深基坑地下室换撑施工技术的应用

深基坑地下室换撑施工技术的应用

谢英忠

关键词：深基坑工程;内支撑;换撑

引言

随着我国工程建设的迅猛发展,高层建筑物不断涌现,地下空间越来越受到重视,极大推动了基坑工程中换撑技术的快速发展。深基坑工程中的换撑技术可以在特定的条件下采用一定的技术措施来逐步取代发挥临时支撑作用的内支撑结构体系,从而保证临时性内支撑拆除后,工程能安全保质地继续进行。

1.工程概况

某工程有地下两层，自然地坪标高为3.800m（相当于设计标高-0.150m），基坑底标高为-10.8m，故基坑深为10.65m。整个基坑形状类似一个直角梯形，南北长142.9m，东西宽79.65m，基坑面积约为11000m2。

建筑物紧邻海河，对基坑的稳定性要求高，设计在基坑支护结构上用连排灌注桩、三轴搅拌桩止水帷幕和钢筋混凝土水平内支撑相结合的支护系统形式。基坑支护结构的坑边挡土护壁为钢筋混凝土灌注桩，桩外侧加设水泥搅拌桩止水帷幕，支护桩混凝土强度等级为C30，支撑体系混凝土强度为C30，见图1。

2.换撑技术设计原理

为加快施工工期，不影响地下结构的连续施工，钢筋混凝土水平内支撑结构采用微差起爆的爆破技术，确保一次爆破达到破碎效果。同时为了保证外墙防水层和保护层的正常施工，采取以下换撑技术。

(1）原设计要求先进行负二层外槽的回填，然后在负二层梁板处浇筑同负二层梁厚的混凝土板带。为了快速完成换撑带的施工，在负二层顶板框梁及次梁处，利用负二层梁板体系，将框架梁做出悬挑，直接延伸至支护桩，悬挑长度在600～1500mm，作为支撑体系卸荷。梁截面为300mm×500（300）mm，具体配筋构造按03G101-1P66悬挑端A配置，见图2。

图1支撑系统剖面

图2悬挑换撑梁配筋构造

(2）建筑物拐角处的两侧，对撑的两侧，布泵的位置及重要敏感地带设置加强板，板厚200mm，构造水平钢筋螺纹φ12mm间距150mm，见图3。

图3换撑带平面布置

3.施工流程及主要施工方法

3.1施工工艺流程

基础底板浇筑→地下室负二层外墙施工→负二层顶板梁及换撑带施工→外墙防水层与保护层施工→钢筋混凝土水平内支撑体系爆破拆除→地下室负二层外槽回填→负一层结构施工→地下室负一层外槽回填→地下室外槽灌注泡沫混凝土。

3.2基础底板浇筑

基础底板施工阶段，由于建筑物临近海河，为保证在快速施工过程中基坑的稳定，配合换撑带抵消环梁爆破时应力瞬间释放所产生的侧向被动土压力对建筑物的影响。在基础底板施工时，采取加大底板浇筑尺寸，长度在500～800mm，将基础与支护桩间空隙全部填充与基础同强度等级混凝土，起到支顶作用，见图4。

图4基础底板加大部位

3.3地下室负二层外墙施工

按照常规做法进行地下室外墙墙体的施工作业，控制好墙体的垂直度，仔细检查墙体模板的加固情况，为下道工序施工做好准备工作。

3.4负二层顶板梁及换撑带施工

悬挑换撑梁、加强板与负二层顶板梁连续施工，同时浇筑成型，必须顶严支护桩。为了快速达到设计要求的混凝土强度等级，将悬挑换撑梁的混凝土强度提高了一个等级。为了保证模板系统的稳定性，在支设悬挑换撑梁和加强板模板时采取独立的支模架体，此时，基础底板加大部位可作为支模架体的支撑基础。

3.5外墙防水层与保护层施工

支撑梁、加强板与负二层结构混凝土养护，待达到设计强度要求后拆除外墙模板，进行负二层外墙防水施工，粘结3mm厚SBS防水卷材。然后粘贴50mm厚的聚苯板，作为外墙保护层。

3.6钢筋混凝土水平内支撑体系爆破拆除

待换撑带和负二层结构混凝土强度达到设计强度后（5d），负二层外墙防水层和保护层已完成，具备拆撑条件。拆撑前搭设爆破防护架体，控制爆炸影响，防止碎石飞溅，保护负二层顶板。本工程所采用的微差起爆技术爆炸效果极佳，碎石粒径在5～15mm，便于渣土清理工作的进行。

3.7地下室负二层外槽回填

钢筋混凝土水平内支撑体系爆破拆除后将可利用的混凝土碎渣回填到支护桩与地下室外墙之间空槽内，尽可能分步分层对称回填，禁止在一处集中倾倒渣土，防止对地下室外墙过度挤胀，造成质量安全问题。

3.8地下室外槽灌注泡沫混凝土

采用支撑拆除土回填外槽无法填充密实，而泡沫混凝土具有保温、防水等特殊性能，同时浇筑泡沫混凝土流变性强，能够有效地与渣土结合形成一个整体，从而保证回填的密实度，提高地下室外墙的防水效果。

4.保证措施

(1）浇筑基础底板前认真清理其施工面各部位、各个角落存在的垃圾，然后夯实地基，保证基础底板的稳定性。

(2）基础底板浇筑必须顶到支护桩，起到第一道支顶作用。

(3）换撑带支模架体为独立架体。

(4）换撑带必须与负二层结构同时施工，待强度达到设计要求时，起到第二道支顶作用。

(5）悬挑换撑梁及加强板上部不得堆载。内支撑拆除过程中应严格按照设计图纸要求，控制好基坑周边堆载。

(6）每天加强对基坑的变形情况进行监控。

(7）加强观测周边临近建筑物的位移和沉降观测，必要时采取相应的应急措施。

(8）钢筋混凝土水平内支撑的爆破拆除前在负二层的梁板和换撑带上铺设废旧模板进行保护，减小爆炸后的碎石破坏。

5.结束语

综上所述，本工程采用上述的换撑施工技术，施工方便、经济实用、效果可靠，可以有效控制深基坑内支撑钢筋混凝土梁拆除过程中支护柱自身的应力失衡，起到维护基坑稳定、保证结构受力平衡的良好作用，为工程整体施工创造了有利条件。

参考文献

[1]超深基坑工程支撑拆除中换撑技术综合应用研究[J].何跃川,董娜,陈勇力.施工技术.2015(S1)

[2]深基坑内支撑支护体系及换撑技术在工程中的应用[J].陈济锋.建材与装饰.2016(13)