深基坑拆撑过程的换撑施工技术

崔伟锋王文彬黄学龙.广州市第一建筑工程有限公司；.广州建筑股份有限公司

深基坑拆撑过程的换撑施工技术

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1.广州市第一建筑工程有限公司；2.广州建筑股份有限公司

深基坑支护体系的选择一般根据基坑的深度、安全等级和场地约束等因素综合而判断，其中地下连续墙的支护式的优点在于它不会对邻近建筑物及其基础造成影响，比较适合用于在建筑物比较密集的地区施工，而且支护的刚度比较大，有较强的侧压承受能力，开挖之后它的变形少、地面沉降量小，因此地下连续墙组合内支撑的支护体系被广泛应用于现代建筑之中。连续墙基坑支护需要内支撑梁平衡基坑土压力，但在地下室结构施工中，往往碰到内支撑梁需要拆除的情况，且地下室留置的后浇带又对拆除内支撑梁生产约束作用，这时就需要进行换撑处理。本文通过计算分析，采取在后浇带上安装槽钢传力装置，在拆除原来的内支撑前，先行施工换撑体系，有效将基坑支护的水平力传递到基础板或地下室结构上，然后再拆除内支撑。有效解决了拆撑造成的安全隐患，并加快了地下室结构的施工周期。

工程概况

某商业中心项目位于佛山市南海区最繁忙地段，施工可用占地面积异常狭窄。该工程的深基坑范围143m×100m，地下4层地下室，深约19.10m。基坑支护采用1000mm厚连续墙，连续墙嵌固深度为8～9m。支撑系统主要由主对撑、斜撑、连系梁及钢构柱组成，共有三道内支撑梁。见图1。

第一道支撑梁底标高为0.45m，距离地下一层楼板3.25m；第二道支撑梁底标高为-5.70m，距离地下二层楼板2.10m；第三道支撑梁底标高为-11.00m，距离地下三层楼板0.70m。见图2。

因结构需设置贯通的后浇带，破坏楼面的整体水平刚度，且地下室结构外壁与基坑支护的连续墙紧贴在一起，给支撑拆撑后的换撑造成影响。本项目在结构楼板中预埋槽钢进行对顶，保证了结构面的整体受力。

换撑方案选择

本项目设四层地下室，且基坑深度较大，设置有三道内支撑支护，换撑方法采用设置斜撑的方式不太合适；特别设计专门的钢筋混凝土换撑梁亦太复杂，工期较长，且可操作性也比较困难。本项目适宜直接利用永久结构的水平刚性构件进行换撑。

图1 基坑平面布置图

图2 结构楼板与支撑梁标高关系图

方案一：在结构梁中预埋工字钢，因结构板跨度约4m，在结构梁内预埋工字钢需设置较大的工字钢，且因结构梁钢筋较密，工字钢在梁钢筋笼内的定位相对较困难。

方案二：在结构楼板中预埋槽钢，可设置相对较小的型钢型号，布置数量可按计算需求灵活增加，且楼板内定位槽钢相对梁钢筋笼内定位工字钢要简便得多。

方案二和方案一相比，确保了换撑过程中结构体系的安全性，保证了主要受力结构梁的均匀性，有利于工程质量的保证，节约了施工成本，同时也方便了现场工人的施工操作。综合考虑各项因素后选择方案二进行施工。

施工关键技术

槽钢传力装置

该传力装置采用14a槽钢，长度1200mm，槽钢两端焊接78mm×160mm×10mm厚钢垫板，端头钢板上设有四个5mm×15mm卡槽，后浇带两侧上下板钢筋通过卡槽进行连通，施工时，将槽钢两端分别埋入楼板各100mm，水平间距按照2m进行设置。内置槽钢传力装置与楼板后浇带钢筋模板同时安装，与楼板混凝土共同浇筑，即完成后浇带内置槽钢传力装置安装。该传力装置具有结构合理，成本低，施工工作效率高，无需后期二次焊接，施工时不易漏浆，减少后期剔凿等优点。见图3、4、5所示。

