深基坑內(nèi)支撐換撐施工技術(shù)研究

(福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司，福建 福州 350001)

高層建筑深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)主要是時(shí)間較長(zhǎng)，投入資金較大，在工程項(xiàng)目施工中占據(jù)重要地位。目前，高層建筑深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)形式多種多樣，但經(jīng)常會(huì)受地理環(huán)境等自然因素的影響，導(dǎo)致支護(hù)形式可選擇性小，施工難度增大，施工成本增加等問(wèn)題。近年來(lái)，在深基坑支護(hù)施工中，對(duì)混凝土的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因?yàn)榛炷潦墉h(huán)境因素限制較小，且施工便捷，因此能在深基坑支護(hù)施工中得到有效應(yīng)用，但又受基坑支撐體系的影響，施工到一定階段時(shí)，需要拆除內(nèi)支撐，基于此問(wèn)題，文章就深基坑內(nèi)支撐換撐施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 深基坑換撐技術(shù)概述

深基坑換撐技術(shù)的實(shí)質(zhì)是把應(yīng)力進(jìn)行安全有序的轉(zhuǎn)移，調(diào)整和再分配，在先期鋼支撐工況下完成結(jié)構(gòu)施工后，為避免鋼支撐形式影響后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工，通過(guò)傳力構(gòu)件將內(nèi)支撐拆除所產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞給第三者，從而保持受力平衡。借助于換撐施工技術(shù)，充分發(fā)揮臨時(shí)的支撐作用，從而進(jìn)行內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系的更換，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支撐拆除后，其他工序的順利展開(kāi)。

建筑深基坑有樁錨，樁撐，地連墻+內(nèi)支撐支護(hù)等支護(hù)形式。樁錨支護(hù)不妨礙基坑后期的地下室施工。樁撐和地連墻+內(nèi)支撐支護(hù)則由于原支撐妨礙地下室的施工，需要逐步拆除原有的支撐。

在土質(zhì)較差，工程較復(fù)雜的情況下，建筑深基坑一般采用“兩墻合一”的地下連續(xù)墻+內(nèi)支撐支護(hù)方案。此種支護(hù)方案中，地下室的內(nèi)襯墻與地連墻緊密貼合?；硬饟Q撐階段，當(dāng)?shù)讓拥叵率疫_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，內(nèi)襯墻和地下室樓板可以限制地連墻的側(cè)向變形，起到支撐作用，如圖1所示。

如圖2所示的支護(hù)樁+支撐的建筑深基坑，支護(hù)粧與地下室外墻有一定的空隙，換撐結(jié)構(gòu)在地下室側(cè)墻和支護(hù)結(jié)構(gòu)之間。建筑深基坑的尺寸一般比較大，而且要做外防水，所以換撐結(jié)構(gòu)在地下室側(cè)墻外邊。

圖1 地連墻支護(hù)基坑換撐示意

圖2 排粧支護(hù)基坑換撐示意

2 深基坑內(nèi)支撐換撐原理及技術(shù)分析

2.1 深基坑內(nèi)支撐換撐施工技術(shù)原理

深基坑內(nèi)支撐換撐施工技術(shù)是在深基坑內(nèi)支撐體系拆除后，通過(guò)采取臨時(shí)性的支撐措施，將內(nèi)支撐拆除后所產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到其他構(gòu)件上，從而實(shí)現(xiàn)基坑內(nèi)支撐體系受力平衡。

2.2 常見(jiàn)的內(nèi)支撐橫撐技術(shù)分析

2.2.1 回填石料換撐

該方法是通過(guò)回填碎石料的方式實(shí)現(xiàn)換撐，適用于傳力過(guò)程中受力均勻的施工環(huán)境。同時(shí)，該技術(shù)也存在著一定的弊端，通過(guò)回填碎石料的方式進(jìn)行換撐時(shí)，由于防水施工相對(duì)滯后，且受換撐施工環(huán)境影響，回填的石料密度難以實(shí)現(xiàn)有效控制，進(jìn)而導(dǎo)致該方法無(wú)法保證力的傳遞效果，可能存在受力不均勻的情況，因此，回填石料換撐常作為換撐的輔助措施。

