1、37基基坑坑环环形形钢钢筋筋混混凝凝土土内内支支撑撑分分区区不不同同步步拆拆除除施施工工工工法法1前前言言当前，在类似上海、福建等地质条件较差地区，基坑支护常采用环形内支撑。环形内支撑采用环梁对称平衡的受力体系，受力较为复杂，拆撑时往往需对环梁两端进行对称拆除，逐步将环梁中内力释放后逐步拆撑，以确保基坑安全。但受业主开发节奏、地质条件等因素的影响，环形内支撑基坑内不同区域的施工进度不同，而环形内支撑及其支撑杆件往往又与地下室主体结构相冲突，因此基坑内先施工的地下室区域需提前拆除内支撑。XX有限责任公司在裕景中心项目采用环形内支撑分区不同步拆除施工。裕景中心项目先施工区域（Hotel 酒店区域）2、和后施工区域（SOHO 办公楼区域）施工进度前后相差近1 年时间。在内支撑拆除过程中，首先进行内支撑受力模拟验算，通过模拟验算得到拆撑前、不同区域拆撑过程中的内力及变化，基于验算结果对内支撑分界部位设置钢拱脚传力装置以平衡后拆撑区域的环梁轴力，并在钢拱脚上埋设混凝土应变计，在先拆撑区域拆撑时进行应变监测，以保证拆撑过程的安全。同时在模拟验算的基础上，科学安排各区域拆撑的顺序，在各区内实现应力逐步释放，确保了基坑安全。图 1裕景中心项目分区不同步施工实景图经国内外查新，基坑内拟建建筑物开发进度不同步，各区域施工进度差异大，环形内支撑采取分区不同步拆除技术的情况尚无成熟的施工经验可参考借鉴。由于当3、前建筑业的发展，类似大面积环形内支撑不同步拆撑情况将会越来越多，该工法能为类似工程提供经验借鉴，具有较广泛的推广价值（该图进度为最南端两道内支撑已拆除，酒店施工至地上5层结构，办公楼仍处于基坑施工）为更好地将环形内支撑分区不同步拆除技术运用到工程施工中，XX工程有限责任公司总结形成了基坑环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除施工工法。2工工法法特特点点382.1科学合理科学合理通过对内支撑各杆件受力情况进行分析和模拟验算，在关键节点部位设计传力装置以平衡后拆撑区域的内力，科学合理实现内支撑分区不同步拆除，确保先行施工区域的进度。2.2安全安全内支撑施工时以及钢拱脚安装时埋设应力计和应变计，以便在内4、支撑拆除过程中对内支撑各杆件和钢拱脚受力变形进行同步实时监测，同时结合原有基坑监测体系，确保拆撑全过程的安全。3适用范围适用范围本工法适用于所有环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除的施工。4工艺原理工艺原理通过对环形内支撑受力进行模拟验算，得到先后拆撑分界部位的荷载值，依据该荷载设计验算钢拱脚传力装置。然后在拆撑分界部位安装钢拱脚传力装置，拆撑时后拆撑区域内支撑拱圈的切向轴力便逐渐传递至先拆撑区域基坑肥槽的钢筋混凝土上，以达到力的平衡，确保基坑的安全。5施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工工艺流程基坑环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除施工工艺流程见图 5.1。39图5、 5.1基坑环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除施工工艺流程图5.2操作要点操作要点下面以福建厦门裕景中心项目为例对环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除的操作要点进行阐述。40图 5.2裕景中心项目环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除分区示意图5.2.1 施工准备（1）工程准备熟悉图纸及现场核对，详细分析内支撑结构体系和现场及周边的环境情况。（2）建模准备建立模型，建立的内支撑构件模型的精度必须与图纸上尺寸一致。5.2.2 环形钢筋混凝土内支撑模拟验算（1）拆撑前环形钢筋混凝土内支撑模拟验算拆撑前在平衡状态下，基坑外围产生的压力传递到环形钢筋混凝土内支撑体系上形成平衡。本例采用启明星软件对拆撑前内支6、撑轴力、剪力、弯矩及位移进行模拟验算与分析。拆撑前拆撑分界部位受力验算如下表。部位轴力剪力弯矩位移拆撑分界部位 118052-917760，323；跨中 26741.8拆撑分界部位 220549648支座 161，534；跨中 15635.5（2）后置钢拱脚模拟验算通过在拆撑分界部位增加后置钢拱脚将原作用力进行转换，确保提前拆撑的科学可行。