后拆撑式型钢．混凝土双围檩基坑支护 体系和施工方法研究 王军’， 华燕 １．上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会办公室 上海 ２０００３２；２．上海建瓴工程咨询有限公司 上海 ２０００３２ 摘要：针对上海悦合国际广场地下室存在大范围夹层楼板缺失的情况，在对深基坑混凝土支撑进行了换撑和后拆撑的 多方法比较后，创新性地提出了后拆撑式型钢一混凝土双围檩基坑支护体系和施工方法，并在该基坑支撑体系中成功应 用，降低了支撑后拆除的难度，保证了后拆撑工况下主体结构墙体的施工和防水问题，为深大基坑主体结构回筑阶段 支撑体系的设计和施工提供了新的思路。 关键词：建筑深基坑 后拆撑方法 型钢一混凝土双围檩支护体系 防水处理 施工效果 中图分类号：ＴＵ７５３．８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４ １００１（２０１４）０７ ０８０３—０３ Ｐｏｓｔ Ｄｉｓｍａｎｔｌｉｎｇ ｏｆ Ｂｒａｃｉｎｇ ｍｙｐｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｓｔｅｅｌ—Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｕｒｌｉｎ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｓｔｕｄｙ Ｗａｎｇ Ｊｕｎ’・ Ｈｕａ Ｙａｎ’＇ １．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｕｒｂａｎ—Ｒｕｒａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ Ｏｆｆｉｃｅ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２：２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｎｌｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２ １ 工程概况 上海悦合国际广场位于上海市嘉定区曹安公路以南、 ￥２０公路以东，虬江河以北围合的地块。由１ 办公楼、２ 、 ３ 、４ 公寓式办公楼、多层商业建筑组成，其中１ 办公楼 为地上１９层，２ 、３ 、４ 公寓式办公楼为地上１７层，商业 建筑为地上２～３层，整个场地统设２层地下室。地下室１、 ２层层高分别为１Ｏ．５ ｍ、５．０ ｍ，部分地下１层设有夹层。 图１基坑围护分区 基地东侧靠近曹安国际商城和锦银购物中心，与地下室外 边线距离分别为６．５ ｍ和１１．２ ｍ；南侧距离虬江河护岸约 ２５．８ ｍ：北侧曹安路下有多条管线。深基坑周边环境条件 较复杂。 ２ 工程难点 根据该场地的地质勘察、周边环境条件和地下室主体 结构情况，该基坑存在以下三方面的难点： 一本基坑开挖面积约为３７ １３０ ｍ ，形状很不规则；开 挖深度为１６．９５ ｍ（１ ～４ 主楼区域）、１６．２５ ｍ（裙房区 域），局部深坑开挖深度为１７．６～２０．５ ｍ。深基坑安全等级 为一级，环境保护等级为二级。设计采用大直径钻孔灌注 桩排桩￣Ｄ－＿轴水泥土搅拌桩隔水帷幕进行围护，坑内沿竖 －是场地浅部②３—１黏质粉土层和②３—２砂质粉土层厚 度超过１ ０ ｍ，基坑防渗止水要求高，对大直径钻孔灌注桩 成桩质量要求高，稍有不慎，易发生渗漏问题，影响周边 环境和基坑安全。 向设置３道钢筋混凝土支撑，采用明挖顺作法施工。据业 主单位对主体结构进度要求，设计分为Ａ、Ｂ、Ｃ ３个区进 行分区围护、架设支撑和挖土施工，见图１，先同时施Ｚ＿Ａ 区和Ｃ区，再施工Ｂ区。 二是基坑面积大，开挖深度深，影响范围大，周边环 境条件较复杂，南侧虬江河驳岸和桥梁、北侧曹安路下的 管线有一定的保护要求：东侧国际商贸城、锦银购物中心 距离本基坑较近，且仅设１层地下室，比本基坑开挖深度 浅，须防止发生不利影响。 三是由于地下１层层高达１０．