2.2.2 直接使用水平剛性構(gòu)建換撐

該技術(shù)借助樓梁板承擔(dān)換撐時(shí)支護(hù)樁的應(yīng)力。直接使用水平剛性構(gòu)建換撐相對(duì)簡(jiǎn)單且不需要拆除施工操作，內(nèi)撐受力作用較好，主要適用于施工周期短，進(jìn)度控制較高的施工環(huán)境。該技術(shù)對(duì)工程結(jié)構(gòu)本身的安全性要求極高，如采用現(xiàn)澆筑樓板承載應(yīng)力，施工單位應(yīng)確保樓板的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，并采用合理的技術(shù)手段，以確保施工安全。

2.2.3 設(shè)置斜撐

設(shè)置斜撐的方式也是換撐施工中常用的施工方式，并且該方式大大縮短了施工工期，減少了資金投入，為施工節(jié)約了較大的成本支出。但該方式斜撐支撐點(diǎn)的選擇往往是施工過(guò)程中的一大難點(diǎn)，尤其是建筑物四個(gè)角的位置，確定十分困難，通常的說(shuō)，采用該方式整體效果會(huì)比較差，且易受到破壞，也會(huì)因?yàn)橹ёo(hù)樁與墻體距離較短，致使防水施工難度增加，對(duì)整個(gè)施工過(guò)程帶來(lái)極大的安全隱患。

2.2.4 鋼筋砼換撐梁

通過(guò)鋼筋砼換撐梁實(shí)現(xiàn)換撐一般會(huì)在特大型的深基坑或者結(jié)構(gòu)受力特別復(fù)雜的工程中，這種施工方法操作相對(duì)復(fù)雜，實(shí)施條件相對(duì)嚴(yán)苛，因此，除特殊情況外，鋼筋砼換撐梁應(yīng)用較少。

3 深基坑內(nèi)支撐換撐技術(shù)措施

在對(duì)深基坑內(nèi)支撐換撐之前，應(yīng)先進(jìn)行基坑內(nèi)支撐中內(nèi)力的釋放，用爆破方式拆除基坑內(nèi)支撐，采用人工方式鑿除支撐梁斷面的混凝土，注意保留混凝土內(nèi)的鋼筋。另外，為避免由于荷載突然增加造成的對(duì)建筑物的破壞，可用梁鋼筋的變形實(shí)現(xiàn)內(nèi)力的釋放。根據(jù)具體的工程狀況，嚴(yán)格按照施工部署，合理安排拆除順序，自下而上拆除支撐。

進(jìn)行爆破施工時(shí)，首先應(yīng)注意炮孔驗(yàn)收，(1)檢查炮孔深度和孔網(wǎng)參數(shù)。(2)復(fù)核前排各炮孔的抵抗線(xiàn)。(3)查看孔中的含水情況。在炮孔驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)堵孔，孔深不夠，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)鉆或透孔。在補(bǔ)孔補(bǔ)鉆或透孔的過(guò)程中，應(yīng)注意周邊炮孔的安全，保證所有炮孔在裝藥前全部符合設(shè)計(jì)要求。其次是進(jìn)行裝藥作業(yè)，共分為三步，第一步是裝藥前的準(zhǔn)備工作，要求爆破技術(shù)人員作出爆破設(shè)計(jì)后，按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行藥品準(zhǔn)備，另外還要清理炮孔附近的浮渣，并檢測(cè)電雷和導(dǎo)爆管雷管，檢查炮棍刻度是否準(zhǔn)確。第二步是制作起爆藥包，選用筒狀乳化炸藥作為起爆藥包。第三步是裝藥，裝藥過(guò)程中應(yīng)注意如下3項(xiàng)。(1)乳化炸藥在裝入炮孔之前要順直。(2)裝藥速度不宜過(guò)快。(3)順直雷管腳線(xiàn)后再放置起爆藥包，并輕輕拉緊貼在孔壁一側(cè)。最后再進(jìn)行填塞作業(yè)。

例如，在某個(gè)擬建工程中，某場(chǎng)地的東側(cè)18m為308國(guó)道，西側(cè)45m為大清河，南側(cè)馬路對(duì)面是希望小學(xué)，北側(cè)大約50～60m是商貿(mào)街。這個(gè)工程的東南角和西南角都設(shè)有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)樓梯，旋轉(zhuǎn)樓梯用來(lái)當(dāng)做車(chē)道，工程中用于澆筑的樓梯也是旋轉(zhuǎn)上升的，這樣的構(gòu)造難免使其在拆除內(nèi)支撐過(guò)程中受力不均。因此，為了減少這些不良因素的影響，將對(duì)該樓梯進(jìn)行內(nèi)支撐換撐作業(yè)，可以在兩側(cè)樓梯的內(nèi)外墻角都增設(shè)一道水平鋼管支撐，使得該處的受力效果得到改善。

