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摘要：换撑施工对深基坑内支撑体系而言是必须要经历的环节，为保障基坑施工安全及质量，本文通过高层建筑工程施工实例，就深基坑内支撑换撑施工进行了分析探究，旨在为类似工程的施工提供参考借鉴。
关键词：深基坑内支撑；支撑拆除；换撑施工；检测
随着我国土地资源紧张的情况逐年加剧，可用于建筑工程施工建设的土地资源越来越少，高层建筑的规模越来越大。在高层建筑施工中，深大基坑的开挖是不可或缺的一部分。然而，基坑工程的优劣对建筑物的整体性起着决定性的作用，为保证工程的施工安全及质量，需要一套完整的保护施工技术。
1.工程概况
某项目本地块占地面积约26800m2，建筑面积约208900m2，其中地上约147200m2，地下约61700m2。地上16～28层，地下3层，结构形式为框架剪力墙。地块为不规则形状，东西方向长约276m，南北方向长约145m，基坑开挖深度为13.25～16.55m。
2.基坑支护概况
按有关规范的规定，本基坑安全等级为一级，变形控制严格。根据基坑形状、规模、开挖深度、地质条件及周边环境复杂程度等条件，本基坑围护采用三轴搅拌桩止水帷幕止水，钻孔灌注桩与内支撑相结合的支撑形式，灌注桩直径为1m和1.2m，三轴搅拌桩为3φ850mm@1200mm，近6层宿舍楼区域，外排内插长12m的H500mm×300mm@1200mm型钢（SMW工法），其余部位内插长9m的18#槽钢，间距1.2m。内支撑体系采用钢筋混凝土支撑，靠近6层楼处为3道，其余部位2道（图1、图2）。
图2增强部的支撑平面布置
3.方案研究
因销售需要，本工程的工期相当紧张，同时因工程的地下水位较高，其防水采用了结构外防水体系，施工所需的时间长，故根据周边环境的影响以及基坑的安全度要求，考虑设置刚性支撑物的方法来进行换撑。
因本工程基坑形状不规则，地下室外墙距离基坑围护的距离不同，根据其换撑形式的受力特点及其距离不同，故在刚性支撑物的选择上有所不同，主要考虑了钢筋混凝土结构、钢梁等方法。
（1）钢梁支撑：要浇筑剪力墙时，在支护桩处的剪力墙对应位置预留钢板，而后用钢梁（柱）一端焊接在预留的钢板上，另一端焊接在内支撑保留的圈梁预埋件上，使桩连成整体。该方法的支撑刚度大，钢构件可提前加工，节约时间，支撑拆除后型钢可重复利用，但其一次性投资大，对一次性工程不经济。
（2）混凝土支撑：在底板施工时，在底板与支护桩间采用混凝土浇筑，外墙距离外围护桩间距＜5m，浇筑厚300mm、与本层楼板相同强度的传力带。地下2层结构顶板施工时，在纵横墙处设置混凝土支撑，使其混凝土结构与支护桩形成整体。该方法的刚度大、施工速度快、经济实用，且地下室防水施工及回填土时无需拆除支撑。
4.实施要点
4.1底板换撑
（1）在底板施工中，根据外墙到围护桩的间距，共设置2种换撑形式。外墙距围护边距离L≤5m时，在桩与基础结构底板混凝土间用与底板强度相同的素混凝土填满到边，与桩有效固接，充分利用素混凝土的抗压强度，厚度与底板混凝土的厚度相同；外墙距围护边距离L＞5m时，在桩与基础结构底板混凝土间用与底板强度相同的素混凝土填满到边，与桩有效固接，充分利用素混凝土的抗压强度，厚度与底板混凝土的厚度相同，同时增加型钢斜抛撑换撑，两端用预埋件与其连接，一端连接在底板，一端连接在第2道支撑圈梁，这就要求在进行支撑施工和底板施工时，将埋件提前预埋（图3、图4）。
图4外墙到围护桩距离＞5m时的底板换撑设置
（2）施工顺序：土方开挖至基坑底→地下室基础、底板、底板传力带施工→斜抛撑换撑施工→底板强度、外侧设传力短撑达到100%强度→分段拆除第2道支撑系统。
4.2地下2层换撑
（1）外墙距离外围护桩间距L＜5m时，与地下2层板同时浇筑厚300mm、与本层楼板相同强度的传力带，传力带内配置φ14mm的三级钢，间距为250mm，靠近围护桩一侧将围护桩主筋剔凿外露，焊接长度为125mm，与楼板连接部位进入楼板内500mm；外墙距离外围护桩间距L＞5m时，与地下2层板同时浇筑断面600mm×600mm的C35钢筋混凝土换撑梁，换撑梁内钢筋与圈梁连接部位提前埋入圈梁内，埋入深度为70cm，外露30cm，钢筋混凝土支撑梁另一端锚入楼板梁内上层钢筋为80cm，下层钢筋为一个钢筋锚固长度（图5～图7）。
图7外墙到围护桩距离＞5m时地下2层换撑设置
