哈尔滨市第十建筑工程有限责任公司
摘要:近年来,我国的建筑工程行业取得了比较大的发展与进步。目前,我国的城市建筑中,超高层建筑已经成为了一个重点发展的对象。为了提高建筑工程行业的总体发展水平,超高层建筑的完成质量必须得到保证。超高层建筑的地下结构是建筑中的一个重要组成结构,在实际施工过程中,需要运用合理的技术手段,才能保证地下结构的稳定性,优化建筑的整体性能。本文即将结合实例,对后拆支撑法在超高建筑地下结构施工中的应用进行简要的论述。
关键词:后拆支撑法;超高建筑;地下结构;应用
随着我国社会发展水平的不断提高,目前在城市中,超高层建筑已经并不少少见。超高层建筑的应用能够缓解城市的住房压力,也能够便于城市居民的工作和生活。为了使用户获得更好的使用体验,建筑工程施工过程中,必须保证施工的质量,尽可能能消除建筑中存在的安全隐患问题。地下结构是超高层建筑中的重要组成部分,它的质量将直接对超高层建筑的总体质量造成重大的影响。因此,施工过程中,必须选用高水平的施工技术,保证该结构的稳定性和高质量。
1实际施工案例
为了更好的对后拆支撑法在超高建筑中的应用进行论述,本文选择了对某地的真实施工案例进行说明。案例中的超高层建筑位于膜一线城市的市中心繁华地带,周围交通发达,居住人口较多,流动人口密度也很大。该超高层建筑总楼层数为45层,其中地下结构为3层。该建筑主要为各种企业和单位的办公楼。大屋面高度为180米,总建筑面积为90818平方米。建筑的主楼主要应用的是刚性混凝土框架为主要的结构体系。该建筑的基坑为呈发散状的矩形结构。总面积约为5540平方呢。裙带楼区基坑的开挖深度为18.25米,主楼区基坑的开挖深度为19.85米,建筑电梯井落区的深度为25.60米。建筑施工中,主要选用了两墙合一的结构完成了对基坑的围护工作。在围护支撑工作中,主要选用了钢筋混凝土的支撑方式。支撑平面整体为圆形,最大支撑截面的面积为2.42平方米。
2实际施工情况
由于工程所处的特殊地理位置和工程的自身特点要求,在实际施工过程中,工程中存在着一定的困难。
2.1工期问题
在最初的设计方案中,从建筑结构的钢筋和砼结构的施工开始,到地下结构施工完成,几化工期为78天。但是由于该工程的3层地下结构施工量过大,如果沿用传统的砼支撑爆破和清渣的施工手段,保守估计完工需要101天。这严重超出了开发商规定的施工期限。但是,如果不拆除建筑基坑原有的工程结构,直接进行地下结构的减少,保守估计60天即可完成施工。
2.2建筑的地理位置问题
如前文所述,该建筑位于市中心的繁华地带,施工环境相对复杂。为保证建筑的完成质量,也为进了能避免对周围环境产生影响。在施工过程中,土体变形控制的工作必须高职量完成,才能避免对周围建筑造成危害,也能减少对市中心空气环境的污染。
3技术路线确定
经过综合考虑,最终决定基坑围护水平支撑的拆除采用后拆方案,使拆撑工期不占主线工期,同时也可减少拆撑引起基坑挡土结构的变形,具体做法是:主体结构施工出地面至地上9层时,采用延时爆破技术从下到上依次拆除所有钢筋混凝土支撑。
4后拆支撑法施工方案
4.1支撑设计优化
从平面、高程两方面对后拆支撑的布置进行设计优化,同时对主体结构局部区域进行调整,以解决施工中受力构件与支撑体系相碰的问题,以能方便施工并为后续施工提供便利。
基坑围护初步设计方案为地下连续墙(两墙合一)结合4道中部十字对撑、四周边桁架的钢筋混凝土支撑体系。施工单位在综合考虑了业主进度要求、施工场地等方面因素后,对基坑围护初步设计方案中支撑体系的布置提出建议,即将十字对撑桁架布置形式改为圆环撑布置形式,中间设置直径为60m的圆形环梁、基坑四周设置边桁架,利用圆形支撑的受压特点,形成完整的支撑受力体系。圆环形支撑体系与十字对撑体系相比,完全避开了主楼核心筒区域及主楼的劲性柱,可以在不拆撑的情况下进行地下主体结构施工。