4 換撐后澆帶處理

上述工程的地下室和樓梯處共設(shè)置有6條后澆筑帶和19個(gè)施工段，因?yàn)楹鬂仓?duì)于土地壓力經(jīng)過(guò)換撐連梁傳遞給樓梁板具有重要作用。具體施工安排如下，后澆帶應(yīng)該用無(wú)收縮混凝土灌實(shí)，無(wú)收縮混凝土可以用膨脹水泥攪拌制作，也可以在混凝土中摻入具有膨脹作用的外加劑攪拌制作。在制作過(guò)程中，施工單位應(yīng)確?；炷僚蛎洀?qiáng)度不小于已澆筑的混凝土強(qiáng)度。在實(shí)際施工中，根據(jù)后澆帶類(lèi)型的不同，后澆帶的混凝土澆灌時(shí)間存在一定的差異。以伸縮后澆帶為例，其澆灌時(shí)間依據(jù)已澆灌的混凝土的收縮時(shí)間，雖然，在實(shí)際施工中受混凝土型號(hào)，水灰比和養(yǎng)護(hù)條件的影響，混凝土收縮時(shí)間存在一定差異，但基本都采用以收縮完成時(shí)間來(lái)設(shè)定的方法。后澆帶混凝土澆灌時(shí)間一般是澆筑施工后60d進(jìn)行。如果工期要求緊迫和遇見(jiàn)特殊困難時(shí)，澆灌時(shí)間間隔也不應(yīng)少于30d。留置沉降后澆帶應(yīng)該在建筑物沉降穩(wěn)定后,再澆筑后澆帶的混凝土。

在后澆帶接縫的處理中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。在混凝土澆筑中，施工單位應(yīng)使用堵頭板等形式填充施工縫，當(dāng)澆筑混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，清理硬化的混凝土表面雜物，并進(jìn)行鑿毛和潤(rùn)濕處理，使混凝土整理密實(shí)，確保后澆帶接縫混凝土與已經(jīng)硬化的混凝土緊密結(jié)合。為了確保換撐過(guò)程中的防水性能，防止發(fā)生滲漏問(wèn)題，避免地下水對(duì)基坑施工造成影響，施工單位應(yīng)在后澆帶澆筑完成后采取必要的防護(hù)措施，可以采取頂部遮蓋，砌體圍護(hù)等方式對(duì)后澆帶進(jìn)行防護(hù)，以免后澆帶養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，因施工現(xiàn)場(chǎng)垃圾清運(yùn)或其他施工操作對(duì)后澆帶養(yǎng)護(hù)效果造成不良影響。

在后澆帶接縫處理過(guò)程中，施工單位必須使用無(wú)收縮混凝土進(jìn)行澆筑，條件允許情況下，施工單位可在混凝土中加入適量的減水劑，以便于縮短后澆帶接縫養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高后澆帶接縫處理質(zhì)量。施工前，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行試配，確保混凝土配置比例準(zhǔn)確，攪拌均勻，嚴(yán)格控制澆筑質(zhì)量，并在澆筑完成后加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，定期監(jiān)測(cè)并記錄后澆帶沉降情況。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，高層建筑漸漸成為新時(shí)期建筑行業(yè)的主體項(xiàng)目，這對(duì)建筑物的安全施工提出了更高的要求。深基坑作為高層建筑基礎(chǔ)，理應(yīng)受到人們的廣泛關(guān)注和施工人員的高度重視。無(wú)論是政府還是相關(guān)單位都應(yīng)該對(duì)深基坑內(nèi)換撐技術(shù)進(jìn)行深入研究。目前，由于建筑技術(shù)不斷發(fā)展，深基坑內(nèi)支撐換撐的方式也有許多，需要根據(jù)不同的工程特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇?；诖?，文章主要對(duì)深基坑內(nèi)支撐換撐技術(shù)中所需注意的問(wèn)題進(jìn)行了淺要分析，望能對(duì)今后的換撐工作起到一定的參考作用。