緊鄰地鐵檢修站的基坑支護換撐施工技術

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0 引言

深圳薈港尊邸2期項目地下室基坑緊鄰深圳軌道交通龍華線車輛檢修站，基坑臨空高度3.50 m?；又ёo采用旋噴護壁樁與錨索（局部為鋼管斜撐）結合的方式。由于原設計圖紙的地下室外墻與支護樁腰梁（斜撐）豎向重合，導致外墻無法施工。而業(yè)主為保證地下室使用面積，要求消除腰梁對外墻的影響。故需先采用某種支撐來替換腰梁并提供護壁樁的水平反力，然后再拆除腰梁，最后進行地下室外墻及柱施工。

基坑支護與地下室外墻關系如圖1所示。

圖1 基坑支護與地下室外墻關系平面示意

1 方案比選

由于基坑南側為深圳軌交龍華線的車輛段，對結構變形及安全要求極嚴格，同時新增地下室施工工期又非常緊張，故需采用一種既能確保安全，又對工期影響較小的換撐施工方案。結合工程實際，在初步設計階段提出以下2種換撐方案（圖2）：

1）換撐施工方案一：先施工地下室底板及外墻，靠車輛段護壁樁側地下室外墻施工縫留設在護壁樁腰梁位置，并在底板預埋鋼板。待地下室底板及外墻混凝土達到強度后進行換撐施工（即以該段地下室外墻及斜撐替換原腰梁提供護壁樁水平反力），換撐完成后破除腰梁及臨時支撐，并進行后續(xù)結構施工。

2）換撐施工方案二：先施工地下室底板，并在負4層第2排柱中預埋鋼板（用于與臨時支撐連接）。負3層至地下室頂板靠護壁樁一跨梁板留設施工縫，施工縫留設在距跨中1/3處。待地下室施工完成且負4層結構達到強度后再進行換撐施工。換撐施工完成后破除腰梁，進行地下室外墻及梁板施工[1,2]。

方案一換撐施工在原受力點進行換撐，受力效果較好，但由于換撐施工在結構施工的關鍵工序中，待底板及外墻達到強度后方可進行后續(xù)結構施工，影響結構工期約28 d。

圖2 2種換撐方案示意

方案二換撐施工方法經支護及結構設計單位驗算可滿足受力及變形要求，且換撐施工不在結構施工的關鍵工序中，不影響施工工期。

本工程工期緊張，為確保節(jié)點工期，綜合考慮選擇了換撐施工方案二，下面詳細介紹方案二的施工工藝。

2 工藝概況

2.1 工藝流程

地下室4層結構施工→結構柱預埋鋼板→冠梁植筋→冠梁焊接鋼板→換撐梁焊接施工→腰梁破除→地下室外墻、柱施工→臨時支撐拆除[3-5]

2.2 換撐施工步驟

1）根據基坑支護設計單位計算，在冠梁處換撐，需提供護壁樁400 kN水平支反力，換撐采用250H型鋼作為傳遞水平力至地下室結構的支撐梁，H型鋼與鋼墊板采用焊接連接。B1～B5段地下室4層結構施工時，在靠車輛段側第2排柱子上預埋鋼板，預埋鋼板尺寸為650 mm×800 mm×20 mm（寬×高×厚），板頂標高為74.40 m。鋼牛腿與預埋墊板焊接連接。鋼牛腿壁厚20 mm，預留灌漿孔，安裝完成后灌漿密實，確保傳力可靠。B6棟由于最外一跨跨度過大，需在中間設置臨時支撐鋼柱，故底板施工時需按施工圖預埋鋼板，以便臨時支撐柱生根（圖3）。

2）在最外一跨梁中1/3跨內設置施工縫，為便于地下室施工，從負3層梁板至地下室頂板均設置該施工縫，且地下室頂板施工縫處需設置止水鋼板，以確保頂板防水效果。

圖3 節(jié)點大樣示意

3）由于支護樁護壁內夾土厚薄不均，導致護壁部分侵入外墻，故在底板施工時需先清除護壁及內部夾土，并重新噴射混凝土護面，外墻插筋由于腰梁影響需先扳彎，待腰梁破除并將預留鋼筋調直后方可后進行鋼筋連接（圖4）。

