盾構(gòu)始發(fā)超深基坑鋼筋混凝土板拆復(fù)建施工技術(shù)

李 嘉，羅 云

（浙江交工地下工程有限公司，浙江 杭州 310053）

0 引言

隨著城市地下空間開發(fā)規(guī)模擴大，高層建筑及地鐵、高鐵迅速發(fā)展，越來越多的地下設(shè)施源源不斷地涌現(xiàn)，超大、超深基坑工程越來越多[1]。在盾構(gòu)施工過程中不斷遇到盾構(gòu)機穿超深基坑的問題，如何減少其對超深基坑支護結(jié)構(gòu)的負面影響，成為深基坑施工中一個重要而又較難處理的施工環(huán)節(jié)[2-3]。目前常規(guī)施工方法雖可進行一般盾構(gòu)穿越基坑施工，但針對盾構(gòu)穿越基坑如何進行基坑結(jié)構(gòu)加固、盾構(gòu)機穿越之后如何恢復(fù)既有板撐結(jié)構(gòu)并保證結(jié)構(gòu)的安全及止水效果等方面尚存可進一步提升之處[4]。

1 工程概況

杭州市富陽區(qū)秦望通道工程項目中沙島深層空間利用工程，圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計里程范圍為右CK11+790.930—右CK11+993.930，基坑長191.5m，寬48～57.2m（不含圍護墻厚），基坑深度31.7～33.7m，基坑總面積為10069.1m2。圍護結(jié)構(gòu)采用1.5m厚鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，成槽深度50.7～53.5m，結(jié)構(gòu)內(nèi)襯墻與連續(xù)墻采用復(fù)合墻構(gòu)造型式，基坑采用順作法施工，共設(shè)置5道混凝土支撐，主體結(jié)構(gòu)為地下四層結(jié)構(gòu)分別為地下一層（站廳層）、地下二層（設(shè)備層）、地下三層（公路隧道層），其中地下三層板與地下二層板設(shè)置了臨時板撐，臨時板撐的斷面尺寸為；地下三層臨時板撐4200mm×500mm、3000mm×700mm，地下二層臨時板撐10600mm×300mm，盾構(gòu)配套吊裝前拆除。

2 板撐拆復(fù)建施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 工藝原理

針對大直徑盾構(gòu)（15.2m）通過基坑結(jié)構(gòu)，為減少大直徑盾構(gòu)通過時對基坑結(jié)構(gòu)造成破壞，對基坑結(jié)構(gòu)進行加強處理。采用臨時板撐對大直徑盾構(gòu)始發(fā)空間進行臨時支撐，以保證基坑整體穩(wěn)定性。臨時板撐內(nèi)預(yù)埋PVC管，根據(jù)切割分塊圖確定PVC管的預(yù)埋位置，方便鏈鋸切割及切割后塊體的吊裝作業(yè)。為避免臨時板撐拆除后基坑主體結(jié)構(gòu)發(fā)生較大形變，采用加大混凝土腋角結(jié)構(gòu)對大直徑盾構(gòu)始發(fā)場地基坑結(jié)構(gòu)進行加固，保證盾構(gòu)通過過程中基坑整體的安全性。圖1為臨時板撐的拆除和復(fù)建。在主體結(jié)構(gòu)與板撐銜接處，通過預(yù)埋H型鋼，保證復(fù)建后的板撐與主體結(jié)構(gòu)銜接處的強度及密水性，如圖2所示。

圖1 臨時板撐拆除、復(fù)建

圖2 臨時板撐與主體結(jié)構(gòu)銜接H型鋼結(jié)構(gòu)

切割施工開始前，按切割施工方案在切割拆除的臨時板撐結(jié)構(gòu)下方，放置橡膠輪胎加枕木的方式對拆除的臨時板撐結(jié)構(gòu)進行緩沖作用，緩沖平臺必須依據(jù)現(xiàn)場實際切割臨時板撐寬度情況來調(diào)整緩沖平臺的寬度，寬度宜為板撐寬度左右各加1m來鋪設(shè)，枕木的位置為臨時板撐每一分塊線處，緩沖平臺隨著臨時板撐拆除而拆除，如圖3所示。