本例采用 Midas 软件对钢拱脚受力过程进行有限元分析。1）建立有限元分析模型图 5.3内支撑环梁与钢拱脚有限元模型2）模拟施工过程及有限元分析模拟施工过程钢拱脚安装前内支撑受力状况41钢拱脚及肥槽混凝土浇筑后受力状况先施工区域环形内支撑拆除后受力状况5.7、2.3 钢拱脚设计与验算（1）钢拱脚设计原理在内支撑环梁与腰梁交界处即拆撑分界部位安装钢拱脚传力装置，将内支撑环梁轴力传递至基坑肥槽的钢筋混凝土上，使后拆撑区域达到力的平衡。钢拱脚采用在钢筋混凝土内支撑环梁上钻孔，孔内穿高强抗剪螺杆；通过上、下钢夹板及螺杆与环梁夹紧固定；然后在孔内注入植筋胶，以保证螺杆与孔壁连接紧密；内支撑环梁下方设钢挡板，钢挡板上焊栓钉，并采用加劲板连接下钢夹板和钢挡板；在基坑肥槽中钢拱脚部位 10m 范围内浇筑钢筋混凝土挡墙，肥槽其他区域回填混凝土挡墙，将钢拱脚上的内力传递到肥槽混凝土挡墙上。通过上述方法使内支撑环梁中的轴力传递到基坑肥槽内的钢筋混凝土上，保证先施工区域提8、前拆撑时整个基坑的安全，且不影响已经施工完成的主体结构的安全。钢拱脚三维示意见图 5.4。图 5.4钢拱脚三维示意图（2）钢拱脚受力传递钢拱脚受力传递路径：内支撑环梁轴力高强抗剪螺栓下钢夹板钢挡板肥槽混凝土挡墙。钢拱脚组成及钢拱脚受力传递示意见图 5.5。42图 5.5钢拱脚组成及钢拱脚受力传递示意图（3）钢拱脚验算1）钢板验算在混凝土环梁下方采用钢拱脚，验算钢板截面强度和抗剪强度。若=NS NbvS，则满足受力要求。3）钢拱脚部位肥槽混凝土强度验算钢拱脚挡板与混凝土外墙连接，承受北区环梁传来的轴力，其抗压强度为 f=NS。若肥槽混凝土其设计抗压强度 NS，则满足受力要求。5.2.4 钢拱脚安9、装1）钻孔：钻孔孔径应比高强抗剪螺杆直径大，并能保证植筋胶注入孔内。2）吊装钢拱脚钢板：钢拱脚加工制作时，将下钢夹板、钢挡板和加劲板焊接成一体。现场采用塔吊配合电动葫芦的方式将钢拱脚吊装就位。3）安装高强抗剪螺杆：将螺杆穿入孔内，预紧螺杆下头螺母。4）孔内注入植筋胶：在环梁上方提住螺杆并沿着螺杆往孔内注入植筋胶，注满即可。5）拧紧螺母：拧紧螺杆两头的螺母，保证螺杆和钢板不松动。5.2.5 应变计安装应变计须在钢拱脚安装固定后、基坑肥槽钢筋施工前进行安装固定在钢挡板上。应变计安装应垂直于钢挡板受力面并靠近钢挡板的中心位置，同时应预留足够长的数据采集线并做好保护，确保监测数据可测有效。5.2.6 10、基坑肥槽钢筋混凝土挡墙施工在基坑肥槽中钢拱脚部位 10m 范围内浇筑钢筋混凝土挡墙，肥槽其他区域回填素混凝土挡墙，将钢拱脚上的内力传递到肥槽混凝土挡墙上。钢筋混凝土挡墙，沿着钢拱脚排布的纵向两侧设置钢筋网片，钢筋按常规工艺施工；模板采用单面支模方法加固；混凝土浇筑按常规工艺施工，并在模板顶部留设浇捣喇叭口。5.2.7 钢筋混凝土内支撑杆件及钢拱脚监测整个内支撑拆除过程中每天对内支撑杆件的内力应变、基坑的沉降和钢拱脚部位的混凝土应变等进行监测，以防内支撑应力集中或基坑变形过大影响基坑的安全。钢拱脚安装完以及基坑肥槽回填混凝土达到设计强度后，进行第一次钢拱脚应变监测。获得有效初始监测数据后组织开展11、先施工区域的内支撑拆除施工。其他后施工区域内支撑拆除按正常换撑后再拆撑的方法进行施工即可。43先施工区域拆撑过程中时刻收集观察钢拱脚的应变监测数据，并通过对比，验证环形内支撑模拟验算的结果。把拆撑前模拟验算的结果和拆撑后应变监测的结果进行对比，正常情况下可知拆撑后应变监测的结果小于并接近于拆撑前模拟验算的结果，证明在模拟验算的基础上进行钢拱脚设计可行，且钢拱脚安全可靠，能够起到传力的作用，从而保证基坑的安全。5.2.8 环形钢筋混凝土内支撑拆除本项目总体上将整个内支撑划分为最南端的内支撑、中部的内支撑和北侧的内支撑三个区，由南向北分区逐步拆除。各区内支撑桁架体系分解为若干个小桁架体系，以小桁架12、体系为单元由南向北逐步拆除，以保持内支撑拆除过程中桁架体系的完整性。本例最南端的内支撑拆除顺序为 A 区拆除B 区拆除C 区拆除D 区拆除。如下所示：一、内支撑整体分区图二、内支撑拆除整体步骤步骤施工节点示意图（上方为第一道内支撑，下方为第二道内支撑）1北侧、南侧钢拱脚安装2最南端第二道内支撑拆除443最南端第一道内支撑拆除4中部第二道内支撑拆除5北侧第二道内支撑拆除6中部第一道内支撑拆除457北侧第一道内支撑拆除说明：中间穿插换撑板带、换撑短柱和车道、后浇带传力带等施工。