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混凝土支撑轴力异常的原因及支撑拆除施工

王成发

【摘要】针对深基坑工程中常遇到的混凝土支撑内力监测结果异常问题,结合具体

工程实例,进行了原因分析,阐述了轴力的折减方法,并提出针对支撑拆除施工过程中

偏于安全的处理方案,以提高基坑工程设计计算水平和施工质量.

【期刊名称】《山西建筑》

【年(卷),期】2010(036)006

【总页数】2页(P107-108)

【关键词】基坑;混凝土支撑;轴力;拆撑方案

【作者】王成发

【作者单位】中铁一局天津公司,天津,300250

【正文语种】中文

【中图分类】TU476

1工程概况

轨道换乘中心轴～轴工程位于天津站后广场东侧新兆路地下,北侧距离裕阳花园17

号楼18m,东侧距离惠森花园2号楼9.6m。主体为轨道换乘中心工程地铁2号线

渡线段,长约80m,宽15.3m～20.5m,占地面积约1500m2。渡线段基坑深

24.8m,盾构井基坑深26.4m。本工程-1层,-2层采用明挖法施工,明挖深度11.75

m,设置三道φ600钢管支撑;-3层,-4层采用盖挖逆作法施工,其中-4层渡线段设置

一道混凝土支撑,盾构井设置两道C30混凝土支撑,混凝土支撑截面为1m×1m,腰

梁截面1m×1.3m。目前工程已完工程部位为:轴～轴-4层底板,轴～轴第一道支

撑,轴～轴第二道混凝土支撑。目前剩余工程为:-4层轴～轴第一道混凝土支撑拆

除,轴～轴第二道混凝土支撑拆除,轴～轴-4层底板混凝土,轴～轴-4层侧墙。

2各种监测数据情况

1)目前现场监测点布置情况见图1。

2)目前现场各监测数据统计情况。

截至2009年8月6日,轴轴力值为18247kN,占设计值204%;轴轴力值为18

994kN,占设计值213%;已大大超过支撑的安全报警值,但支撑一直安全工作,未出

现裂缝等不安全、失稳迹象,轴第一道支撑轴力值为7667kN,占设计值86%;轴第

二道轴力值为2383kN,相对较小。截至2009年8月6日轴处地连墙累计位移

量为10.36mm。

3原因分析

在钢筋混凝土支撑开始受荷进入工作状态后,有两个事实应该引起注意:1)混凝土仍

然在不断地发生体积收缩;2)在荷载下混凝土一直在发生徐变。

混凝土的收缩和徐变是影响因素较为复杂的变形。混凝土的收缩是由于混凝土体内

水泥凝胶体中游离水蒸发,而使其本身体积缩小的一种物理化学现象,它是不依赖于

荷载而与时间有关的一种变形。徐变是与外力荷载及时间均有关系的一种非弹性性

质变形。在长期荷载作用下,混凝土体内水泥胶体微孔隙中的游离水将从毛细管里

挤出并蒸发,导致胶体体积缩小,形成徐变过程。收缩和徐变的发生都会增大结构的

变形,也都会使混凝土的弹性模量降低;同时造成结构内力重分布,即产生次内力。钢

筋混凝土支撑中混凝土中存在的这两个现象,导致混凝土在荷载下的变形比在理论

上进行分析、计算、设计时要大。钢筋不发生收缩,但存在徐变,徐变速率不及混凝

土。当轴力荷载作用在钢筋混凝土杆件时,由于收缩和徐变的发生,混凝土轴向变形

速率高于钢筋,钢筋的变形和轴力在混凝土与钢筋间粘结力的作用下,会明显地增加,

发生更大的弹性压缩,尤其是在混凝土徐变和收缩发展较快的初期。

4轴力的折减

我们可以这样来简单估计数值范围:混凝土支撑的警戒值为8934kN,而监测轴力

值为18990kN左右。如果实际轴力值达到8934kN,支撑混凝土表面就会出现

裂缝。由此判断实际轴力值必然小于警戒值,所以实际轴力可以按小于47%进行折

减。

5拆撑方案

5.1试拆撑的选择

根据现场实际情况结合专家意见,最终选择试拆撑为轴与轴之间的混凝土支撑。由

于其两侧有轴和轴的混凝土支撑预埋应力计,便于对支撑过程中的数据进行准确监

测,以便更准确地把握在试拆撑期间其拆除对附近支撑的影响。

5.2钢支撑的架设

拆撑剖面见图2。按顺序①→②→③→④依次进行吊装,吊装同时通知监测单位人

员安装轴力计。在4个轴力计全部安装完毕之后采集初始值。

5.3监测数据的采集

在安装完4个钢支撑后需进行初始值的采集。之后,在混凝土支撑破除工作进行时

监测数据的采集要跟踪进行,并且要加大检测频率,钢支撑每一小时监测一次,地连墙

位移的监测需两小时一次。并且安排专人负责拆撑部位附近的地连墙检查以及旁边

轴和轴混凝土支撑的情况。

5.4混凝土的试破除

在