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1、37基基坑坑環環形形鋼鋼筋筋混混凝凝土土內內支支撐撐分分區區不不同同步步拆拆除除施施工工工工法法1前前言言當前，在類似上海、福建等地質條件較差地區，基坑支護常采用環形內支撐。環形內支撐采用環梁對稱平衡的受力體系，受力較為復雜，拆撐時往往需對環梁兩端進行對稱拆除，逐步將環梁中內力釋放后逐步拆撐，以確保基坑安全。但受業主開發節奏、地質條件等因素的影響，環形內支撐基坑內不同區域的施工進度不同，而環形內支撐及其支撐桿件往往又與地下室主體結構相沖突，因此基坑內先施工的地下室區域需提前拆除內支撐。XX有限責任公司在裕景中心項目采用環形內支撐分區不同步拆除施工。裕景中心項目先施工區域（Hotel 酒店區域）2、和后施工區域（SOHO 辦公樓區域）施工進度前后相差近1 年時間。在內支撐拆除過程中，首先進行內支撐受力模擬驗算，通過模擬驗算得到拆撐前、不同區域拆撐過程中的內力及變化，基于驗算結果對內支撐分界部位設置鋼拱腳傳力裝置以平衡后拆撐區域的環梁軸力，并在鋼拱腳上埋設混凝土應變計，在先拆撐區域拆撐時進行應變監測，以保證拆撐過程的安全。同時在模擬驗算的基礎上，科學安排各區域拆撐的順序，在各區內實現應力逐步釋放，確保了基坑安全。圖 1裕景中心項目分區不同步施工實景圖經國內外查新，基坑內擬建建筑物開發進度不同步，各區域施工進度差異大，環形內支撐采取分區不同步拆除技術的情況尚無成熟的施工經驗可參考借鑒。由于當3、前建筑業的發展，類似大面積環形內支撐不同步拆撐情況將會越來越多，該工法能為類似工程提供經驗借鑒，具有較廣泛的推廣價值（該圖進度為最南端兩道內支撐已拆除，酒店施工至地上5層結構，辦公樓仍處于基坑施工）為更好地將環形內支撐分區不同步拆除技術運用到工程施工中，XX工程有限責任公司總結形成了基坑環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除施工工法。2工工法法特特點點382.1科學合理科學合理通過對內支撐各桿件受力情況進行分析和模擬驗算，在關鍵節點部位設計傳力裝置以平衡后拆撐區域的內力，科學合理實現內支撐分區不同步拆除，確保先行施工區域的進度。2.2安全安全內支撐施工時以及鋼拱腳安裝時埋設應力計和應變計，以便在內4、支撐拆除過程中對內支撐各桿件和鋼拱腳受力變形進行同步實時監測，同時結合原有基坑監測體系，確保拆撐全過程的安全。3適用范圍適用范圍本工法適用于所有環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除的施工。4工藝原理工藝原理通過對環形內支撐受力進行模擬驗算，得到先后拆撐分界部位的荷載值，依據該荷載設計驗算鋼拱腳傳力裝置。然后在拆撐分界部位安裝鋼拱腳傳力裝置，拆撐時后拆撐區域內支撐拱圈的切向軸力便逐漸傳遞至先拆撐區域基坑肥槽的鋼筋混凝土上，以達到力的平衡，確保基坑的安全。5施工工藝流程及操作要點施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程施工工藝流程基坑環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除施工工藝流程見圖 5.1。39圖5、 5.1基坑環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除施工工藝流程圖5.2操作要點操作要點下面以福建廈門裕景中心項目為例對環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除的操作要點進行闡述。