深基坑围护桩支护换撑施工工法

2012年度参评三级工法深基坑围护桩支护换撑施工工法深基坑围护桩支护换撑施工工法

编制人：李佳

批准：颜廷丰审核：颜廷丰编制：李佳

深基坑围护桩支护换撑施工工法

1.前言

随着国民经济的发展和人们对物质、精神生活的追求，一些高层建筑悄然矗立，随之而来较深的基础和地下结构工程给施工增加了很大的难度。有些地下结构埋深达20米以上，对基坑支护的要求非常之高，如何确保基坑支护的可靠性是关键。内支撑作为常见的支护形式的组成部分，常常出现在基坑支护工程中。钢筋混凝土内支撑梁是一种过渡性的支撑体系，当工程施工到一定程度，这一临时性的支撑系统将全面拆除。如何在拆除内支撑前进行换撑，保证基坑的安全及地下室的正常施工是基坑支护施工中的一个难点。也是地下工程施工质量、工期和安全的可靠保证。

我公司于2011年12月份承建的天津铁建大厦项目在深基坑围护桩换撑支护中便应用了回填级配砂石及混凝土传力带施工技术，局部还采用了刚性支承-倾斜撑加固结构，该工程地下二层，地上九层，总建筑面积50207.16平米，地下建筑面积18550.42平米，建筑高度42.3米，桩筏板基础，主体为框架结构，基坑长119m，宽90.55m，开挖平均深度达到9.55m，采用了泥浆护壁钻孔灌注桩支护，内支撑系统由一道冠梁和若干水平支撑梁组成，但是，由于前期基础资料不全，未能准确反映铁建大厦基坑中间水平对撑处地下室结构梁的平面位置，导致了铁建大厦基坑支撑体系钢立柱与地下室主体结构梁在平面位置发生冲突。经过多方面协商和专家论证，最后决定在羽毛球场馆及行车道位置难以实现水平换撑的位置转换为倾斜撑。其余位置采用回填级配砂石及浇筑混凝土板带作为传力介质，将外界土的侧压力传递给结构本身梁板的施工方法。在此基础上，我们经过长期实践，认真学习、对比、总结、归纳,形成本工法，以供广大建筑界同仁借鉴和探讨。

天津铁建大厦深基坑支护系统

2.工法特点

2.1深基坑采用回填级配砂石及混凝土板带做传力介质：

2.1.1优点：

2.1.1.1传力介质的受力均匀性较好，而且不会影响后续的施工。

2.1.2缺点：

2.1.2.1回填砂石密实度很难控制，对较大基坑的内力传递无法保证，只能起辅助传力的作用

2.1.2.2受上道工序影响较大，而且实际操作工程量较大，操作起来比较麻烦。

2.2局部上下楼层无楼板间隔贯通处外墙采用￠609钢管斜支撑：

2.2.1优点：

2.2.1.1钢管本身支撑刚度较大，而且能前期加工，节省工期，原理简单，安拆方便，不影响后续施工，后期拆除的钢管可以循环利用。

2.2.2缺点：

2.2.2.1 费用较大，若工程结束后钢管不能加以利用，容易造成材料的废弃。

3.适用范围

适用于高层建筑深基坑围护桩水平内支撑转换

图1.传力带构造剖面图

4.工艺原理

换撑技术就是当地下结构混凝土达到设计强度时，为了施工方便，而将支护桩水平内支撑梁全部拆除，以结构本身强度来抵抗外界土方的侧压力，而外界土方的侧压力需要通过良好的传力介质均匀的作用于结构上，同时采取这种传力措施也可有效预防围护桩体的倾覆。在局部上下楼板贯通的大空间厅堂及汽车坡道处，由于缺少楼板、梁等构件的横向支撑，采取倾斜撑的临时加固措施。天津铁建大厦基坑水平内支撑位于负一层顶板标高以下，若将地下结构一次浇筑到负一层顶板，势必导致钢筋混凝土水平支撑及钢立柱穿透梁板，造成结构构件混凝土浇筑不连贯，增加了结构施工缝，为工程质量埋下了隐患，耽误了工程的进度，为了保证深基坑围护桩的稳定性，同时又不给地下室梁板留下孔洞（混凝土支撑梁处）和增加质量隐患，需将支撑拆除，转换为其他形式支撑，以便后续施工的进行。

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图2.支护桩水平内支撑平面布置图

5.施工工艺

5.1．深基坑钢筋混凝土内支撑换撑总体施工流程图：

5.2.施工要点：

5.2.1.施工前准备工作：

5.2.1.1 地下室外墙防水卷材及保护墙施工完毕后，组织工人清理肥槽内的建筑垃圾，组织两台水泵将肥槽内积水抽净。

5.2.1.2选择回填材料时，严格控制材料的含水率及含泥量，一般含泥量控制在3%-5%为宜，颗粒级配需要严格按照设计及规范要求选择，避免回填材料中出现架空层和软肋层，保证传力介质的强度和稳定性。

表1. 级配砂石混合料颗粒级配及含量 组分名称

粒径（mm ） 含量（%）

碎石

15-2 30-40 砂粒

2-0.1

40-50 粉粒 <0.1 20-30

5.2.2.传力带施工：

5.2.2.1地下二层底板与支护桩之间的肥槽需要用C20混凝土填满，顶标高与底板顶标高相同。这

清理肥槽内建筑垃圾

放线确定回填材料及传力带顶面标高

回填级配砂石

混凝土传力带浇筑

楼板贯通处外墙倾斜撑加固 拆除混凝土内支撑

混凝土传力带养护

后浇带及设备留孔传力构件安装

一施工可在底板施工时同步进行，避免后期施工的不便及满足时间强度要求。

5.2.2.2放线员需在回填之前将回填材料的顶标高及混凝土板带的顶标高分别弹在地下室外保护墙上，以便工人控制回填高度，保证浇筑后的混凝土板带厚度均匀一致。回填采用小铲车分两段对侧回填，当回填材料距离设计标高还有30cm时，再用人工找平。

5.2.2.3回填后的材料需要分层夯实，由于夯机的震动荷载较大，对地下结构产生影响较大，特别对有防水要求较高的地下室外墙，容易产生裂缝，另外也容易破坏防水卷材，所以不宜选用夯机夯实，我们传统做法是用水沉，待一段时间回填层沉降完成后，再进行楼板处混凝土传力带的浇筑，在回填砂石材料时，回填厚度不宜过大，分层厚度300mm，回填顺序宜对称施工，这样做可以使结构两侧传力带的稳定状态趋于相同，拆撑后，结构两侧的传力效果趋于相同，使结构两侧的力达到平衡，避免产生多余应力对基础产生破坏。回填后的砂石面要平整坚实。

5.2.2.4混凝土传力板带的浇筑宜一次性完成，尽量避免二次浇注。由于工期要求，可以在混凝土里加入1%-2%的CaCl2早强剂，并提升混凝土一个标号，使混凝土尽早达到强度。并采用不间断浇水方法对其进行养护。

5.2.2.5注意事项：

a拆撑前，主体结构混凝土强度需达到设计强度的80%，方可拆撑。

b混凝土传力板带顶要与楼层板顶一致，传力效果才会好

c支撑结构的拆除顺序应遵循先换撑，后拆撑

d混凝土传力板带浇筑完成后，应保证地下外墙防水卷材后续施工15cm搭接长度要求。

5.2.3.局部楼板缺失部位倾斜转换撑的施工

图3.倾斜支座大样