深基坑拆撐過程的換撐施工技術

崔偉鋒王文彬黃學龍.廣州市第一建筑工程有限公司；.廣州建筑股份有限公司

深基坑拆撐過程的換撐施工技術

崔偉鋒1王文彬2黃學龍1
1.廣州市第一建筑工程有限公司；2.廣州建筑股份有限公司

深基坑支護體系的選擇一般根據基坑的深度、安全等級和場地約束等因素綜合而判斷，其中地下連續墻的支護式的優點在于它不會對鄰近建筑物及其基礎造成影響，比較適合用于在建筑物比較密集的地區施工，而且支護的剛度比較大，有較強的側壓承受能力，開挖之后它的變形少、地面沉降量小，因此地下連續墻組合內支撐的支護體系被廣泛應用于現代建筑之中。連續墻基坑支護需要內支撐梁平衡基坑土壓力，但在地下室結構施工中，往往碰到內支撐梁需要拆除的情況，且地下室留置的后澆帶又對拆除內支撐梁生產約束作用，這時就需要進行換撐處理。本文通過計算分析，采取在后澆帶上安裝槽鋼傳力裝置，在拆除原來的內支撐前，先行施工換撐體系，有效將基坑支護的水平力傳遞到基礎板或地下室結構上，然后再拆除內支撐。有效解決了拆撐造成的安全隱患，并加快了地下室結構的施工周期。

工程概況

某商業中心項目位于佛山市南海區最繁忙地段，施工可用占地面積異常狹窄。該工程的深基坑范圍143m×100m，地下4層地下室，深約19.10m?；又ёo采用1000mm厚連續墻，連續墻嵌固深度為8～9m。支撐系統主要由主對撐、斜撐、連系梁及鋼構柱組成，共有三道內支撐梁。見圖1。

第一道支撐梁底標高為0.45m，距離地下一層樓板3.25m；第二道支撐梁底標高為-5.70m，距離地下二層樓板2.10m；第三道支撐梁底標高為-11.00m，距離地下三層樓板0.70m。見圖2。

因結構需設置貫通的后澆帶，破壞樓面的整體水平剛度，且地下室結構外壁與基坑支護的連續墻緊貼在一起，給支撐拆撐后的換撐造成影響。本項目在結構樓板中預埋槽鋼進行對頂，保證了結構面的整體受力。

換撐方案選擇

本項目設四層地下室，且基坑深度較大，設置有三道內支撐支護，換撐方法采用設置斜撐的方式不太合適；特別設計專門的鋼筋混凝土換撐梁亦太復雜，工期較長，且可操作性也比較困難。本項目適宜直接利用永久結構的水平剛性構件進行換撐。

圖1 基坑平面布置圖

圖2 結構樓板與支撐梁標高關系圖

方案一：在結構梁中預埋工字鋼，因結構板跨度約4m，在結構梁內預埋工字鋼需設置較大的工字鋼，且因結構梁鋼筋較密，工字鋼在梁鋼筋籠內的定位相對較困難。

方案二：在結構樓板中預埋槽鋼，可設置相對較小的型鋼型號，布置數量可按計算需求靈活增加，且樓板內定位槽鋼相對梁鋼筋籠內定位工字鋼要簡便得多。

方案二和方案一相比，確保了換撐過程中結構體系的安全性，保證了主要受力結構梁的均勻性，有利于工程質量的保證，節約了施工成本，同時也方便了現場工人的施工操作。綜合考慮各項因素后選擇方案二進行施工。

施工關鍵技術

槽鋼傳力裝置

該傳力裝置采用14a槽鋼，長度1200mm，槽鋼兩端焊接78mm×160mm×10mm厚鋼墊板，端頭鋼板上設有四個5mm×15mm卡槽，后澆帶兩側上下板鋼筋通過卡槽進行連通，施工時，將槽鋼兩端分別埋入樓板各100mm，水平間距按照2m進行設置。內置槽鋼傳力裝置與樓板后澆帶鋼筋模板同時安裝，與樓板混凝土共同澆筑，即完成后澆帶內置槽鋼傳力裝置安裝。該傳力裝置具有結構合理，成本低，施工工作效率高，無需后期二次焊接，施工時不易漏漿，減少后期剔鑿等優點。見圖3、4、5所示。

圖3 地下室樓板后澆帶內置槽鋼示意圖

圖4 槽鋼與端頭板示意圖

圖5 端頭板示意圖

傳力裝置壓曲變形計算

對內置槽鋼壓桿穩定性根據臨界力計算公式進行計算，查表可知14a槽鋼面積A=18.51cm2，慣性距Ix=563.70cm4，轉動慣量Wx=80.50cm3，回轉半徑ix=5.52 cm，槽鋼長為100cm，槽鋼兩側為鉸接連接μ=1，槽鋼為Q235材質E=206GPa。

