软土地区深基坑第五道混凝土支撑施工技术

发表时间:2015/9/11   来源:《工程建设标准化》2015年5月总第198期供稿   作者:韩永吉
[导读] 中铁建大桥局第三工程有限公司 工程概况宁波市轨道交通2 号线石碶站为地下三层岛式站台,采用明挖局部盖挖顺作法施工。
韩永吉(中铁建大桥局第三工程有限公司)
  【摘 要】混凝土内支撑体系施工过程中,钢筋绑扎要占用较多的时间,本文介绍了采用混凝土内支撑体系钢筋笼预制与装配技术,有效缩短施工时间,加快了工程进度。
  【关键词】钢筋混凝土支撑;施工工艺;质量控制;
  1.工程概况宁波市轨道交通2 号线石碶站为地下三层岛式站台,采用明挖局部盖挖顺作法施工。车站平面形状整体呈长方体,主体围护结构采用地下连续墙加内支撑,基坑长约152m,其中标准段基坑宽21.8m,东端头井宽25.4m,西端头井宽26.0m。标准段沿基坑深度方向设置七道支撑,东、西端头井沿基坑深度方向设置八道支撑,其中第一道、第五道支撑为钢筋混凝土支撑,其余为钢管支撑。
  2.工法特点2.1 加快混凝土支撑施工速度,减少基坑暴露时间石碶站第五道混凝土支撑梁施工,采用新型的施工工艺——钢筋笼加工、吊装、拼装,比正常施工的混凝土支撑梁节省相当多的时间,挖土速度可成倍提高,极大地缩短了深基坑的挖土工期,同时有利于基坑变形的时效控制。
  2.2 受力性能合理在深基坑施工时,采用混凝土内支撑形式,从根本上改变了常规的支撑结构方式,这种以水平受压为主的内支撑结构体系,能够充分发挥混凝土材料的受压特性,具有足够的刚度和变形小的特点。大量工程实践证明,它能确保基础施工、周边邻近建筑物和地下管网等公共设施的安全,是深基坑内支撑技术的形式。
  3.工艺原理通过对深基坑支撑结构的受力性能分析可知,挖土时基坑护壁结构须承受四周土体压力的作用。从力学观点分析,可以设置水平方向上的受力构件作支撑结构,为充分利用混凝土抗压能力高的特点,把受力支撑形式设计成方形整体形结构,支承其土压力是十分合理的。在这个基本原理指导下,土体侧压力通过护壁结构传递给围檩与支撑,再集中整体受力。
  4.施工工艺及操作要点4.1 施工工艺流程本项目混凝土支撑梁的施工采用新型的技术,其施工工艺流程:支撑区挖土至支撑垫层标高→底模或垫层施工→测量、弹线→钢筋绑扎→模板安装及固定→埋设钢筋应力计、预留绳锯套管→混凝土浇筑施工→混凝土养护。新型的施工工艺见下图所示:
  
  根据上图所示混凝土支撑梁施工工艺中钢筋笼加工是通过与设计院沟通根据,进行改良设置。并形成已吊装分节钢筋笼的形式进行吊装,拼装。
  根据有利于吊装和损耗量最小的原则确定钢筋笼分节长度,在满足吊装变形控制的前提下尽量减少分节数量。本工程混凝土支撑和围檩分节长度为9m,斜撑的分节长度为6m。
  钢筋笼的连接考虑方便、快速、接头质量可靠和经济等因素,本工程采用两种连接方式,其中支撑、长斜撑和围檩两节同时加工,两节钢筋笼的连接采用直螺纹套筒连接,制作完成后两节钢筋笼再分开吊装;支撑、长斜撑与围檩的连接采用单面搭焊的方式。
  4.2 施工要点
  4.2.1 土方开挖
  (1)基坑土方开挖必须遵循对称均匀,先撑后挖的原则进行。土方挖至支撑底标高时,应用水平仪打竹桩操平,机械挖土至离支撑底标高10~20cm后,采用人工铲土,以达到底面平整。
  (2)深基坑土方开挖前,必须采用预降水措施,其预降时间由土层渗透系数决定,同时为防止雨水及地面明水入坑,导致坑底土层的破坏,发生支撑施工时产生不均匀沉陷,影响其质量,故还应开设明排水沟措施,便于保持坑底干燥施工。
  (3)支撑混凝土浇捣完成后,按常规进行养护, 其强度等级必须达到设计值的70%(按同条件自然养护混凝土试块强度为准),才能进行下层土的开挖。