三、最南端内支撑体系拆除分区及顺序细化图拆除顺序：A 区拆除B 区拆除C 区拆除D 区拆除5.3劳动力组织劳动力组织5.313、.1 劳动力投入表表 5.3劳动力投入劳动力投入（单位：人）（单位：人）人员种类设计验算人员安装工钢筋工木工砼工监测工拆除工杂工人数61015108230306材料与设备材料与设备6.1材料材料主要材料为钢拱脚、钢筋、模板、混凝土和应力应变计。6.2设备设备46主要的机具设备见表 6.2。表表 6.2 主要的机具设备主要的机具设备表（单位：台）表（单位：台）序号设备名称规格型号数量备注1钻孔机10cm4环梁钻孔2气焊机WS-1608钢筋烧断3空压机10 m38混凝土破碎4自卸汽车15t4运输碎块5反斗车1m32运输碎块6人力斗车0.6m312运输碎块7质量控制质量控制7.1工程工程质量控制质量14、控制标准标准7.1.1 采用的标准、规范序号名称编号1建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-20022通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-20023通风管道技术规程JGJ141-20044建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-20025输送流体用无缝钢管GB8163-20086低压流体输送用镀锌焊接钢管GB/T3091-20087现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-20118预制组合立管技术规范GB5068220119混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-201510混凝土结构设计规范GB50010-201111建筑地基基础检测技术规范15、DB42/269-200312建筑基坑工程监测技术规范GB50497-200913钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499.2-20077.1.2钢拱脚制作与安装质量标准表序号项目质量标准(mm)备注1钢板厚度2mm2钢板尺寸偏差5mm3钢拱脚安装位置偏差5mm4孔洞偏差2mm477.2质量质量保证措施保证措施7.2.1 钻孔的孔位、孔深、倾斜度应按设计要求进行严格控制，其孔距、排距偏差允许为20cm，保证孔位达到设计和规范要求。7.2.2 严格执行“三检”制，作好班组自检，必须作好各工序的施工记录，施工中上道工序不合格或未经监理工程师验收签证的预应力锚索阶段产品，不得进入下一道工序施工。7.2.16、3 认真做好施工记录，各道工序施工人员必须经培训并经考核合格后方可上岗作业，严禁违章操作。8安全措施安全措施8.1一般规定一般规定8.1.1 做好安全防火等一般工作。8.1.2 设置专职安全员，负责施工过程中的安全检查和事故预防工作。8.1.3 凡参加本工程施工人员，正式上岗前，应进行一次全面的安全教育，施工人员必须经过安全技术知识的培训后，方可上岗作业。8.1.4 加强施工人员的安全意识，采取“安全第一，预防为主”的方针，建立层层安全现任责任制，树立“谁负责施工，谁负责安全”的原则。8.1.5 凡参加本工程施工人员，均应遵守、服从安全员的监督和管理。如有不服从安全员监督和管理的人员，立即停止17、其作业，直至改正为止。8.1.6 凡参加本工程施工人员，均应自觉执行安全守则。必须做到工作时精力集中，不嬉戏打闹，服从指挥，服从管理。上岗前 8 小时内不准饮酒，严禁酒后作业，杜绝疲劳作业。8.1.7 施工前对全体参加人员进行详细的安全技术交底，并组织认真学习讨论。8.1.8 现场所有施工机械均有专人操作，其他人员不得擅自使用。8.1.9 每天施工完成后，要及时将电源切断。8.2 施工用电安全措施8.2.1 配电室要做到“五防一通”即防水、火、雷、雨、小动物，通风良好，保持干燥，门向外开；开关箱及配电设施上挂设安全警告牌，并配备必须的消防器材安全用具。8.2.2 采用三相五线制，所有的用电线路18、绝缘良好，无老化、破损和漏电，并用于绝缘子固定电线。8.2.3 工地有配电室，从总配电箱、分电箱、移动电箱直到开关箱。开关箱应具有防漏电、短路、过载的三种保护功能和三种防止漏电装置，接零、接地、漏电保护装置。