圖3 臨時板撐拆除緩沖平臺結(jié)構(gòu)

2.2 工藝要點

2.2.1 基坑主體結(jié)構(gòu)施工

在所有結(jié)構(gòu)施工前，均必須詳細核對相應(yīng)的結(jié)構(gòu)預(yù)埋件圖備等有關(guān)專業(yè)設(shè)計圖是否有預(yù)埋件、預(yù)留孔，如有遺漏或結(jié)構(gòu)圖有矛盾時，必須立即通知設(shè)計管理部現(xiàn)場進行處理。施工時嚴格按照設(shè)計要求進行預(yù)留孔洞的設(shè)置?；觽?cè)墻與板撐結(jié)合處，預(yù)埋一道H型鋼，如圖4所示。

按設(shè)計要求進行臨時板撐鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。采用臨時板撐對盾構(gòu)始發(fā)空間進行臨時支撐保證基坑整體穩(wěn)定性。在臨時板撐上設(shè)置預(yù)埋板撐拆除PVC管方便臨時板撐拆除。預(yù)埋板撐拆除PVC管如圖5所示。

加大腋角施工：按設(shè)計要求進行臨時板撐鋼筋綁扎及混凝土澆筑施工。采用7.5m×4.5m加大混凝土腋角結(jié)構(gòu)，對盾構(gòu)始發(fā)場地基坑結(jié)構(gòu)進行加固，保證盾構(gòu)通過過程中基坑整體安全性，如圖6所示。

2.2.2 臨時板撐拆除

圖4 基坑側(cè)墻預(yù)埋H型鋼

圖5 預(yù)埋板撐拆除用PVC管

圖6 加大腋角施工

（1）臨時板撐拆除原則：根據(jù)總體施工進度及施工流程安排板撐拆除，且拆除順序為間隔地拆，來保證拆撐過程中應(yīng)力釋放的均勻性；根據(jù)切割分塊圖，一段一段的切割拆除；對預(yù)埋接駁器保護要求：切割過程中臨時板撐兩側(cè)各留5cm長度用于后期人工鑿除，以便對預(yù)埋接駁器的保護。

（2）緩沖平臺搭設(shè)：切割施工開始前，按切割施工方案在切割拆除的臨時板撐結(jié)構(gòu)下方，放置橡膠輪胎加枕木的方式對拆除的臨時板撐結(jié)構(gòu)進行緩沖作用，緩沖平臺必須依據(jù)現(xiàn)場實際切割臨時板撐寬度情況來調(diào)整緩沖平臺的寬度，寬度宜為板撐寬度左右各加1m來鋪設(shè)，枕木的位置為臨時板撐每一分塊線處，緩沖平臺隨著臨時板撐拆除而拆除。

（3）板撐切割：固定切割機械，將繩鋸切割機固定在底板上對板撐進行切割，切割角度需滿足各類機械的技術(shù)操作規(guī)程，與格構(gòu)柱相連的板撐優(yōu)先割除下部格構(gòu)柱后再切割板撐，切割時在板撐上部距離臨空墻0.5m處開始切割，在下部距離臨空墻1m處完成切割。同理，在板撐上部距離側(cè)墻腋角0.5m處開始切割，在下部距離側(cè)墻腋角1m處完成切割，最后在板撐中間處切割將切割好的板撐一分為二掉入緩沖平臺上，最后再將兩側(cè)剩余板撐進行切割。圖7為板撐切割。

圖7 板撐切割

（4）混凝土塊轉(zhuǎn)運吊裝：為方便后期大盾構(gòu)吊裝，與中板位置預(yù)留兩個盾構(gòu)吊裝孔，盾構(gòu)預(yù)留吊裝孔大小為16.4m×14m，切割下來的混凝土塊采用叉車將切割下的混凝塊運至預(yù)留孔，后地面通過130t吊車垂直吊運出基坑；吊裝前，根據(jù)起吊時的最大的靜拉力來確定吊裝使用的吊鏈，并且吊裝過程中應(yīng)及時檢查起重吊鏈的磨損程度，如磨損過大須及時更換新的吊鏈。