圖4 地下室外墻插筋

4）負4層結構施工完成后進行后續(xù)結構層施工，待地下室封頂且負4層構件強度達到100%后進行臨時支撐梁施工。

5）將擬焊接的臨時換撐梁采用手動葫蘆吊至焊接標高位置并在操作平臺上定位固定。焊接臨時支撐梁時，使其一端焊接在冠梁上，另一端焊接在結構柱預留鋼板上，臨時支撐梁標高需按圖紙準確施工，不得影響結構梁施工，支撐梁穿過外墻時需增設止水鋼板，防止外墻漏水。B6棟需先將臨時支撐柱焊接在底板預留鋼板上，再施工臨時支撐梁，臨時支撐柱定位準確后，采用臨時鋼管架體支撐，再與預埋鋼板焊接（圖5）。

6）臨時支撐梁施工完成并驗收合格后方可進行腰梁及斜撐破除施工，腰梁采用風鎬擊碎破除，破除時不得損壞護壁樁。腰梁破除后采用切割機先割斷腰梁箍筋，后逐根割斷腰梁縱向鋼筋，嚴禁只割斷腰梁兩端縱向受力鋼筋，避免整根梁墜落傷人[6,7]。

圖5 鋼結構支撐施工

7）腰梁及斜撐破除時需在冠梁上設置監(jiān)測點，換撐施工過程中每隔1～2 d監(jiān)測1次。

8）待換撐施工完成后，通過精確定位放線來核驗支護樁護壁是否影響地下室外墻施工，若影響外墻施工，則采用人工方式挖除護壁及夾土，并清理干凈護壁（不得損壞支護樁）。

9）調直外墻、柱預留鋼筋，并清理負3層梁板施工縫浮渣，搭設滿堂支撐腳手架，進行結構模板支設，再綁扎墻柱及梁板鋼筋。由于地下4層外墻支護樁與外墻間距極小，該側沒有支模空間，故采用單側支模法，外墻澆筑至支護樁。

10）由于該部分混凝土方量小，不便用泵管澆筑，故采用塔吊將混凝土吊至指定地點并用斗車運至后澆構件部位，后澆構件采用微膨脹混凝土，振搗需密實。待負3層梁板施工完成并達到強度后進入負2層后澆梁板施工，要求同負3層梁板。如此循環(huán)，直至地下室頂板后澆板澆筑完成。

11）待外墻柱混凝土達到100%強度時，將臨時支撐拆除，拆除采用熱熔切割法。割除前先搭設操作腳手架至臨時支撐高度，再將臨時支撐割除放置于腳手架上，然后將葫蘆固定在腳手架上，將臨時支撐采用葫蘆吊運至地面轉運出場[8]。

3 基坑變形監(jiān)測

3.1 監(jiān)測方案

由于巖土工程的復雜性，拆換撐施工過程中，深基坑支護系統受到許多難以確定的因素影響，因此，需在施工過程中加強監(jiān)測，及時掌握支護系統及周圍環(huán)境的動態(tài)變化，確保支護系統和周圍環(huán)境的安全。

根據工程相關施工圖和有關規(guī)范的規(guī)定，本基坑需實施的基坑變形監(jiān)測項目包括基坑水平位移監(jiān)測和基坑豎向位移監(jiān)測。

3.2 實施效果

根據變形監(jiān)測數據，換撐施工完成后，基坑最大水平變形值為7 mm，最大沉降變形值為4 mm，滿足護壁變形允許值，順利地完成了該區(qū)域換撐施工任務（圖6）。

圖6 變形監(jiān)測記錄

4 結語

本工程基坑支護南側為對變形極為敏感的地鐵車輛段，故對結構變形控制要求非常高，而在地下室施工過程中由于護壁樁腰梁阻擋地下室外墻，故必須采取有效措施在確保安全的前提下破除該腰梁。經與支護及主體結構等設計單位充分溝通，采取通過臨時支撐將基坑支護結構承受的水平力傳遞至主體結構并破除腰梁的做法滿足了基坑的安全，同時也保證了工程的施工進度，對有類似工況的工程具有借鑒意義。