40圖 5.2裕景中心項目環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除分區示意圖5.2.1 施工準備（1）工程準備熟悉圖紙及現場核對，詳細分析內支撐結構體系和現場及周邊的環境情況。（2）建模準備建立模型，建立的內支撐構件模型的精度必須與圖紙上尺寸一致。5.2.2 環形鋼筋混凝土內支撐模擬驗算（1）拆撐前環形鋼筋混凝土內支撐模擬驗算拆撐前在平衡狀態下，基坑外圍產生的壓力傳遞到環形鋼筋混凝土內支撐體系上形成平衡。本例采用啟明星軟件對拆撐前內支6、撐軸力、剪力、彎矩及位移進行模擬驗算與分析。拆撐前拆撐分界部位受力驗算如下表。部位軸力剪力彎矩位移拆撐分界部位 118052-917760，323；跨中 26741.8拆撐分界部位 220549648支座 161，534；跨中 15635.5（2）后置鋼拱腳模擬驗算通過在拆撐分界部位增加后置鋼拱腳將原作用力進行轉換，確保提前拆撐的科學可行。本例采用 Midas 軟件對鋼拱腳受力過程進行有限元分析。1）建立有限元分析模型圖 5.3內支撐環梁與鋼拱腳有限元模型2）模擬施工過程及有限元分析模擬施工過程鋼拱腳安裝前內支撐受力狀況41鋼拱腳及肥槽混凝土澆筑后受力狀況先施工區域環形內支撐拆除后受力狀況5.7、2.3 鋼拱腳設計與驗算（1）鋼拱腳設計原理在內支撐環梁與腰梁交界處即拆撐分界部位安裝鋼拱腳傳力裝置，將內支撐環梁軸力傳遞至基坑肥槽的鋼筋混凝土上，使后拆撐區域達到力的平衡。鋼拱腳采用在鋼筋混凝土內支撐環梁上鉆孔，孔內穿高強抗剪螺桿；通過上、下鋼夾板及螺桿與環梁夾緊固定；然后在孔內注入植筋膠，以保證螺桿與孔壁連接緊密；內支撐環梁下方設鋼擋板，鋼擋板上焊栓釘，并采用加勁板連接下鋼夾板和鋼擋板；在基坑肥槽中鋼拱腳部位 10m 范圍內澆筑鋼筋混凝土擋墻，肥槽其他區域回填混凝土擋墻，將鋼拱腳上的內力傳遞到肥槽混凝土擋墻上。通過上述方法使內支撐環梁中的軸力傳遞到基坑肥槽內的鋼筋混凝土上，保證先施工區域提8、前拆撐時整個基坑的安全，且不影響已經施工完成的主體結構的安全。鋼拱腳三維示意見圖 5.4。圖 5.4鋼拱腳三維示意圖（2）鋼拱腳受力傳遞鋼拱腳受力傳遞路徑：內支撐環梁軸力高強抗剪螺栓下鋼夾板鋼擋板肥槽混凝土擋墻。鋼拱腳組成及鋼拱腳受力傳遞示意見圖 5.5。42圖 5.5鋼拱腳組成及鋼拱腳受力傳遞示意圖（3）鋼拱腳驗算1）鋼板驗算在混凝土環梁下方采用鋼拱腳，驗算鋼板截面強度和抗剪強度。若=NS NbvS，則滿足受力要求。3）鋼拱腳部位肥槽混凝土強度驗算鋼拱腳擋板與混凝土外墻連接，承受北區環梁傳來的軸力，其抗壓強度為 f=NS。若肥槽混凝土其設計抗壓強度 NS，則滿足受力要求。5.2.4 鋼拱腳安9、裝1）鉆孔：鉆孔孔徑應比高強抗剪螺桿直徑大，并能保證植筋膠注入孔內。2）吊裝鋼拱腳鋼板：鋼拱腳加工制作時，將下鋼夾板、鋼擋板和加勁板焊接成一體。現場采用塔吊配合電動葫蘆的方式將鋼拱腳吊裝就位。3）安裝高強抗剪螺桿：將螺桿穿入孔內，預緊螺桿下頭螺母。4）孔內注入植筋膠：在環梁上方提住螺桿并沿著螺桿往孔內注入植筋膠，注滿即可。5）擰緊螺母：擰緊螺桿兩頭的螺母，保證螺桿和鋼板不松動。5.2.5 應變計安裝應變計須在鋼拱腳安裝固定后、基坑肥槽鋼筋施工前進行安裝固定在鋼擋板上。應變計安裝應垂直于鋼擋板受力面并靠近鋼擋板的中心位置，同時應預留足夠長的數據采集線并做好保護，確保監測數據可測有效。