐层拆换东区，后逐层拆换西区，两区支撑最大相差两层支撑。由于分区拆换支撑，会使围护结构在水平受力上局部产生突变。考虑围护结构是排桩结构，水平力系转换时，在最大高差位置是最危险工况，经设计验算，围护桩的强度和刚度满足施工工况需求，同时验算各层环梁的截面也满足要求。因而分区换撑是可行的。由于地下结构平面尺寸较大，结构会设置多条后浇带，造成施工阶段结构不连续；地下室出止水嵌缝后浇带换撑工字钢170400西区以后浇带为分割线东区图2东西区分区示意图Fig.2Schematicdiagramofeastandwestdistricts入口处的坡道，在结构未形成整体前，呈开口状态；最主要的是由于分区施工，正式结构沿长度方向不能封闭，地下室的墙体在分区位置顺长向成为自由端，使得该部位原设计的墙体刚度不能满足换撑要求。在各层换撑时，为保证结构支撑的整体性和对撑的连续性，需采取如下技术措施：1）在底板及楼层板后浇带位置加型钢支撑[2]；2）在临近基坑周边楼梯、电梯井、汽车坡道、洞口位置设置临时支撑；3）根据设计提供的地下室结构板面推力标准值，针对地下室墙体结构抵抗剪力不足部位，加设临时支撑剪力墙。2.2具体实施措施）结构不连续位置设置支撑1在底板及楼板后浇带位置、楼梯洞口、电梯井、汽车坡道等部位设置型钢支撑以保证结构连具体参见图3、图4。续，满足水平推力传递。依据各层推力值确定型钢截面规格和支撑间距。后浇带（板内钢筋贯通不断）混凝土侧面铺专用钢板网隔断封头板内侧埋深>5m时附加止水钢板6016@400架立筋16@20012@30016@200500400400170800素混凝土垫层橡胶止水带800800400附加卷材防水材料）5层做法（图3底板后浇带型钢支撑布置剖面图Fig.3Layoutplanofsteelsupportforbottomslabandfloorafterpouring窑30窑中国港湾建设2019年第7期图4楼梯洞口、汽车坡道临时支撑示意图Fig.4Temporarysupportforstairsentranceandcarramps剪力墙2）墙体结构抵抗剪力不足部位加设临时支撑根据计算结果，分别在两侧地下墙体断开位置，利用竖向结构柱，在柱间浇筑临时钢筋混凝土剪力墙结构，剪力墙沿支撑向设置，各道墙长为3排柱距，各层累计13道临时剪力墙。图5为设置的剪力墙效果图。图5回撑剪力墙示意图Fig.5Schematicdiagramofback-bracedshearwall33.1拆换撑施工分区拆换撑工况支撑拆除工况及顺序见图6所示。各道支撑拆除前，将正式结构和围护结构之间的间隙，按设计出具的回撑梁结构施工完成，回撑梁结构混凝土强度达到100%后即可拆除支撑[3]。第3道支撑拆除东区拆换拆撑原则：撑工况第2道支撑拆除对应回撑体系混凝土强度达到设计要求。分区拆换第1道支撑拆除撑总工况第3道支撑拆除西区拆换撑工况第2道支撑拆除拆撑原则：对应回撑体系混凝土第1道支撑拆除强度达到设计要求。Fig.6Working图6支撑拆除工况及顺序图supportremoveconditionandsequencediagramof3.2拆除施工施工工艺流程为：搭设支撑架寅钻机排孔施工寅金刚链切割寅起重机吊运寅运输至指定堆场寅支撑破碎（回收钢筋）寅垃圾渣土处理[4]。支撑架采用脚手架搭设，如图7所示，梁体利用金刚链绳锯分段切割。分段后的梁体用10t叉车及200t汽车吊接驳进行支撑梁外运。图7支撑架搭设Fig.7Supportframesetting4基坑监测情况基坑拆换撑过程监测主要监测项目有：围护结构顶部水平位移、围护结构顶部沉降、周边地表沉降、支撑立柱顶部沉降、围护结构深层水平位移（测斜）、周边土体测斜、地下水位、各道支撑轴力等。针对围护结构顶部水平位移、围护结构深层水平位移（测斜）、第1道支撑轴力和第2道支撑轴力4个项目进行重点分析，探究拆换撑对基坑物理状态的影响。4个主控项目的监测点分布及数量见表1所示[5]。表1主要监测项目、数量及分布情况Table1Mainmonitoringitems,quantityanddistribution监测项目数量分布位置围护结构顶部水平位移31基坑周围土体内部围护结构深层水平位移（测斜）15基坑周围土体内部第1道支撑轴力41基坑对撑及斜撑梁第2道支撑轴力41