經計算，選用14a槽鋼滿足壓桿穩定性的要求。

樓板局部受壓計算

根據數值計算結果，由于后澆帶梁板均為斷開，垂直于后澆帶的梁的應力為零，后澆帶內置槽鋼傳力裝置能夠有效地傳遞水平力，槽鋼所受水平力最大值為1.4×102kN。按素混凝土構件驗算其局部受壓承載力。當局部受壓面上僅有局部荷載作用時：

經計算，樓板局部受壓計算亦滿足規范要求。

施工工藝組織

施工時，先搭設腳手架支架支撐體系→安裝木枋龍骨和鋪設樓板模板→綁扎梁、板筋→放置后澆帶槽鋼傳力裝置→支設后澆帶側面快易收口網→澆筑后澆帶兩側樓板混凝土→拆除后澆帶側面快易收口網→用模板覆蓋保護后澆帶。主要施工工藝如圖6～圖9所示。

圖6 后澆帶處搭設腳手架示意圖

圖7 后澆帶鋪設木枋、模板示意圖

圖8 鋪設板筋、安裝槽鋼示意圖

圖9 樓面澆筑后槽鋼對頂示意圖

槽鋼在樓板內的埋置大樣如圖10～圖11所示。

圖10 安裝槽鋼正截面示意圖

圖11 安裝槽鋼側面示意圖

各工序主要注意事項

搭設后澆帶腳手架

1.搭設梁板滿堂腳手架支撐體系時，后澆帶的支撐體系先單獨搭設，采用短鋼管與滿堂腳手架支撐體系形成一個整體。

2.后澆帶兩側各設兩排立桿、縱橫向拉桿，立桿距后澆帶邊緣不宜大于20cm，立桿的間距、步距應通過計算來確定。

3.工程滿堂腳手架拆除時后澆帶部分滿堂腳手架需單獨保留。

鋪設樓板模板

1.安裝頂板的主、次楞（注意次楞按照垂直于施工縫方向布置）。

2.找出設計要求的后澆帶位置彈線。

3.后澆帶兩側的梁板模板配至后澆帶兩側邊緣，中間模板按后澆帶寬度配置安裝。

安裝后澆帶內置槽鋼

1.槽鋼按照設計要求在加工廠制作完成后運至施工現場。

2.將內置槽鋼放至后澆帶設計位置，槽鋼兩端均需深入兩側樓板內10cm。

3.細部調整樓板板筋，使得板筋穿過上下端頭板兩側卡槽。

4.注意槽鋼應開口朝上，不得開口朝下。

設置快易收口網、設置適宜的墊塊

1.在后澆帶內的鋼筋應采用鋼筋馬凳控制上層鋼筋，采用墊塊控制底層鋼筋的位置，鋼筋馬凳、墊塊間距宜為50cm。

2.后澆帶的兩側宜采用鋼筋支架快易收口網模板隔斷，并按規定做成企口形式，也可以采用木模隔斷做法，但是由于后澆帶處的鋼筋不斷，木模縫隙較大，澆筑混凝土不易保證質量，施工時要特別注意木模同鋼筋之間縫隙的處理。不可不支模而留成自然槎，以免影響后澆帶處的施工質量。

后澆帶兩側的混凝土澆筑

1.樓板后澆帶兩側的混凝土澆筑要嚴格按規范和施工方案進行，避免因混凝土澆筑造成鋼絲網模板變形，出現尺寸偏差。

2.采用快易收口網的垂直施工縫，在混凝土澆筑和振搗時應特別注意振搗器距模板的距離和振搗時間。為保證混凝土密實，垂直施工縫附近的混凝土宜采用鋼釬搗實。

結語

在該項目中采用該槽鋼換撐施工技術，每層地下室拆撐時間可綜合提前40d，3層地下室共節約工期120d，可節約建設貸款利息約75萬元，節省管理人工成本90萬元，地下室內置槽鋼新增工程費用約為18萬元，綜合建設成本降低147萬元，經濟效益明顯。

采用地下室樓板后澆帶內置槽鋼施工關鍵技術，解決了樓板混凝土強度齡期增長緩慢而影響樓板澆筑與內支撐拆除的時間間隔的施工難題，優化了內置槽鋼施工工藝，保證了安裝質量，降低了工程成本，取得了較好的應用效果，具有良好的推廣意義。