庄小杰,庞戈,赵艳波,崔延珑,陈烈,韩通

(中国建筑一局(集团)有限公司,北京 100161)

1 引言

随着城市的建设和不断开发,建筑群越来越密集、建筑高度越来越高,工程基坑的深度也随之增加,这些深大基坑常常紧邻建筑物、交通干线、地铁隧道及各种地下管线,施工场地紧张,施工条件复杂、工期紧迫,基坑工程的设计和施工的难度越来越大。目前基坑支护形式主要有自然放坡、土钉墙、单(双)排桩、地下连续墙等,但是由于基坑周边的复杂性原因,传统的或者单一的支护形式已经无法完全满足基坑支护的需要,在使用排桩的情况下,增加一个水平力可以有效增强支护的安全性,但传统水平支撑形式严重影响工期且施工难度大。合肥南站南广场项目利用钢斜撑结合排桩的支护形式进行基坑的支护,在施工空间受限、周围毗邻高铁站房、运营地铁等复杂条件下确保了基坑开挖、结构施工等安全稳定。

2 工程概况

合肥南站综合交通枢纽南广场工程位于合肥市包河区,总建筑面积88177㎡,是合肥市重点工程。工程为全地下建筑,地下共三层。结构形式采用现浇钢筋混凝土框架结构,根据建筑功能要求,西侧地下三层部分和东侧地下一层部分连为一个整体,中间不设变形缝。枢纽南广场位于合肥南站站区南侧,上接高铁站房为南站前广场作为高铁站房的主要疏散广场。南广场下部有两条运营地铁线路穿过。合肥南站综合交通枢纽南广场工程采用钢斜撑加排桩原因主要有以下两点:外部结构物局限,无法采用锚索施工,而单独的排桩支护亦无法满足支护要求;基坑临近运营地铁,单一的排桩支护或者对盾构区周边土体进行加固易造成地铁盾构区的水平变形,对运营地铁安全产生极大威胁。

图1 项目基坑开挖及支护效果图

3 关键施工技术

钢斜撑的安装、支护、拆除是在整个基坑开挖及结构施工中穿插进行的,与排桩共同作用确保基坑的安全可靠,主要施工工序如下:

清理大面土方→排桩施工→冠梁施工→开挖一阶预留土方→部分筏板及钢撑支座1施工→钢斜撑1施工→开挖二阶土方→腰梁施工→部分筏板及钢撑支座2施工→钢斜撑2施工→四次挖土→剩余筏板施工→桩间土支护→结构施工→肥槽素混凝土回填→钢支撑拆除。

图2 钢斜撑体系示意图及现场实施效果图

3.1 钢斜撑的施工

3.1.1 钢斜撑的组成加工

每根钢斜撑由若干段钢管通过法兰连接而成,钢斜撑的末端设置有活络头,作用是在此位置施加预应力。

3.1.2 钢斜撑的安装

当排桩施工完成后,依次施工完成排桩的冠梁、腰梁及钢斜撑的基础底座,同时排桩的冠梁、腰梁及钢斜撑的基础底座上都预埋有钢板用以固定钢斜撑,钢斜撑位置根据平面图布置,现场须复核,应避开塔吊和主体结构梁柱等,安装时通过电动葫芦吊起位于钢斜撑端部的吊环进行提升到位,一端连接在底座位置,另一端与冠梁、腰梁预留的钢板位置连接。

3.2 钢斜撑与结构交接节点处防水处理

由于钢斜撑必须在地下主体结构施工完成后才可以拆除,因此不可避免的存在钢斜撑穿结构外墙及底板的情况,这些节点的防水处理尤为关键,一旦处理不好将会存在严重的渗漏隐患。

3.2.1 钢斜撑与底板交接位置的防水处理

钢斜撑支座一般在结构底板以下,结构施工时钢斜撑会直接穿过结构底板,目前此节点防水处理有两种方法,卷材预做法及钢斜撑支座留后浇带法。

①卷材预做法

钢斜撑(部分)与基础一起直接浇筑到结构底板中,斜撑在浇筑前会进行卷材包裹等专门的防水节点处理,待外墙全部完成后从底板顶部处切除钢斜撑,然后在切割处再做防水加强处理。

②钢斜撑支座处留置后浇带法

在钢斜撑底座位置设置后浇带,斜撑与其底座采用螺栓连接,待结构施工完成后从斜撑底部处拆除斜支撑后进行此处后浇带施工,可以有效防止因为斜撑基础处防水节点处理不妥当造成的渗漏隐患。

3.2.2 钢斜撑与外墙交接位置防水处理

钢斜撑在外墙浇筑前需在此位置钢斜撑外周圈焊接一圈止水钢板,钢斜撑切割完成后,在内圈再焊接一圈止水钢板然后填满高一等级的抗渗混凝土,这样从钢斜撑钢管内外都遏制了渗漏隐患的产生,具体图示如图3。

4 结语

钢斜撑结合排桩的支护相对于水平内支撑等支护形式更加灵活,施工更加便捷,其使用范围受到外部条件约束较小,既方便土方开挖又能缩短工期降低造价,具有明显的经济效益,在合肥南站综合交通枢纽南广场工程整个基坑施工过程中,基坑总体及各监测要素始终处于一个较稳定状态,证明了此组合支护形式的可靠性。

图3 钢斜撑拆除前与外墙交接处防水处理节点图