5.2.6 10、基坑肥槽鋼筋混凝土擋墻施工在基坑肥槽中鋼拱腳部位 10m 范圍內澆筑鋼筋混凝土擋墻，肥槽其他區域回填素混凝土擋墻，將鋼拱腳上的內力傳遞到肥槽混凝土擋墻上。鋼筋混凝土擋墻，沿著鋼拱腳排布的縱向兩側設置鋼筋網片，鋼筋按常規工藝施工；模板采用單面支模方法加固；混凝土澆筑按常規工藝施工，并在模板頂部留設澆搗喇叭口。5.2.7 鋼筋混凝土內支撐桿件及鋼拱腳監測整個內支撐拆除過程中每天對內支撐桿件的內力應變、基坑的沉降和鋼拱腳部位的混凝土應變等進行監測，以防內支撐應力集中或基坑變形過大影響基坑的安全。鋼拱腳安裝完以及基坑肥槽回填混凝土達到設計強度后，進行第一次鋼拱腳應變監測。獲得有效初始監測數據后組織開展11、先施工區域的內支撐拆除施工。其他后施工區域內支撐拆除按正常換撐后再拆撐的方法進行施工即可。43先施工區域拆撐過程中時刻收集觀察鋼拱腳的應變監測數據，并通過對比，驗證環形內支撐模擬驗算的結果。把拆撐前模擬驗算的結果和拆撐后應變監測的結果進行對比，正常情況下可知拆撐后應變監測的結果小于并接近于拆撐前模擬驗算的結果，證明在模擬驗算的基礎上進行鋼拱腳設計可行，且鋼拱腳安全可靠，能夠起到傳力的作用，從而保證基坑的安全。5.2.8 環形鋼筋混凝土內支撐拆除本項目總體上將整個內支撐劃分為最南端的內支撐、中部的內支撐和北側的內支撐三個區，由南向北分區逐步拆除。各區內支撐桁架體系分解為若干個小桁架體系，以小桁架12、體系為單元由南向北逐步拆除，以保持內支撐拆除過程中桁架體系的完整性。本例最南端的內支撐拆除順序為 A 區拆除B 區拆除C 區拆除D 區拆除。如下所示：一、內支撐整體分區圖二、內支撐拆除整體步驟步驟施工節點示意圖（上方為第一道內支撐，下方為第二道內支撐）1北側、南側鋼拱腳安裝2最南端第二道內支撐拆除443最南端第一道內支撐拆除4中部第二道內支撐拆除5北側第二道內支撐拆除6中部第一道內支撐拆除457北側第一道內支撐拆除說明：中間穿插換撐板帶、換撐短柱和車道、后澆帶傳力帶等施工。三、最南端內支撐體系拆除分區及順序細化圖拆除順序：A 區拆除B 區拆除C 區拆除D 區拆除5.3勞動力組織勞動力組織5.313、.1 勞動力投入表表 5.3勞動力投入勞動力投入（單位：人）（單位：人）人員種類設計驗算人員安裝工鋼筋工木工砼工監測工拆除工雜工人數61015108230306材料與設備材料與設備6.1材料材料主要材料為鋼拱腳、鋼筋、模板、混凝土和應力應變計。6.2設備設備46主要的機具設備見表 6.2。表表 6.2 主要的機具設備主要的機具設備表（單位：臺）表（單位：臺）序號設備名稱規格型號數量備注1鉆孔機10cm4環梁鉆孔2氣焊機WS-1608鋼筋燒斷3空壓機10 m38混凝土破碎4自卸汽車15t4運輸碎塊5反斗車1m32運輸碎塊6人力斗車0.6m312運輸碎塊7質量控制質量控制7.1工程工程質量控制質量14、控制標準標準7.1.1 采用的標準、規范序號名稱編號1建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規范GB50242-20022通風與空調工程施工質量驗收規范GB50243-20023通風管道技術規程JGJ141-20044建筑電氣工程施工質量驗收規范GB50303-20025輸送流體用無縫鋼管GB8163-20086低壓流體輸送用鍍鋅焊接鋼管GB/T3091-20087現場設備工業管道焊接工程施工及驗收規范GB50236-20118預制組合立管技術規范GB5068220119混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