基坑对撑及斜撑梁基坑周边，均为最易受拆撑影响的部位。4个主控项目的监测点主要选在中部对撑及东区两组角撑拆除后，基坑其他支撑各项监测数值均未超过监测控制值。4.1围护结构顶部水平位移根据围护结构顶部水平位移监测点分布情况，选取S5位于基坑北侧，S5、S12、S20S12三个监测点进行分析。其中位于基坑东侧，S20位于2019年第7期王志伟，等：大型深基坑分区拆换撑施工技术·31·基坑南侧，位移控制值：30mm，报警值：24mm。监测数值及其随拆撑进度变化情况见图8。181211.3711.3012.0013.3317.9717.8712.312.3

600.12.02.63.2-2.8-0.1-0.1-6-2.8-8.9S5S12AB-8.9CDES20F拆撑进度拆撑进度：A为第3道撑拆除前；B为第3道撑拆除后；C为第2道撑拆除前；D为第2道撑拆除后；E为第1道撑拆除前；F为第1道撑拆除后Fig.图88Monitoring顶部水平位移监测值随拆撑进度变化情况changeswithvaluetheprogressoftophorizontalofsupportdisplacementremoval位移均存在向基坑内位移变化的趋势，并逐渐增3道支撑逐一拆除，基坑周围围护结构顶部水平通过分析对比3条曲线变化情况可知，随着加。位移累积值始终在控制值之内。4.2围护结构深层水平位移（测斜）根据围护结构下部水平位移监测点分布情况，选取J3、J7、J12三个监测点进行分析。其中J3位于基坑北侧，J7位于基坑东侧，J12位于基坑南侧，控制值：45mm，报警值：32mm。监测数值及其随拆撑进度变化情况见图9。-15J3-18.4-20-20.1J7-21.7J12-19.3-25-24.2-23.8-30-29.8-30.6-31.6-35-31.2-30.9-31.6-32.9-32.75-32.8-32.3-40-37.4-36.4ABCDEF拆撑进度拆撑进度：A为第3道撑拆除前；B为第3道撑拆除后；C为第2道撑拆除前；D为第2道撑拆除后；E为第1道撑拆除前；F为第1道撑拆除后Fig.9图9Monitoring深层水平位移监测值随拆撑进度变化情况changeswithvaluetheprogressofdeephorizontalofsupportdisplacementremoval3通过分析对比3条曲线变化情况可知，随着位移道支撑逐一拆除，基坑周围围护结构深层水平（测斜）均存在先向基坑外位移再向基坑内位移的变化趋势，其中，第1次拆撑后向基坑外位移增加，第2次拆撑后向基坑内位移增加，第3次拆撑后又向基坑内位移增加，但位移累积值始终在控制值之内。4.3第1道支撑轴力根据围护结构顶部水平位移监测点的分布情况，选取G31-1、G34-1、G22-1三个监测点进行分析。其中G34-1基坑中部第位于基坑中部第G31-1位于基坑中部第一道对撑西，1道对撑南，控制值：1道对撑东，15G22-1000kN位于，报警值：12000kN。监测数值及其随拆撑进度变化情况见图10。420000002481.12481.12305.11847.62074.3-20-1225.9-17.0-1225.9-15.5-1514.8-4000-6000G34-1-8000G31-1G22-1-10-12000000-11912.8-11912.8-11912.8-11912.8-11912.8-14000000ABCDEF拆撑进度拆撑进度：A为第3道撑拆除前；B为第3道撑拆除后；C为第2道撑拆除前；D为第2道撑拆除后；E为第1道撑拆除前图10第1道支撑轴力监测值随拆撑进度变化情况Fig.10Monitoringvalueofthefirstsupportingaxialforcechangeswiththeprogressofsupportremoval通过分析对比3条曲线变化情况可知，随着第3道、第2道支撑拆除，基坑中部第1道对撑轴力变化不大，仅出现微小的波动，拆撑对其轴力的影响有限，且轴力值始终在控制值之内。4.4第2道支撑轴力根据围护结构顶部水平位移监测点分布情况，选取G31-2、G34-2、G22-2三个监测点进行分析。监测点分布位置G31-2位于基坑中部第2道对撑西，G22-218500位于基坑中部第G34-2位于基坑2中部第2道对撑东，监测数值及其随拆撑进度变化情况见图kN，报警值：15000道对撑南kN。，控制值：11。窑32窑-11000-12000-13000-14000-15000-16000ABC拆撑进度DE-11847.2-11784.4G31-2G22-2G34-2中国港湾建设2019年第7期区提前3个月进入地下室结构施工阶段，消除了施工间歇造成的误工现象，保证了地下室结构施工的连续性和总体工期不受影响。此施工技术可为类似的超大型基坑施工提供借鉴。参考文献：[1]史有军.超大基坑混凝土支撑拆除计算[J].中国科技纵横，2015