５ ｍ，且大范围的夹层楼板 缺失，由图２所示支撑和主体梁板结构位置关系可见，按 ３道水平混凝土支撑布置，第１道支撑无楼板可利用作为换 ａ —一 作者简介：王军（１９７４一），男，博士，高级工程师。 通讯地址：上海市宛平南路７５号ｌ号楼１９０２室（２０００３２）。 收稿日期：２０１４—０４—２９ ２０１４．７ Ｂｌｌｉｌ血Ｉｇ ｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ０ｎ Ｉ８０３ 撑板带，第２道支撑必然存在换撑或后拆问题。专家组评审 时也一致认为，该基坑面积大，开挖深度大，无论采取换 撑还是后拆措施，都存在较大的难度，对该基坑施工的安 全、质量、费用、工期等都有重大的影响。 图２支撑与主体结构梁板位置关系 通过研究分析和借鉴以往类似工程的实践经验，我 们针对深厚砂性土层中的大直径钻孔灌注桩成桩施工，通 过采取三轴搅拌桩内套打的措施解决：针对深大基坑和周 边环境的保护，通过分区围护，划大为小，精心设计和施 工，加强监测和信息化施工，能够保证周边管线、河岸、 房屋的安全。而对于夹层缺失区域的换撑或后拆撑问题， 因常规的钢支撑和或混凝土支撑均存在不足，故妥善解决 换撑或后拆撑问题，是本基坑工程施工难点中的重点。 ３ 换撑或后拆撑技术路线ｎ ３．１换撑 一般情况下，基坑工程遇到换撑时多采用型钢支撑 或钢管支撑，预埋防水片，外墙施工时浇筑在墙体内，支 撑拆除时割断钢支撑，有利于外墙施工，防水措施较为成 熟。该基坑曾考虑采取双榀型钢斜支撑进行第１道支撑换 撑。由于采用钻孔灌注桩围护，需要再设围檩，此外，型 钢斜支撑需穿越地下２层楼板支承在底板上，故该方法设计 和施工均较复杂，且效果难以控制。 同时，该基坑又考虑采用在地下２层顶板上方的夹层 处设置水平支撑换撑。若采用钢支撑，由于基坑分区面 积较大，尤其是Ａ区，则钢支撑布置将会比较密集，用量 大，原有格构柱数量也不足，施工较为繁琐。若第２道支撑 拆除后，在地下２层楼板上方的夹层处增设水平混凝土支 撑，支撑参数和布置类似第２道支撑。该方法虽然能较好解 决支撑的受力问题，但是需要增加大量的混凝土支撑，而 该混凝土支撑施工需要利用地下２层楼板设置水平支架系统 进行浇筑，所需工作量较大，且外墙与围檩连接处防水处 理较为困难，质量不易保证。 由此可见，该基坑采取换撑措施，无论是钢支撑还是 混凝土支撑，均需要增加大量的工程量，且施工繁琐，也 不利于外墙施工质量和防水质量。 ８０４ｆ建筑旆工第３６卷第７期 ３．２后拆撑 鉴于换撑存在的问题，我们遂考虑采取后拆撑措施。 但按一般的后拆撑工艺，也同样存在一些问题，如若第１道 支撑不拆除，由于地面标高变化较大，第１道支撑要求落低 较多，同时，第１道支撑上要设置栈桥，结构墙体的施工难 度将比换撑措施更大。 倘若第２道支撑不拆除，外墙回筑施工时无法穿越围 檩，加之外墙的节点施工非常复杂，防水措施难以到位。 但是不难发现，第２道支撑后拆的不利因素相对较少，只要 解决好外墙施工和防水施工与支撑系统之间的矛盾，则第２ 道支撑后拆将是最节省支撑材料和工作量的方法，而钢支 撑穿墙还是有利于解决外墙施工和防水质量问题的。按照 该思路，经与基坑设计单位反复研究，提出了在围檩上解 决问题的技术路线，即后拆撑式型钢一混凝土双围檩基坑支 护体系和施工方法（发明专利编号 ２０１ １１０３３５４８２）。 ３．３后拆撑式型钢－混凝土双围檩基坑支护体系及施工 方法 该支撑体系包括位于基坑内的围护墙、位于围护墙内 侧的多根水平支撑、固定于围护墙上的围檩、固定于水平 支撑上的围檩等。多根水平布置的型钢，排列于双围檩之 间；结构墙内的竖向钢筋，从型钢与双围檩之间的间隙自 下而上穿过。在回筑阶段，上述结构一直保留，直至地下 主体结构水平受力体系形成。在支撑围护墙时，割除结构 墙内侧伸出的部分型钢，移除整道钢筋混凝土支撑。该支 护体系可保证基坑开挖阶段水平支撑体系达到受力要求， 抵制横向变形，加快施工进度，降低成本，提高施工质 量。 ４后拆撑式型钢－混凝土双围檩在本基坑中的 应用 ４．