50204-201510混凝土結構設計規范GB50010-201111建筑地基基礎檢測技術規范15、DB42/269-200312建筑基坑工程監測技術規范GB50497-200913鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋GB1499.2-20077.1.2鋼拱腳制作與安裝質量標準表序號項目質量標準(mm)備注1鋼板厚度2mm2鋼板尺寸偏差5mm3鋼拱腳安裝位置偏差5mm4孔洞偏差2mm477.2質量質量保證措施保證措施7.2.1 鉆孔的孔位、孔深、傾斜度應按設計要求進行嚴格控制，其孔距、排距偏差允許為20cm，保證孔位達到設計和規范要求。7.2.2 嚴格執行“三檢”制，作好班組自檢，必須作好各工序的施工記錄，施工中上道工序不合格或未經監理工程師驗收簽證的預應力錨索階段產品，不得進入下一道工序施工。7.2.16、3 認真做好施工記錄，各道工序施工人員必須經培訓并經考核合格后方可上崗作業，嚴禁違章操作。8安全措施安全措施8.1一般規定一般規定8.1.1 做好安全防火等一般工作。8.1.2 設置專職安全員，負責施工過程中的安全檢查和事故預防工作。8.1.3 凡參加本工程施工人員，正式上崗前，應進行一次全面的安全教育，施工人員必須經過安全技術知識的培訓后，方可上崗作業。8.1.4 加強施工人員的安全意識，采取“安全第一，預防為主”的方針，建立層層安全現任責任制，樹立“誰負責施工，誰負責安全”的原則。8.1.5 凡參加本工程施工人員，均應遵守、服從安全員的監督和管理。如有不服從安全員監督和管理的人員，立即停止17、其作業，直至改正為止。8.1.6 凡參加本工程施工人員，均應自覺執行安全守則。必須做到工作時精力集中，不嬉戲打鬧，服從指揮，服從管理。上崗前 8 小時內不準飲酒，嚴禁酒后作業，杜絕疲勞作業。8.1.7 施工前對全體參加人員進行詳細的安全技術交底，并組織認真學習討論。8.1.8 現場所有施工機械均有專人操作，其他人員不得擅自使用。8.1.9 每天施工完成后，要及時將電源切斷。8.2 施工用電安全措施8.2.1 配電室要做到“五防一通”即防水、火、雷、雨、小動物，通風良好，保持干燥，門向外開；開關箱及配電設施上掛設安全警告牌，并配備必須的消防器材安全用具。8.2.2 采用三相五線制，所有的用電線路18、絕緣良好，無老化、破損和漏電，并用于絕緣子固定電線。8.2.3 工地有配電室，從總配電箱、分電箱、移動電箱直到開關箱。開關箱應具有防漏電、短路、過載的三種保護功能和三種防止漏電裝置，接零、接地、漏電保護裝置。8.2.4 電工每天上班前應檢查各開關箱及漏電保護器是否失靈，如失靈應及時更換。現場的施工機械均做到一機一閘一漏電保護。8.2.5 電箱的工作零線與保護零線應分別接在各自的接線端子板上，金屬外殼應作接零或接地保護。8.2.6 配電箱以及箱內電器均標明用途，分路應有標記。8.2.7 開關箱應有門鎖，下班時要斷開電源，并鎖上開關箱。8.2.8所有的熔件應與線路用電設備的實際負荷匹配即保險絲額定19、功率為電機額定功率的1.5倍。8.2.9 配電箱或配電線路維修時應懸掛停電標志牌，停、送電必須由專人負責。8.2.10 電氣線路和電氣設備應定期檢測絕緣電阻，達不到絕緣要求的老化電氣線路和表皮破損的電纜、電線必須及時更換或檢修。8.2.11 施工現場用電由專職人員布置，并嚴格遵循施工現場臨時用電安全技術規范。8.2.12 在檢查電器設備前應先斷開電源，并用試電筆檢查確認無電后，才能工作。