  4.2.2 钢筋、模板施工(1)支撑底模或垫层支撑的底模或垫层可采用以下几种材料:板材或竹笆加油毡;素混凝土或铺碎石振动灌浆。用素混凝土和铺碎石振动灌浆做底模时,应待混凝土或灌浆达到一定强度后才可进行钢筋笼拼装施工,支撑底模应略高于两侧土面,并且设置明排水沟以防雨后泥浆倒灌。从施工方便出发,宜优先采用铺设板材的方法。
  (2)测量弹线后,进行钢筋笼吊装,摆正。
  (3)钢筋笼拼装首先拼装围檩部分之后直撑部分。
  (4)钢筋笼拼装采用单面搭接焊的形式。
  (5)围檩和腹杆的模板可用九夹板或定型模板,应用定型钢模竖拼,根据梁高与支撑要求,按施工设计编制模板拼装图,竖杆及弧形横杆可用?48 钢管,扣件、对拉螺栓拉结牢固。
  (6)模板就位安装校正固定后,按常规支模要求,@1500mm 左右,上、下设水平拉杆及剪刀撑,以保证模板不位移。
  4.2.3 混凝土施工(1)混凝土配合比按设计要求的混凝土强度等级,预先提出级配单。采用现场搅拌时,坍落度在16±2cm为宜;采用泵送混凝土,坍落度在12±2cm 为宜,并在浇捣过程中经常抽测混凝土的坍落度。
  (2)混凝土浇筑按斜坡分层法连续浇筑施工,防止产生施工缝。分段施工时,支撑断面施工缝按常规留设垂直缝,在继续施工前,应预先清除施工缝处的疏松混凝土,用清水湿润,并进行接浆(1∶2 水泥砂浆)处理。
  (3)混凝土浇捣、养护(保温)、拆模等,均按施工规程要求操作。
  4.3 质量控制措施按照国家标准《钢筋混凝土工程施工和检验规范》的有关规定组织施工, 同时参照《建筑工程质量检验评定标准》的有关要求评定施工质量。
  (1)钢筋在下料前要认真阅读相关图纸,下料时要充分考虑材料损耗,钢筋加工形状、尺寸应符合设计要求。及偏差应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2011 的规定。
  (2)绑扎前先按图纸要求检查,对照已摆好的钢筋是否正确,然后再调整绑扎。
  (3)支撑与冠梁按构件中心对齐,支撑与支撑按构件中心对齐。
  (4)当受力钢筋采用焊接街头时,设置在同一构件内的接头相互错开。相纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连续区段的长度为35d(d 为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500mm。
  (5)钢筋安装时,受力钢筋的品种、级别、规格和数量必须符合设计要求。
  (6)分别采用做 3 天、7 天和 20 天龄期的混凝土试块, 提前预测混凝土标准强度, 标准养护方法。
  (7)第一层土方开挖以后, 支护结构形成悬臂, 应立即进行支撑施工, 尽可能缩短时间, 减少变形。
  (8)测量必须准确, 保证支撑梁的设置位置准确。
  (9)支护结构与围檩梁混凝土应紧密接触。
  (10)由于钢筋混凝土支撑梁的跨度大,在制作时按设计要求预起拱。
  5.效益分析(1)采用钢筋笼预制与装配技术可大幅度减少钢筋现场绑扎时间,从而加快施工进度,减少时空效应对基坑变形的影响,增加基坑安全度。
  (2)钢筋笼预制与装配技术能够加快工程进度,具有较高的社会和经济效益。
  (3)钢筋笼预制与吊装过程中需要增加箍筋与主筋点焊连接工作,没有增设加强箍筋和剪刀撑钢筋,成本增加可忽略不计。
  6.结语本工程通过与设计院沟通,对工艺进行了改良,采用钢筋笼预制与装配技术,有效缩短了施工时间,加快了工程进度,效益明显。实践表明本工艺标准适用于工业与民用建筑超深基坑工程。
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