8.2.4 电工每天上班前应检查各开关箱及漏电保护器是否失灵，如失灵应及时更换。现场的施工机械均做到一机一闸一漏电保护。8.2.5 电箱的工作零线与保护零线应分别接在各自的接线端子板上，金属外壳应作接零或接地保护。8.2.6 配电箱以及箱内电器均标明用途，分路应有标记。8.2.7 开关箱应有门锁，下班时要断开电源，并锁上开关箱。8.2.8所有的熔件应与线路用电设备的实际负荷匹配即保险丝额定19、功率为电机额定功率的1.5倍。8.2.9 配电箱或配电线路维修时应悬挂停电标志牌，停、送电必须由专人负责。8.2.10 电气线路和电气设备应定期检测绝缘电阻，达不到绝缘要求的老化电气线路和表皮破损的电缆、电线必须及时更换或检修。8.2.11 施工现场用电由专职人员布置，并严格遵循施工现场临时用电安全技术规范。8.2.12 在检查电器设备前应先断开电源，并用试电笔检查确认无电后，才能工作。488.2.13 各运行的电器设备的金属外壳，必须采取保护接地。这样可以使金属外壳要常保持与大地相同的地位。8.2.14 临时用电线路及设备的绝缘必须良好，不准使用裸线。8.2.15 电动施工机械和手持电动工具20、和外壳应接地，所使导线应是绝缘的橡皮软线。使用电动工具应穿胶鞋，湿手不得接触开关，电源不得有破皮漏电现象。9环环保保措措施施9.0.1 施工车辆及机械驶离现场应事先用水冲洗，保证车容车貌整洁，材料运输车或出渣车上公路行驶前，应先扎好车箱缝隙，避免沿途泄漏，车箱顶部应加盖篷布封严；9.0.2 路基或便道应经常洒水保养，防止尘土四处飞扬；9.0.3 施工现场出入口应设专人负责清扫垃圾土头；9.0.4 做好现场临设驻地的卫生环境，不乱丢生活垃圾；9.0.5 现场废料弃置及污水处理排放需符合环保部门规定并经监理工程师认可；9.0.6 尽量减少噪声污染，车辆禁止铃号；9.0.7 做好临时设施的拆迁、清理21、工作，做到工完料尽场地清；9.0.8 严禁车辆超载，对每辆进出场的车辆进行枪查，发现超载现象及时制止，以保护周边道路。10效效益益分分析析10.1经经济济效效益益显显著著利用基坑环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除施工技术，实现了基坑不同区域先后施工的目的，为业主实现了提前销售营业等目的，创造了一定的经济效益。10.2社社会会效效益益突突出出当前，基坑环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除施工技术尚无成熟的施工经验可参考借鉴。但由于建筑业的发展，类似环形内支撑分区不同步拆除的情况将会陆续面临。因此，本施工技术的成功应用可为今后类似环形内支撑分区不同步拆除施工提供经验借鉴，具备很好的社会效益。11应应22、用用实实例例11.1应应用用实实例例一一：裕裕景景中中心心桩桩基基（酒酒店店.SOHO）11.1.1 工程概况本工程位于鹭江道西侧、厦禾路以南，由两座高低错落的综合 SOHO 办公楼与酒店组成，SOHO办公楼为一座为外立面高达 210.15 米的标志性超高层建筑,酒店为一座外立面高 86.25 米的 S 型建筑。总用地面积为 19480.428 平方米，地上建筑面积 140000 平方米，地下 67187.39 平方米。11.1.2 施工情况环形钢筋混凝土内支撑受力分析及模拟验算：对环撑桁架体系各杆件的轴力、剪力、弯矩、位移等进行分析与模拟验算；环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除钢拱脚的设计及23、安装施工；环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除及监测，先拆撑区域拆撑过程中时刻观察收集钢拱脚的应变监本工程建设单位为XX有限公司，设计单位为XX研究院有限公司，施工单位为XX有限责任公司。测49数据，并通过对比，验证环形内支撑模拟验算的结果，以确保基坑的安全。11.1.3 工程评价该工法在中国厦门市裕景中心桩基础工程项目使用，因利用该施工工艺，先拆撑（先开发）区域可以继续主体结构施工，加快了该区施工进度，有效的解决环形钢筋混凝土内支撑分区不同步拆除的技术难题，取得了很好的使用效果，获得了业主、监理及相关参见单位的好评。当前，基坑面积大，各区域施工进度差异大，基坑内支撑需分区不同步拆除的情况尚无成熟的施工经验可参考借鉴。因此，本工法的成功应用可为今后类似内支撑分区不同步拆除施工提供经验借鉴，具备很好的社会效益。