图3 地下室楼板后浇带内置槽钢示意图

图4 槽钢与端头板示意图

图5 端头板示意图

传力装置压曲变形计算

对内置槽钢压杆稳定性根据临界力计算公式进行计算，查表可知14a槽钢面积A=18.51cm2，惯性距Ix=563.70cm4，转动惯量Wx=80.50cm3，回转半径ix=5.52 cm，槽钢长为100cm，槽钢两侧为铰接连接µ=1，槽钢为Q235材质E=206GPa。

经计算，选用14a槽钢满足压杆稳定性的要求。

楼板局部受压计算

根据数值计算结果，由于后浇带梁板均为断开，垂直于后浇带的梁的应力为零，后浇带内置槽钢传力装置能够有效地传递水平力，槽钢所受水平力最大值为1.4×102kN。按素混凝土构件验算其局部受压承载力。当局部受压面上仅有局部荷载作用时：

经计算，楼板局部受压计算亦满足规范要求。

施工工艺组织

施工时，先搭设脚手架支架支撑体系→安装木枋龙骨和铺设楼板模板→绑扎梁、板筋→放置后浇带槽钢传力装置→支设后浇带侧面快易收口网→浇筑后浇带两侧楼板混凝土→拆除后浇带侧面快易收口网→用模板覆盖保护后浇带。主要施工工艺如图6～图9所示。

图6 后浇带处搭设脚手架示意图

图7 后浇带铺设木枋、模板示意图

图8 铺设板筋、安装槽钢示意图

图9 楼面浇筑后槽钢对顶示意图

槽钢在楼板内的埋置大样如图10～图11所示。

图10 安装槽钢正截面示意图

图11 安装槽钢侧面示意图

各工序主要注意事项

搭设后浇带脚手架

1.搭设梁板满堂脚手架支撑体系时，后浇带的支撑体系先单独搭设，采用短钢管与满堂脚手架支撑体系形成一个整体。

2.后浇带两侧各设两排立杆、纵横向拉杆，立杆距后浇带边缘不宜大于20cm，立杆的间距、步距应通过计算来确定。

3.工程满堂脚手架拆除时后浇带部分满堂脚手架需单独保留。

铺设楼板模板

1.安装顶板的主、次楞（注意次楞按照垂直于施工缝方向布置）。

2.找出设计要求的后浇带位置弹线。

3.后浇带两侧的梁板模板配至后浇带两侧边缘，中间模板按后浇带宽度配置安装。

安装后浇带内置槽钢

1.槽钢按照设计要求在加工厂制作完成后运至施工现场。

2.将内置槽钢放至后浇带设计位置，槽钢两端均需深入两侧楼板内10cm。

3.细部调整楼板板筋，使得板筋穿过上下端头板两侧卡槽。

4.注意槽钢应开口朝上，不得开口朝下。

设置快易收口网、设置适宜的垫块

1.在后浇带内的钢筋应采用钢筋马凳控制上层钢筋，采用垫块控制底层钢筋的位置，钢筋马凳、垫块间距宜为50cm。

2.后浇带的两侧宜采用钢筋支架快易收口网模板隔断，并按规定做成企口形式，也可以采用木模隔断做法，但是由于后浇带处的钢筋不断，木模缝隙较大，浇筑混凝土不易保证质量，施工时要特别注意木模同钢筋之间缝隙的处理。不可不支模而留成自然槎，以免影响后浇带处的施工质量。

后浇带两侧的混凝土浇筑

1.楼板后浇带两侧的混凝土浇筑要严格按规范和施工方案进行，避免因混凝土浇筑造成钢丝网模板变形，出现尺寸偏差。

2.采用快易收口网的垂直施工缝，在混凝土浇筑和振捣时应特别注意振捣器距模板的距离和振捣时间。为保证混凝土密实，垂直施工缝附近的混凝土宜采用钢钎捣实。

结语

在该项目中采用该槽钢换撑施工技术，每层地下室拆撑时间可综合提前40d，3层地下室共节约工期120d，可节约建设贷款利息约75万元，节省管理人工成本90万元，地下室内置槽钢新增工程费用约为18万元，综合建设成本降低147万元，经济效益明显。

采用地下室楼板后浇带内置槽钢施工关键技术，解决了楼板混凝土强度龄期增长缓慢而影响楼板浇筑与内支撑拆除的时间间隔的施工难题，优化了内置槽钢施工工艺，保证了安装质量，降低了工程成本，取得了较好的应用效果，具有良好的推广意义。