488.2.13 各運行的電器設備的金屬外殼，必須采取保護接地。這樣可以使金屬外殼要常保持與大地相同的地位。8.2.14 臨時用電線路及設備的絕緣必須良好，不準使用裸線。8.2.15 電動施工機械和手持電動工具20、和外殼應接地，所使導線應是絕緣的橡皮軟線。使用電動工具應穿膠鞋，濕手不得接觸開關，電源不得有破皮漏電現象。9環環保保措措施施9.0.1 施工車輛及機械駛離現場應事先用水沖洗，保證車容車貌整潔，材料運輸車或出渣車上公路行駛前，應先扎好車箱縫隙，避免沿途泄漏，車箱頂部應加蓋篷布封嚴；9.0.2 路基或便道應經常灑水保養，防止塵土四處飛揚；9.0.3 施工現場出入口應設專人負責清掃垃圾土頭；9.0.4 做好現場臨設駐地的衛生環境，不亂丟生活垃圾；9.0.5 現場廢料棄置及污水處理排放需符合環保部門規定并經監理工程師認可；9.0.6 盡量減少噪聲污染，車輛禁止鈴號；9.0.7 做好臨時設施的拆遷、清理21、工作，做到工完料盡場地清；9.0.8 嚴禁車輛超載，對每輛進出場的車輛進行槍查，發現超載現象及時制止，以保護周邊道路。10效效益益分分析析10.1經經濟濟效效益益顯顯著著利用基坑環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除施工技術，實現了基坑不同區域先后施工的目的，為業主實現了提前銷售營業等目的，創造了一定的經濟效益。10.2社社會會效效益益突突出出當前，基坑環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除施工技術尚無成熟的施工經驗可參考借鑒。但由于建筑業的發展，類似環形內支撐分區不同步拆除的情況將會陸續面臨。因此，本施工技術的成功應用可為今后類似環形內支撐分區不同步拆除施工提供經驗借鑒，具備很好的社會效益。11應應22、用用實實例例11.1應應用用實實例例一一：裕裕景景中中心心樁樁基基（酒酒店店.SOHO）11.1.1 工程概況本工程位于鷺江道西側、廈禾路以南，由兩座高低錯落的綜合 SOHO 辦公樓與酒店組成，SOHO辦公樓為一座為外立面高達 210.15 米的標志性超高層建筑,酒店為一座外立面高 86.25 米的 S 型建筑。總用地面積為 19480.428 平方米，地上建筑面積 140000 平方米，地下 67187.39 平方米。11.1.2 施工情況環形鋼筋混凝土內支撐受力分析及模擬驗算：對環撐桁架體系各桿件的軸力、剪力、彎矩、位移等進行分析與模擬驗算；環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除鋼拱腳的設計及23、安裝施工；環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除及監測，先拆撐區域拆撐過程中時刻觀察收集鋼拱腳的應變監本工程建設單位為XX有限公司，設計單位為XX研究院有限公司，施工單位為XX有限責任公司。測49數據，并通過對比，驗證環形內支撐模擬驗算的結果，以確保基坑的安全。11.1.3 工程評價該工法在中國廈門市裕景中心樁基礎工程項目使用，因利用該施工工藝，先拆撐（先開發）區域可以繼續主體結構施工，加快了該區施工進度，有效的解決環形鋼筋混凝土內支撐分區不同步拆除的技術難題，取得了很好的使用效果，獲得了業主、監理及相關參見單位的好評。當前，基坑面積大，各區域施工進度差異大，基坑內支撐需分區不同步拆除的情況尚無成熟的施工經驗可參考借鑒。因此，本工法的成功應用可為今后類似內支撐分區不同步拆除施工提供經驗借鑒，具備很好的社會效益。