2.2.3 永久板撐復(fù)建

盾構(gòu)機從基坑始發(fā)段穿過后，進行永久板撐復(fù)建施工。永久板撐結(jié)構(gòu)構(gòu)件中縱向受力鋼筋的接頭宜相互錯開，鋼筋機械連接的連接區(qū)段長度應(yīng)按35d計算（d為被連接鋼筋中的較大直徑）。在同一連接區(qū)段內(nèi)有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率應(yīng)滿足規(guī)范要求。接頭宜避開有抗震設(shè)防要求的框架的梁端、柱端箍筋加密區(qū)；當無法避開時，應(yīng)采用Ⅱ級接頭或Ⅰ級接頭，且接頭百分率不應(yīng)大于50%；對直接承受重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，接頭百分率不應(yīng)大于50%。

3 技術(shù)特點

（1）采用臨時板撐對大直徑盾構(gòu)始發(fā)空間進行臨時支撐保證基坑整體穩(wěn)定，提高大直徑盾構(gòu)通過前車站主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（2）在臨時板撐上設(shè)置預(yù)埋板撐拆除PVC管，方便繩鋸切割及混凝土塊吊裝作業(yè)，提高臨時板撐拆除施工效率。

（3）采用加大混凝土腋角結(jié)構(gòu)對大直徑盾構(gòu)始發(fā)場地基坑結(jié)構(gòu)進行加固，保證盾構(gòu)通過過程中基坑整體安全性。

（4）針對盾構(gòu)始發(fā)空間，采用臨時立柱對基坑主體結(jié)構(gòu)進行臨時支撐加固，確保盾構(gòu)施工過程中基坑整體安全性。

（5）在主體結(jié)構(gòu)與板撐銜接處，通過預(yù)埋H型鋼，保證復(fù)建后的板撐與主體結(jié)構(gòu)銜接處的強度及密水性。

4 施工質(zhì)量控制

（1）根據(jù)總體結(jié)構(gòu)施工流程要求，按照從下往上的拆除順序?qū)εR時板撐體系進行切割拆除。板撐切割拆除前提條件如下：負三層臨時板撐需在負二層主體結(jié)構(gòu)中板強度達到100%方可進行切割作業(yè)；負二層臨時板撐需在第4段頂板施工完成后方可進行切割作業(yè)。

（2）切割長度可以根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整，對汽車吊半徑，幅度合理調(diào)整，最大吊裝重量不能超過限定值。

（3）在充分考慮汽車吊位置及工作半徑后總體切割順序如下：割除負三層臨時板撐→割除負二層板撐，負三層切割順序為盾構(gòu)吊裝孔至工作井封堵墻處依次切割，每塊臨時板撐均為由中間往兩側(cè)依次進行切割。

（4）單體切割施工流程：清理作業(yè)面→水電到位→切割位置定位→切割工藝孔開設(shè)→切割機械固定→臨時板撐切割→混凝土塊轉(zhuǎn)運→混凝土塊吊裝→混凝土塊外運。

（5）根據(jù)基坑突涌可能性計算，進行減壓性降水，在滿足工程減壓要求前提下，盡量減少由于降壓降水引起的地表沉降以及降水對周邊建筑物的不利影響。

5 結(jié)語

本技術(shù)可有效提升深基坑盾構(gòu)始發(fā)區(qū)間施工效率，降低施工難度，避免因盾構(gòu)施工導致基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形等問題，保證了施工過程的安全。另外，針對板撐拆除過程中的難題，通過在臨時板撐內(nèi)預(yù)埋PVC管，方便后期采用鏈鋸分區(qū)分塊切割臨時板撐以及板塊的吊裝作業(yè)。通過在基坑側(cè)壁內(nèi)預(yù)埋H型鋼，提升板撐與基坑側(cè)墻之間的粘結(jié)強度，提升界面處的密水性，對于提升地下結(jié)構(gòu)的使用體驗具有顯著提升。