深基坑内支撑换撑施工的实际应用与分析.pdf

27第3 8 卷2023年第8 期CONSTRLICTiONSAFETY二程地基与基坑二建筑驾全深基坑内支撑换撑施工的实际应用与分析张光泽1厚艳萍董明凯？（1 北京建工集团有限责任公司，北京100000；2.北京市第三建筑工程有限公司，北京100000)摘要：深基坑施工过程中，需根据实际情况选择内支撑拆撑换撑方式。以杭州市某项目建设为背景，从技术措施研究、支撑及换撑施工要点、基坑变形监测、施工注意事项几方面，对深基坑支撑换撑施工技术及应用进行分析。经实践证明，在深基坑施工过程中，通过合理的支撑换撑技术，可在缩短地下室施工工期的同时，确保深基坑围护结构安全与稳定，避免支护系统拆除可能引发的基坑塌问题关键词：深基坑；基坑安全；换撑施工技术中图分类号：TU94*2文献标志码：B0引言随着城市发展，国内建筑基坑普遍开挖较深。内支撑结构体系因具有受力合理、安全性高等优点，在深基坑支护施工中得到广泛应用 1 。基坑内部支护结构体系（钢筋混凝土支撑梁、格构柱等)是一种临时支撑体系，在地下结构施工过程中，该支撑体系将逐步被取代 2 。在分析研究内支撑拆除及拆除后应力传递相关技术条件后，本工程采用型钢换撑、钢筋混凝土换撑板带等施工技术措施，实现了应力传递，保证了基坑施工的安全。1工程概况本项目位于浙江省杭州市，占地面积约3.6 510*m,建筑面积2 1.6 8 1 0*m。地下设有两层结构，结构形式为框架剪力墙。本工程为深基坑施工工程，基坑东西方向长约3 1 6 m，南北方向长约2 49 m，基坑开挖深度约9.8 5 1 2.55m。基坑内支撑结构形式为现浇钢筋混凝土梁、板。换撑结构形式为型钢换撑、钢筋混凝土换撑板带两种方法，确保内支撑梁、板拆除后应力合理转移。本工程基坑支护结构为钻孔灌注桩结合五轴水泥搅拌桩。钻孔灌注桩设计强度为水下C35,采用800 1 000 mm、8 50 1 0 50 mm、9 0 0 1 1 0 0 mm三种类型钻孔灌注桩。在钻孔灌注桩外侧施工650450五轴搅拌桩作为止水幕，水泥掺人量大于1 5%，止水惟幕五轴水泥搅拌桩采用套接一孔法施工，成桩采用两喷两搅的施工工艺，保证水泥搅拌均匀成型。第一道支撑、第二道支撑见图1、图2。图1第一道支撑平面布置图2第二道支撑平面布置作者简介：张光泽，1 9 9 5年生，大学本科，助理工程师，研究方向为建筑工程。E-mail：458 7 9 6 0 7 3 q q.c o m28工程第3 8 卷CONSTRUICTiONSAFETY2023年第8 期地基与基坑二建筑安全2技术措施研究本工程基坑支护设计使用年限为2 年，前期因业主规划原因未按期开工，导致地下室结构施工周期压缩较大，需合理缩短工期。同时在拆除钢筋混凝土支撑体系前，需提前施工其他支撑物来进行应力代换。根据基坑周边环境条件以及基坑安全等级要求，参建各方多次开会讨论，最终一致同意使用刚性支撑构件进行换撑。根据基坑支护设计图纸，本工程基坑形状为异形,基坑支护桩与现浇结构外墙间空间大小存在差异，故换撑施工时选择两种刚性支撑方式，分别为钢筋混凝土现浇换撑板带、型钢钢梁两种换撑施工技术，两种施工技术介绍如下。（1)现浇钢筋混凝土换撑板带。当地下室结构外墙与围护桩之间的距离少于4m时,采用与本层楼板厚度和强度相同的现浇钢筋混凝土换撑板带填充，使换撑支撑体系与基坑围护桩形成整体。此方法施工简便，换撑支撑体系强度大，适合地下室外墙与围护桩空间小的部位。此外，现浇钢筋混凝土换撑板带无须拆除，也不会影响后续施工。(2)型钢钢梁。