钢筋混凝土支撑在潮州供水枢纽西溪厂房深基坑施工中的应用[1]

人民珠江PEARLRIVER·2008年第5期钢筋混凝土支撑在潮州供水枢纽西溪厂房深基坑施工中的应用赵国清(广东省潮州供水枢纽管理处,广东潮州521011)广东省潮州供水枢纽西溪厂房深基坑施工地质条件差,周边环境复杂,工期紧。为降低造价、钢管支撑优化为钢筋混凝土支撑。保证工期,把原设计的摘中图分类号:TV551.4文献标识码:B文章编号:100129235(2008)0520050202要:广东省潮州供水枢纽西溪厂房深基坑施工在地质条件差、周边环境复杂、工期紧的情况下,通过方案优化,采用钢筋混凝土支撑,取得了很好的效果。介绍钢筋混凝土内支撑的技术优势和西溪厂房深基坑钢筋混凝土内支撑的设计思路、施工措施,以供类似工程参考。关键词:钢筋混凝土支撑;深基坑施工;西溪厂房;潮州供水枢纽本文从技术优势、设计思路、施工措施等多方面阐述钢筋混凝土内支撑在西溪厂房深基坑施工中的应用。1概况广东省潮州供水枢纽西溪厂房位于粤东韩江下游,潮州市南郊。厂房基坑长162m,两侧采用800mm厚的地下连续墙支护,连续墙净宽36.4m。厂址处高程2.0m(珠基),厂房建基面最深处高程-16.35m。连续墙内侧根据开挖深度的不同分别采用1～4层钢筋混凝土内支撑,利用厂房中轴线已施工的钢筋混凝土钻孔灌注桩作中间立柱。根据地质勘察资料及厂房基础钻孔灌注桩施工情况揭示,厂址处地质情况如下:高程2.0～-0.8m为松散状中砂,-0.8～-20.0m为灰黑色淤泥质土或淤泥质粉细砂,-20.0～-30.0m为黄色黏土、粉细砂或卵砾砂层。厂房基坑左侧是高程为9.0m的江东洲岛,岛边缘防洪堤高程13.2m,右侧为已建水闸和纵向混凝土围堰。为方便施工在基坑外两侧各布置一座30t门式起重机,距离地下连续墙约12m。2厂房深基坑支撑方案优选潮州供水枢纽西溪厂房深基坑原设计采用1～5道钢管内支撑,间距为3～4m,经多方面比较,优化为钢筋混凝土内支撑。钢筋混凝土支撑具有如下优势:2.1便于开挖,保证工期原设计钢管支撑水平间距为3.8m或4.0m,纵向净距为3m,空间狭窄,只能采用液压抓斗配合人工进行开挖作业,效率低,开挖工期长。采用钢筋混凝土支撑,水平间距增大到3×3.8m或3×4.0m,纵向净距增大到3.9m,有利于收稿日期:2008206203反铲挖掘机作业,自卸汽车出碴,大大加快了开挖施工进度。2.2降低造价,经济合理原设计钢管支撑需耗用无缝钢管1320t,按市场价6000元/t计算,造价为792万元。优化为钢筋混凝土支撑后,净消耗C25混凝土1000m3,钢筋300t,按市场价C25混凝土250元/m3,钢筋制安4500元/t计算,消耗的钢筋混凝土支撑总造价为160万元。与钢管支撑比较,钢筋混凝土支撑共节约成本632万元,大幅度降低了基坑支护的工程造价。2.3变形小,强度大,受压性能好深基坑土方开挖时,连续墙内支撑主要表现为水平受压为主,钢筋混凝土支撑变形小、强度大、受压性能好,能充分发挥钢筋混凝土的受力特性。3厂房深基坑支撑设计3.1布置原则支撑布置原则如下:①第三层支撑尽可能略高于底板顶面,使底板混凝土浇注完毕即可拆除该层支撑。②在受力满足的情况下,尽可能加大钢筋混凝土支撑体系的竖向间距。③充分利用厂房中轴线的支撑立柱(已施工,间距4m),有效减小横向支撑梁的跨度。④在横向支撑两端部加小八字撑,从而在不降低支撑作用的情况下,扩大支撑的间距。3.2结构计算方法根据支撑布设原则,假设钢筋混凝土支撑梁的截面及层数。根据已施工的地下连续墙配筋率及混凝土强度,计算连续墙各墙段的允许计算极限弯矩。在满足连续墙极限弯矩的情况下,计算各种不同工况下支撑梁的受力情况,检验假设的支撑体系是否满足受力的要求。经过反复的假设和验算,确定钢筋混凝土支撑梁的布设作者简介:赵国清,男,山西忻州人,主要从事水利枢纽运行管理工作。度做到心中有数。4.4支撑梁监测与保护度做到心中有数。4.4支撑梁监测与保护结构。