１双围檩做法 通过计算分析，靠近围护墙一侧的外围檩采用 ４００ ｍｍ Ｘ ８００ ｍｍ，内侧围檩与常规围檩相同，采用 １ ５００ ｍｍ×８００ ｍｍ，两者之间距离以保证外墙施工和防 水施工操作空间为标准，型钢采用３５０ ｍｍ×３５０ ｍｍ× １２ ｍｍ×１９ ｍｍ，型钢间距通过计算确定为２ ｍ。为保证 型钢与混凝土连接可靠，在混凝土内、外侧围檩内预埋钢 板，与型钢焊接。双围檩构造见图３。 ４．２防水处理 由于型钢穿墙处有部分需埋在结构外墙内，故在满足 结构受力的情况下，型钢穿墙处的防水处理十分关键。为 保证防水可靠，采用２块厚４ ｍｍ钢板作为止水片与型钢焊 接而成，满焊，焊缝高度均为４ ｍｍ。 主体结构完成后割除双围檩中的型钢，外墙外侧铺贴 柔性防水层，使外墙面的柔性防水层形成整体，以保证防 水效果。 １ Ｈ ・ ４．４双围檩施工 双围檩施工时，与常规的围檩施工类似，即在底模完 １左 １２ＵＪ ，撼髓， 锎片ｌ Ｉ＼主筋 厂一 成后绑扎钢筋笼，并预先埋设好与型钢焊接的钢板，再将 焊接好防水片的型钢与预埋钢板焊接。之后搭设混凝土围 檩的侧模，浇筑混凝土，待达到强度要求后再拆模。现场 施工情况中，一段是浇筑好拆模的双围檩体系，一段是未 拆模的双围檩体系。支撑拆除时，割断型钢，按常规工艺 制 “ ’＿’ ．． ．． ｝ 斗：．‘ ‘ 触 ＼ ’ ， 。｝旦 上下各 １２ｕ形箍筋 ｝｝ 爆破或凿除处理。 ５ 结语 本工程深基坑通过采用刨新性的后拆撑式型钢一混凝土 支护体系及施工方法，降低了后拆撑体系在结构回筑阶段 的施工难度，解决了楼板缺失区域的支撑后拆除难题，确 保了支撑系统的受力安全，加快了施工进度，节省了工程 图３型钢．混凝土双围檩节点 造价，保证了施工质量，取得了良好的综合效益。同时， 后拆撑式型钢一混凝土双围檩基坑支护体系和施工方法也为 超大面积深基坑支撑体系设计与施工提供了新的思路。 ４．３墙体加强配筋 因型钢处原设计墙体钢筋被截断，故在型钢周边设置 ２０ ｍｍ加强筋，并在型钢四角的墙体内外两侧增设斜向 ２Ｏ ｍｍ加强筋，见图４，以保证墙体受力可靠。 ・・０ ０ ｅ ［１】马其彬，王建平．深基坑钢筋混凝土内支撑采用缓拆方法的应用 ［Ｊ］．浙江建筑，２０１３（４）：３３—３６，４５． 【２］黄鹤轩．浅析房屋建筑深基坑支护技术及质量控制［Ｊ］．科技与企 业．２０１２（１０）：２０７． 【３］岳宇．建筑工程施工中的深基坑支护技术探讨［Ｊ】＿建材发展导向， ２０１ １（９）：１６７—１６９． ［４ｌ胡志军．地铁车站深基坑维护设计及其稳定性评价研究【Ｄ］．西 图４型钢周边加强配筋 安：西安科技大学，２００７． （上接第８０２页） 除的施工顺序，做好实时监测等一系列技术措施，从支撑 拆除直至地下室完成，历时仅仅５８ ｄ。实施效果表明：大 品，气割施工时气割所用的氧气瓶、乙炔瓶，分车运输、 分开放置，并配备足够的水桶和灭火器。 面积基坑支撑采用人工机械组合拆除方法是可行的，该方 法施工工期短，施工成本低，同时确保了拆除过程中地下 室结构的安全和成品保护。为以后类似基坑支撑梁拆除的 （ｅ）拆除时做好扬尘控制，边拆除边洒水。 ６监测措施 本工程支撑拆除期间，对基坑进行监测了以下内容： 围护墙项部垂直、水平位移，围护墙侧向变形（测斜）， 支撑轴力，立柱垂直位移监测，坑外地下水位。 同时对周边地下管线沉降、位移监测和周围建筑物沉 降进行加密监测（２次／ｄ），出现异常应及时通知监理、 施工积累了宝贵的经验。 ・・９ ０ ０ ０ ［１】刘国斌，王卫东．基￣Ｌ＿ｒ－程手册ｆＭ］．２ｆ＆．北京：中国建筑工业出 版社．２００９． 【２］建筑施工手册编写组．建筑施工手册【Ｍ】．４版．北京：中国建筑工 业出版社。２００３． 设计、业主及施工单位，及时进行处理。本工程支撑拆除 全过程，监测数据皆在正常范围内，未达到预警值。 ［３］中国建筑工程总公司．地基与基础工程施工工艺标准【Ｍ］．北京： 中国建筑工业出版社，２００３． ７ 结语 本工程通过大量的前期策划，通过合理安排从支撑拆 ［４］夏明耀。曾进伦．地下工程设计施工手－ｈｔ￣－［Ｍ］．北京：中国建筑工业 出版社．１９９９． ｆ ２０１４・７ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｉ ８０５