当地下室结构外墙与围护桩之间的距离大于等于4m时，选用型钢钢梁换撑法。在基础板混凝土浇筑前，提前在围护桩与基础底板内按照图纸预留钢板埋件，当现浇结构混凝土强度达到设计要求后，将钢梁一端焊接在现浇结构的预埋件上，另一端焊接在内支撑结构冠梁预埋件上，使钢梁与原内支撑结构、现浇结构连接为一体，保证基坑支护的稳定性。该施工方法可提前对钢构件进行加工处理，节省施工时间。3支撑换撑施工要点3.1地下2 层换撑在地下2 层底板（基础底板）施工时，根据地下室外墙与围护桩间距离不同，分别按两种换撑支撑方式开展施工。当外墙与围护桩之间的距离小于4m时,围护桩与基础底板之间的空间用强度等级为C30的素混凝土填充，依靠现浇混凝土本身强度，确保应力安全转移；当外墙与围护桩间距离大于等于4m时,用强度等级为C30的素混凝土填满围护桩与基础底板间空隙，依靠现浇混凝土本身强度，确保应力安全转移，除此之外还需增加型钢换撑钢梁，型钢钢梁两侧分别焊接在预留现浇结构和内支撑结构圈梁中的埋件上，这就要求预埋件应在内支撑梁板施工时和基础底板施工时分别提前预埋，使预埋件与内支撑圈梁、基础底板有效结合，确保其受力稳定。3.2地下1 层换撑外墙与围护桩间距离小于4m时，浇筑250mm厚强度等级为C30的钢筋混凝土换撑板带，换撑板带内配钢筋C14220mm。换撑板带与围护桩接茬处需提前将围护桩主筋凿出，将裸露钢筋与换撑板带钢筋焊接，焊接长度1 50 mm，换撑板带与楼板连接处锚固长度为6 0 0 mm；外墙与围护桩间距离大于等于4m时，同时增加型钢换撑钢梁(图3 6)。3.3本工程换撑施工实际应用本工程地下室外墙与围护桩间距离大于等于4m时采用型钢钢梁换撑方式，见图7；地下室外墙与围护桩间距离小于4m时采用钢筋混凝土换撑板带方式，见图8。图3地下2 层换撑平面布置图4地下1 层换撑平面布置29张光泽，基坑内支撑换撑施工的实际应用与分析400011距离 40 0 0混凝土圈梁50300,3005070070020保留，不凿除业2 5压力埋弧h,=1050.30,30591200800埋件10.300,3005-6.350m7001200290070070060020400-11.100m-11.100m111-1埋件2基础底板基础底板埋件1 详图12.100m-12.100m单拼型钢换撑12素混凝土换撑板（底板浇筑到边，混凝土H4004001321100500500100-120060020强度等级同底板）业2 5压力埋弧焊素混凝土换撑板（底板浇筑到边，混凝土202502500h,=100250250.50灌注桩强度等级同底板混凝土垫层灌注桩600混凝土垫层(a)地下2 层换撑节点1：素混凝土换撑板带（厚度同底板）1200600地下室外墙距围护桩边线距离 4m时设置(b)地下2 层换撑节点2：素混凝土换撑板带+型钢换撑122-2埋件2 详图地下室外墙距围护桩边线距离4m时设置，利用第二道支撑圈梁图5外墙距围护桩距离 4m时（4m时）地下2 层换撑节点（单位：mm）40004000地下室外墙港凝土圈梁地下室外墙保留，不凿除）换撑板槽1204x800M1a-0.050m11地下1 层楼板厚2 50与灌注桩三筋焊接50.300,300.50-70070020(-6.350m)业1 4 2 2 0L=150单拼型钢换撑业2 5压力埋弧焊H40040013*212030.3029混凝土圈梁h,=105030300.59（保留，不凿除6001200800灌注桩M2a700业1 4 2 2 0-6.350m围护灌注M1a700600/350420111-1预埋件Mla/M2a详图(a)地下1 