3.3支撑布置通过结构计算,钢筋混凝土支撑梁布设情况如下:第一层支撑布置在西厂房0-48.13～西厂房0+97.47,水平间距11.4m或12m,标高-2.0m,截面600mm×600mm,共13条。第二层支撑布置在西厂房0-48.13～西厂房0+97.47,水平间距11.4m或12m,标高-6.5m,截面800mm×600mm,共13条。第三层支撑布置在西厂房0-24.13～西厂房0+69.47,标高-9.0m、-9.5m或-10.0m,截面800mm×600mm,水平间距11.4m或12m,共9条。第四层支撑布置在西厂房0+34.17,标高-10.0m,截面600mm×600mm,共1条。布置简图见图1。钢筋混凝土支撑梁的施工质量直接关系到整个厂房基坑的安全,并影响基坑周侧已施工的水工建筑物及邻近江东洲岛上人民群众的生命财产安全,因此务必严格控制混凝土支撑梁施工质量。质量控制措施如下:①控制钢筋混凝土支撑梁的建基面及回填砂碎石的厚度,保证混凝土支撑梁的有效截面。②与连续墙及中立柱桩接触的部位,均需凿毛并要保证凿毛质量。③围檩梁与连续墙接触部位,在连续墙上插筋,以增加支撑梁与连续墙的作用力。④钢筋混凝土支撑梁跨中预拱度混凝土浇筑时,现场做好混凝土试模,保证对该条混凝土强⑧混凝土支撑梁施工完成后,加强养护。0.3%。⑤横撑一般不设施工缝,以保证支撑梁的整体性。⑥支撑立柱周侧设加强筋,以保证能更好地连接。⑦支撑梁支撑梁的监测主要有轴力监测和挠度监测。轴力监测通过预埋在支撑梁跨中的混凝土应变计来完成,监测读数后,换算成混凝土跨中所受的轴力,监测周期为每天4次。挠度监测通过测量混凝土支撑梁跨中的挠度来完成,在开挖下一层土方前,测设该层支撑梁跨中定点高程的初始值,下一层土方开挖过程中每天监测一次,与初始值对比计算出相应支撑梁的挠度。在基坑开挖施工中,要时刻做好混凝土支撑梁的保护工作。土方施工道路填筑必须在支撑梁混凝土强度达到C25后图1钢筋混凝土支撑布置简图4钢筋混凝土支撑施工4.1工艺流程支撑施工工艺流程见图2。图2支撑施工工艺流程4.2工期控制西溪厂房基坑内共布设36条钢筋混凝土支撑梁,根据西溪厂房基坑开挖施工总进度计划要求,每条支撑梁从建基面移交至符合下一步开挖要求,必须在5天内完成。因此,对支撑梁施工的每一个环节均进行优化控制:①优化配合比,添加早强剂,保证混凝土强度在3天内达到C25强度。②支撑梁施工工作面移交后,在基础面上回填300mm厚的砂碎石垫层,省去安装支撑梁底模的工序。③为缩短钢筋混凝土支撑梁施工的直线工期,先在工地附近(门机控制范围内)形成临时钢筋厂,预制支撑梁钢筋笼,并利用门机吊放安装。④利用基坑两侧门机吊装混凝土浇筑。4.3质量控制进行,填筑前用砂料回填至梁面以上20～30cm,再覆盖厚铁板来避免支撑梁面直接受力。土方开挖时,要避免开挖机械对混凝土支撑梁的直接碰撞,开挖机械不能直接压在支撑梁位置作业。4.5拆除和换撑混凝土支撑与永久结构混凝土相结合的部位,对支撑梁四周围打毛后可直接浇筑结构混凝土,不需要进行拆除和换撑。对需要拆除的支撑梁,均需在结构混凝土施工至设计允许拆除高程后,再进行支撑梁拆除作业。拆除前,先用门架在支撑梁底进行支撑,再凿掉需拆除的支撑梁两端头的混凝土,用门机吊挂支撑梁后,割断支撑梁两端钢筋,吊装支撑梁至基坑外。拆除掉混凝土支撑梁的位置,要用砂浆对结构混凝土表面进行修复处理。5结语潮州供水枢纽西溪厂房深基坑施工在地质条件差、周边环境复杂、工期紧的情况下,经过方案优选,采用了钢筋混凝土支撑,取得了很好的效果。该工程的应用经验表明:钢筋混凝土支撑对两侧采用地下连续墙支护的深厚软弱基坑有很好的适用性,稳定性好,支撑间距大,施工方便,造价低。在使用钢筋混凝土内支撑时,应尽可能地考虑与永久结构混凝土相结合,合理利用,省去拆除混凝土支撑的工作量。此外,应严格地控制钢筋混凝土支撑的施工质量,并在基坑开挖时做好支撑体系的监测工作,保证深基坑施工安全。(责任编辑:李洁莉)