后拆支撑法施工方案需重点考虑的问题:①应考虑竖向结构与支撑的平面位置关系,尽量减少先拆部分支撑的工作量;②应考虑结构梁与格构柱的平面位置关系,防止出现格构柱,给结构梁施工造成困难;③应考虑支撑结构与地下梁板之间的空间,防止空间过小造成爆破施工装药人员操作困难;④部分位于支撑下面的竖向结构施工应考虑在支撑室内爆破、清渣完成后再补做的可行性,并做好留设施工缝的深化设计。
4.2地下结构施工
4.2.1局部先拆支撑区域确定以及拆除方法
将影响竖向结构施工的最小部分水平支撑先行拆除,该部分支撑采取人工用风镐拆除的方式。此外,栈桥由于距离地下1层顶板较近,采用室内封闭爆破较难实施,在地下1层顶板浇筑前,予以先行拆除。这种小范围的拆除施工和结构施工互相穿插,基本不占用关键线路工期时间。
4.2.2地下室四周竖向结构施工方式
本工程地下室四周沿地下连续墙边设置截面尺寸400mm×1000mm、400mm×1200mm、400mm×1800mm的结构壁柱,壁柱正好被每道支撑围檩上下分隔开,因此一部分壁柱必须待支撑围檩爆破清渣完成后再进行补全施工。
4.2.3局部竖向结构后做施工
部分位于支撑下面的竖向结构考虑在支撑室内爆破、清渣完成之后再补做,但须在前期施工楼板的相应位置上预留好混凝土浇捣孔,如图1所示,以便在前期施工好的楼板下进行竖向结构的后做施工。
4.3室内爆破及主体结构保护措施
4.3.1爆破拆除方案
针对地下室的顶板和底板、梁、柱都已经浇筑完成,上部结构仍在施工,待拆支撑梁处在地下1层~地下3层,夹在上下楼板之间,支撑梁距离楼板最近处约为35cm,部分立柱与支撑梁连接在一起,爆破难度大的特点,采用小药量、微差延时起爆,着重注意孔距、排距的调整,确定合理的药量,严格控制单孔药量和单段起爆药量,采用粉碎性破碎与松动破碎相结合的爆破方案。
4.3.2爆破拆除顺序
支撑采用爆破的方法从下至上逐道拆除,即先进行第4道支撑的爆破作业,然后依次进行第3,2,1道支撑的爆破。每道支撑爆破拆除时间间隔在2周左右。单次起爆量近百段,任一局部按切割孔→连系梁→支撑→围檩顺序逐段安全解体。
4.3.3渣土清运施工
废钢筋和渣土由于受地下室空间、通道以及车道楼板承载能力的限制,采用了人工清理废钢筋,由小型挖机、铲车将散落的渣土归堆,5t小型卡车外运的方式。
4.3.4降低爆破施工对地下结构影响的技术措施
根据结构情况,优化炮孔参数(孔距、排距、炮孔深度及堵塞长度等)和用药参数。
药量选择:选择合理的爆破药量,使支撑围檩做到“碎而不抛”。特别靠近结构的炮孔(距离小于30cm),适当减小单孔装药量。
起爆方法:采用微差起爆的爆破技术,严格控制每个小网络的时差(几十毫秒),这样可以有效控制单段起爆药量<3kg。对于特别靠近结构(距离小于60cm)的支撑梁、围檩等,单段起爆药量<1kg,以减少炸药能量过于集中,从而减少爆炸冲击波及飞石对地板和顶板的影响。
5结语
事实证明,施工过程中选用后拆支撑法完成超高层建筑地下结构的施工,能够在保障建筑完成质量的前提条件下,减少对建筑周围环境的影响,也能够有效提高工程完成效率。这将对我国的建筑工程发展起到积极的促进作用。
参考文献
[1]刘洪明.几种地下结构施工技术的对比分析[J].城市建筑.2013(04)
[2]柴艳飞.盖挖逆作法的地下结构施工对地表建筑物的影响[J].天津建设科技.2013(03)
[3]朱合华,丁文其.地下结构施工过程的动态仿真模拟分析[J].岩石力学与工程学报.1999(05)