层换撑节点1：钢筋混凝土换撑板带-11.100m2a地下室外墙距围护桩边线距离 4m时设置，基础底板混凝土强度等级、顶标高同结构楼板-12.100m单拼型钢换撑H4004001321(b)地下1 层换撑节点2：型钢斜抛撑换撑节点地下室外墙距围护桩边线距离4m时设置，利用第一道支撑圈梁图6外墙距围护桩距离 4m时（4m时）地下1 层换撑节点（单位：mm）图7外墙距围护桩距离4m时型钢换撑4基坑变形监测(1)本工程基坑监测中，在聘请第三方监测单位的同时，由施工单位监测内支撑冠梁的沉降和位图8外墙距围护桩距离 4m时钢筋混凝土换撑板带移，并根据工程实际情况布置1 6 个观测点，通过监测数据反馈基坑变形情况。拆撑换撑施工过程中监测单位与总包单位实时互通监测数据，确保基坑安全可靠。30第3 8 卷2023年第8 期CONSTRLICTiONSAFETY工程地基与基坑二建筑驾全(2)内支撑拆撑施工时，基坑变形监测每天进行2 次，若支撑拆除过程中发现监测数据异常变化时，应及时上报各参建单位，并由施工单位立即采取相应技术措施。若支撑拆除过程中监测数据均匀变化且趋近无变化时，基坑变形监测可每2 d进行1 次，待本工程拆撑全部施工完成后方可解除基坑监测。（3)内支撑拆撑施工后，应持续进行监测，每10d监测1 次。观测期间监测数据无变化或变化值未超过允许偏差，每月监测1 次，直至回填土施工完成。（4)在整个基坑施工阶段，所有监测数据应保持完整，在此期间及时向有关单位报告监测数据，并根据监测情况及时调整施工工艺和监测频率。（5）施工单位应加强内支撑拆撑过程中安全巡查工作，尤其应重点监控基坑变形及基坑周边地面沉降，一旦发现基坑周边地面下沉或支护结构出现裂缝等现象，应立即停止施工，上报参建各单位及有关部门。（6）基坑监测点布置图如图9 所示。W1W2W16W15W3W4W14W13W12W5W11W6AW7W10W9W8图9基坑监测点布置5施工注意事项（1）基坑开挖施工完成后，应及时浇筑混凝土垫层和基础底板，基础底板施工完成后，可为基坑提供一道闭合的钢筋混凝土支撑。（2）基础底板施工完成后，混凝土养护试块试压合格且项目技术负责人签字允许拆撑施工后，方可拆除第二道支撑结构。地下一层楼板施工完成后，满足条件方可拆除第一道支撑结构。（3）当地下室结构的混凝土强度满足设计要求时，可在防水卷材施工完成后进行基坑回填施工，应注意分层回填，逐层夯实。回填至型钢换撑高度时方可将其拆除。（4)严格按照“先换撑，后拆撑”方式施工，每道支撑拆除前须保证本道换撑支撑施工完成，且混凝土强度已达到设计要求3 。避免围护桩所承受的荷载无法传递，对基坑造成安全隐患。6结束语深基坑施工过程中，需根据实际情况选择内支撑拆撑换撑方式，拆撑换撑施工必须以“先换撑，后拆撑”的原则，以保证基坑安全为准则，采取相应施工技术措施，让后施工的临时支撑替代原内支撑结构体系，使围护结构体系受力满足要求。在本项目中，通过对基坑支撑换撑工作的事前策划、事中控制，以确保工期、节约成本、保证质量安全为目标，最终顺利完成深基坑工程的施工。参考文献1刘娟娟.深基坑钢筋混凝土内支撑体系换撑施工技术应用J.福建建材,2 0 2 2（6）：1 0 6 1 0 8.2石峰，邓辉，朱登.深基坑工程中支撑体系的换撑施工技术J.丝路视野,2 0 1 7(2 1）：8 9.3王云明.深基坑维护内支撑换撑设计与施工技术方案的实例研究J.工程建设与设计,2 0 1 7(1 4）：2 8-2 9.（本文收稿：2 0 2 2-0 8-1 0）