（2）施工顺序：第2道支撑系统拆除→分段施工地下3层结构、传力带及换撑梁。
4.3地下1层换撑
（1）外墙距离外围护桩间距L＜5m时，与地下1层板同时浇筑厚300mm、与本层楼板相同强度的传力带，传力带内配置φ14mm的三级钢，间距为250mm，靠近围护桩一侧将围护桩主筋剔凿外露，焊接长度为125mm，与楼板连接部位进入楼板内500mm；外墙距离外围护桩间距L＞5m时，采用单拼型钢换撑，两端用预埋件与其连接，一端连接在外墙，一端连接在第1道支撑圈梁，这就要求在支撑施工和外墙施工时，将埋件提前预埋。
（2）施工顺序：地下2层结构及传力带、墙体内预埋件施工→型钢支撑施工→第1道支撑拆除→新增支撑拆除、地下夹层施工。
4.4外墙回土
施工顺序：首层楼板施工→地下室结构施工完成→地下室外墙防水及保护层施工→底板换撑拆除→第1步回填土→地下2层换撑拆除→第2步回填土→地下1层换撑拆除→第3步回填土（图8）。
5.注意事项
（1）挖土到位后应及时浇筑垫层、承台和地下室底板，严禁暴露时间过长。
（2）基坑支撑圈梁及外墙施工时，要进行型钢换撑埋件的定位和预埋，型钢支撑与预埋件焊接时下边须搭设钢管支撑架，钢管间距为1.0m。
（3）根据设计要求，后浇带位置钢筋不容许断开，所以在各层梁板钢筋绑扎时，须将型钢和工字钢预埋到合适的位置。底板采用φ18mm的三级钢，与梁底纵筋进行焊接，固定型钢。
（4）支撑桩与结构外墙当中设置换撑板带，换撑板带厚度为300mm，混凝土强度等级同结构梁板。
（5）施工地下室底板浇筑完成，混凝土强度达到设计强度后，方可拆除第2道支撑。浇筑完地下2层楼板，待达到设计强度后，方可拆除第1道支撑，夹层施工完成并达到设计强度后，方可拆除新增支撑。待地下室顶层结构梁板浇筑结束并达到设计强度后，在围护结构与地下室外墙之间选用优质土回填，分层回填，逐层夯实。地下室周边回填密实后，方可拆除临时型钢换撑。
（6）严格遵循换撑程序，“先换撑，后拆撑”，即每道支撑需待换撑施工完成并达到设计强度后方可拆除，斜抛撑换撑应待地下结构施工完毕后方可拆除，避免围护灌注桩承受的水平荷载无法传递。
图8外墙回土施工设置
（7）第1、2道圈梁除影响主体结构施工的区域外，其余均应保留、不凿除。
（8）严禁在换撑体系上走人、走设备以及进行任何形式的堆载。
（9）底板防水沿底板外墙外伸宽度大于500mm，并与底板传力带浇筑一起。因为底板传力带与底板同时施工，所以必须确保地下混凝土的施工质量，以保证混凝土自防水体系。
（10）外墙防水必须采用柔性防水涂料，混凝土换撑与外墙交界的部位必须做防水加强层，并沿混凝土换撑做宽500mm的防水翻边。钢换撑与外墙交界的部位，在换撑拆除后，在换撑部位涂刷防水层，并与原防水层接槎处搭接宽100mm。
6.变形监测要点及监测结果
（1）鉴于基坑监测报告反馈数据，拆撑期间应加强周边变形观测，并做好日常巡视记录，同时建议建设单位增加第三方监测频次，及时互通监测数据。
（2）内支撑换撑施工过程中，以2次/d的频率进行变形观测，若第1道支撑拆除过程中发现变形值有所上升并且3d变形值均大于3mm/次，则及时上报有关部门，采取相应的加强措施。若变形值小于3mm/次时，则可改为1次/d进行变形观测，直至内撑施工完成。
（3）内支撑换撑施工完成后1个月内按7d一次进行观测，观测期间无变形或变形值未超过允许偏差，则改为1月一次，直至结构稳定。
（4）每次观测记录数据应及时留存，根据记录数据反映的情况对观测时间进行调整。
（5）加强拆换撑施工过程的人工安全巡查巡视，支撑拆除时对围护结构变形、周边地面沉降及建筑物变形等进行重点监控。
7.结束语
综上，本工程深大基坑采用内支撑换撑施工技术，由于措施得当，取得了满意的施工效果，为工程整体施工创造了有利条件，保障了施工的效益，为类似工程的施工积累了经验。
参考文献
[1]於可佳，郝会杰，李谦.深基坑内撑体系换撑施工技术[J].天津建设科技，2014，24（3）：13-15.
[2]李亮.深大基坑支撑拆除施工技术[J].科学与财富，2017（11）.
论文作者:林进龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
标签：底板论文; 外墙论文; 基坑论文; 混凝土论文; 楼板论文; 地下论文; 圈梁论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;