86-87.（20）：SHIYou-jun.Technologyofremovalofconcretesupportinsuper-largefoundationpit[J].ChinaScienceandTechnologyReview,2015(20):86-87.

F-12061.5-13753.7-14850.2-14850.2-14850.2-14178.1李文明，等.复杂环境条件下的深基坑施工优[2]李书信，夏峰海，化[J].建筑施工，（3）：2017582-584.

拆撑进度：A为第3道撑拆除前；B为第3道撑拆除后；C为第2道撑拆除前LIShu-xin,XIAFeng-hai,LIWen-ming,etal.Constructionopti原mizationofdeepfoundationpitundercomplicatedenvironmentcondition[J].BuildingConstruction,2017(3):582-584.2017778-780.工[J].建筑施工，（6）：图11第2道支撑轴力监测值随拆撑进度变化情况Fig.11Monitoringvalueofthesecondsupportingaxialforcechangeswiththeprogressofsupportremoval[3]杨有明.狭窄施工场地内的深基坑内支撑梁拆除方案优化与施YANGYou-ming.Schemeoptimizationandconstructionofinnersupportbeamremovalindeepfoundationpitatnarrowconstructionsite[J].BuildingConstruction,2017(6):778-780.施工，（8）：2012773-774.

3道支撑拆除，位于西侧的第2道对撑轴力变化不大，而位于东部和南部的第2道对撑轴力均出现增大趋势，每次拆撑之后均会出现短暂的轴力增加，但轴力值始终在控制值之内。由以上各分析情况可知，分区拆撑所采取的技术措施能充分保证施工过程中基坑的稳定，整个施工阶段基坑处于安全受控状态[6]。5结语过程中监测数据显示，基坑监测点位共276个，超报警值的监测点位共16个，超控制值点位0个。说明各项技术措施合理有效，使分区拆撑得以实现。通过分区拆除支撑施工方法，使得东通过分析对比3条曲线变化情况可知，随着[4]吉璇.闹市区拆除基坑混凝土支撑的绿色施工新工艺[J].建筑JIXuan.Newgreenconstructiontechnologyforremovalofconcretetion,2012(8):773-774.（7）：2013594-596.

supportoffoundationpitindowntownarea[J].BuildingConstruc原[5]张雷云.基坑开挖阶段围护结构的变形内力分析[J].建筑施工，ZHANGLei-yun.Deformationandinternalforceanaysisofretain原ingstructureinfoundationpitexcavationphase[J].BuildingCon原[6]叶文启.排桩+内支撑体系中的拆换撑受力分析及变形研究[J].

建筑施工，（6）：2015750-752.

struction,2013(7):594-596.

YEWen-qi.Stressanalysisanddeformationresearchofdismantle原ment,replacementandsupportingofinnersupportsystemwithrowofpiles[J].BuildingConstruction,2015(6):750-752.

欢迎投稿欢迎订阅