利用原有地下结构外墙的基坑组合支护结构施工工法

利用原有地下结构外墙的基坑组合支护结构施工工法

1 前言

随着城市建设的飞速发展，可利用的建设用地越来越少，这种趋势将导致城市繁华地区老建筑的拆除改建工程随之增多。在老旧建筑拆除改建工程中，原有用地红线已经确定，周围建筑物较密集，对基坑支护设计提出了更高的要求。一方面要保证基坑开挖和施工期间的安全，对相邻建筑、道路、地下管线不产生危害，另一方面也要综合考虑用地红线的限制条件，同时还要考虑利旧节能的原则，尽量保留原有老旧建筑物地下室外墙,并在其基础上作基坑围护组合结构，减少建筑垃圾的产生，节省新建支护结构的投入。而目前基坑支护方法，主要适用于新建工程基坑开挖，因此，在老旧建筑改建工程中创新一种更为适用的基坑支护方法就显得尤为重要。

***改造工程因地处城市中心,场地狭小，利用土钉墙、护坡桩、地连墙等均没有操作空间，无法实施。故利用原地下室结构外墙，通过锚杆补强原地下室结构外墙，同时墙下部设置型钢暗柱和锚杆，形成一种利用原有结构外墙的基坑组合支护结构。

2 工法特点

2.0.1采用利旧原则，首次在改建工程中保留原有地下室结构外墙形成基坑组合支护结构，解决了现场场地狭小，常规方法无操作空间等难题。

2.0.2采用锚杆进行原有结构外墙加固

2.0.3在原有结构外墙下采用暗柱加锚杆加强了原有结构作为基坑支护的稳定性，保证了冬、雨季施工的基坑边坡安全。

3 适用范围

本工法适用于城市内基坑支护受限的改造工程，即地下室钢筋混凝土结构拆除后新建、且新建结构在原有结构内的各类结构的基坑工程。

4 工艺原理

通过测量放线确定需使用原有老旧地下室结构外墙作为护坡结构的部位，并在拆除前对原有结构进行静力切割。根据挖土深度及地质报告，计算土方侧压力，并确认对原有结构外墙的补强措施。拆除后保留原有老旧地下室结构外墙，在原有结构上做补强锚杆，在原有结构下分段抽条做型钢暗柱+锚杆支撑。

5工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

5.2操作要点

5.2.1测量放线

根据原结构图纸及新建结构图纸对比，合理规划支护平面布置图，确定可利用的原结构外墙部位，在图纸中表明需切割分离的坐标，利用全站仪在原有结构顶板及外墙的相应切割位置洒灰线定位。

5.2.2结构分离及拆除

按照现场放线定位，采用水钻将需保留的结构外墙与其他墙、板面断开，结构完全断开后采用液压锤进行机械拆除，拆除顺序可从需保留原有外墙位置开始向另一方向拆除，拆除至锚杆施工作业面后可利用原有结构坡道下锚杆机，其余部位的拆除可与保留原外墙的锚杆施工同时进行，从而缩短工期。

图1.新旧结构外墙对比图

图2.原结构静力拆除分离线

5.2.3原结构外墙锚杆施工

1 锚杆施工工艺

钻机就位→杆体制作→钻孔→杆体安放→注浆→养护（达到M15）→安装腰梁（锚杆设计在桩顶圈梁时无此工序）→锚头制作及安装→锚杆验收试验→张拉锁定。

2 锚杆施工要点

1）钻孔定位

按照设计要求进行锚杆定位放线。锚杆位置应准确放点，每间隔10m设一控制点，保证锚杆在同一标高线上。

2）成孔

采用锚杆钻机进行成孔作业，钻孔孔径150mm。钻机就位，要求钻杆垂直于边坡坡面，钻头对准孔位点。

3）杆体制作与放置

钻孔前提前加工锚体，锚杆应就地加工。锚杆杆体按设计要求采用d15.2的普通1860型低松弛钢绞线。钢绞线上每隔1.5m设置一个隔离架，同时利用隔离架作为杆体导向器。锚杆钻孔完成后，立即放置杆体。

4）注浆

采用高压专用注浆泵，下套管二次劈裂注浆。浆液采用水灰比0.50～0.55的素水泥浆，现场边搅拌边灌注，必要时可加入一定量的外加剂（如膨胀剂）。注浆时孔口端部应进行封口。每天作一组水泥浆试块。

5）腰梁安装

锚杆施工完毕后，进行腰梁安装。

6）锚杆验收试验

锚杆注浆后浆体强度达到M15以上后（经验值为养护7天左右），按设计要求，选取5%的锚杆进行验收试验。

7）锚杆张拉

锚杆注浆后养护7天后，经验收试验合格后，进行集中统一张拉施工。

5.2.4下部暗柱施工

下部暗柱施工采用分段抽条的方法进行，每段土方开挖宽度不超过3.0m，每步开挖深度不超过1.0m。每段工作面开挖后，随之设置相应位置的混凝土工字钢暗柱支撑。再分段开挖剩余段土方，也随之设置相应位置的混凝土工字钢暗柱支撑，以保持上部结构安全和土体稳定。

暗柱尺寸400*400mm，水平间距0.8m，下部嵌入基底0.5m，柱身混凝土采用喷射混凝土，强度等级C20，钢筋混凝土保护层厚50mm。暗柱配置一根22b工字钢。

暗柱上部与旧墙体交接处0.4m范围内，凿除旧墙体部分混凝土将墙体钢筋与暗柱内工字钢进行焊接连接，可根据实际情况对交接处配筋进行补强，以保证下部暗柱对旧墙体的有效支撑。

5.2.5暗柱锚杆

暗柱上设置一道锚杆，锚杆孔径为Φ150。锚索选用2束1860预应力钢绞线，倾角为15°，锚孔内常压灌注水灰比为0.5的水泥浆，浆体强度不低于M20。锚杆注浆施工采用二次高压劈裂注浆工艺，注浆压力控制在0.2～0.5MPa。

5.2.6暗柱间土维护

人工清除暗柱间土，约露出二分之一暗柱，待土清除干净、平整后，立即绑扎φ

6.5@250mm×250mm钢筋网，为确保桩间土的稳定，横向压筋采用Ф14钢筋，竖向间距1.2m。在相邻两根支护暗柱内侧桩身上用钻头打引导孔，孔中打入Ф14钢筋或膨胀螺栓M12，Ф14钢筋插入深度不小于10cm，Ф14钢筋或膨胀螺栓与横向压筋焊接牢固，同时整个钢筋网面按0.5m×0.5m间距钉入φ6.5“U”型筋，通过横向压筋及“U”型筋将整个钢筋网面压平。桩间喷砼厚度为50mm，强度等级为C20。

5.2.7 利用原有地下室结构外墙的基坑组合支护结构做法

图3.新旧结构与用地红色相对位置示意