深基坑内支撑换撑施工技术研究

(福建建工集团有限责任公司，福建 福州 350001)

高层建筑深基坑支护施工特点主要是时间较长，投入资金较大，在工程项目施工中占据重要地位。目前，高层建筑深基坑的支护设计形式多种多样，但经常会受地理环境等自然因素的影响，导致支护形式可选择性小，施工难度增大，施工成本增加等问题。近年来，在深基坑支护施工中，对混凝土的应用越来越广泛，因为混凝土受环境因素限制较小，且施工便捷，因此能在深基坑支护施工中得到有效应用，但又受基坑支撑体系的影响，施工到一定阶段时，需要拆除内支撑，基于此问题，文章就深基坑内支撑换撑施工技术进行研究。

1 深基坑换撑技术概述

深基坑换撑技术的实质是把应力进行安全有序的转移，调整和再分配，在先期钢支撑工况下完成结构施工后，为避免钢支撑形式影响后续的结构施工，通过传力构件将内支撑拆除所产生的应力传递给第三者，从而保持受力平衡。借助于换撑施工技术，充分发挥临时的支撑作用，从而进行内支撑结构体系的更换，实现临时支撑拆除后，其他工序的顺利展开。

建筑深基坑有桩锚，桩撑，地连墙+内支撑支护等支护形式。桩锚支护不妨碍基坑后期的地下室施工。桩撑和地连墙+内支撑支护则由于原支撑妨碍地下室的施工，需要逐步拆除原有的支撑。

在土质较差，工程较复杂的情况下，建筑深基坑一般采用“两墙合一”的地下连续墙+内支撑支护方案。此种支护方案中，地下室的内衬墙与地连墙紧密贴合。基坑拆换撑阶段，当底层地下室达到设计强度，内衬墙和地下室楼板可以限制地连墙的侧向变形，起到支撑作用，如图1所示。

如图2所示的支护桩+支撑的建筑深基坑，支护粧与地下室外墙有一定的空隙，换撑结构在地下室侧墙和支护结构之间。建筑深基坑的尺寸一般比较大，而且要做外防水，所以换撑结构在地下室侧墙外边。

图1 地连墙支护基坑换撑示意

图2 排粧支护基坑换撑示意

2 深基坑内支撑换撑原理及技术分析

2.1 深基坑内支撑换撑施工技术原理

深基坑内支撑换撑施工技术是在深基坑内支撑体系拆除后，通过采取临时性的支撑措施，将内支撑拆除后所产生的应力传递到其他构件上，从而实现基坑内支撑体系受力平衡。

2.2 常见的内支撑横撑技术分析

2.2.1 回填石料换撑

该方法是通过回填碎石料的方式实现换撑，适用于传力过程中受力均匀的施工环境。同时，该技术也存在着一定的弊端，通过回填碎石料的方式进行换撑时，由于防水施工相对滞后，且受换撑施工环境影响，回填的石料密度难以实现有效控制，进而导致该方法无法保证力的传递效果，可能存在受力不均匀的情况，因此，回填石料换撑常作为换撑的辅助措施。

2.2.2 直接使用水平刚性构建换撑

该技术借助楼梁板承担换撑时支护桩的应力。直接使用水平刚性构建换撑相对简单且不需要拆除施工操作，内撑受力作用较好，主要适用于施工周期短，进度控制较高的施工环境。该技术对工程结构本身的安全性要求极高，如采用现浇筑楼板承载应力，施工单位应确保楼板的强度及稳定性，并采用合理的技术手段，以确保施工安全。

2.2.3 设置斜撑

设置斜撑的方式也是换撑施工中常用的施工方式，并且该方式大大缩短了施工工期，减少了资金投入，为施工节约了较大的成本支出。但该方式斜撑支撑点的选择往往是施工过程中的一大难点，尤其是建筑物四个角的位置，确定十分困难，通常的说，采用该方式整体效果会比较差，且易受到破坏，也会因为支护桩与墙体距离较短，致使防水施工难度增加，对整个施工过程带来极大的安全隐患。

2.2.4 钢筋砼换撑梁

通过钢筋砼换撑梁实现换撑一般会在特大型的深基坑或者结构受力特别复杂的工程中，这种施工方法操作相对复杂，实施条件相对严苛，因此，除特殊情况外，钢筋砼换撑梁应用较少。

3 深基坑内支撑换撑技术措施

在对深基坑内支撑换撑之前，应先进行基坑内支撑中内力的释放，用爆破方式拆除基坑内支撑，采用人工方式凿除支撑梁断面的混凝土，注意保留混凝土内的钢筋。另外，为避免由于荷载突然增加造成的对建筑物的破坏，可用梁钢筋的变形实现内力的释放。根据具体的工程状况，严格按照施工部署，合理安排拆除顺序，自下而上拆除支撑。

进行爆破施工时，首先应注意炮孔验收，(1)检查炮孔深度和孔网参数。(2)复核前排各炮孔的抵抗线。(3)查看孔中的含水情况。在炮孔验收时发现堵孔，孔深不够，应及时进行补钻或透孔。在补孔补钻或透孔的过程中，应注意周边炮孔的安全，保证所有炮孔在装药前全部符合设计要求。其次是进行装药作业，共分为三步，第一步是装药前的准备工作，要求爆破技术人员作出爆破设计后，按照爆破设计进行药品准备，另外还要清理炮孔附近的浮渣，并检测电雷和导爆管雷管，检查炮棍刻度是否准确。第二步是制作起爆药包，选用筒状乳化炸药作为起爆药包。第三步是装药，装药过程中应注意如下3项。(1)乳化炸药在装入炮孔之前要顺直。(2)装药速度不宜过快。(3)顺直雷管脚线后再放置起爆药包，并轻轻拉紧贴在孔壁一侧。最后再进行填塞作业。

例如，在某个拟建工程中，某场地的东侧18m为308国道，西侧45m为大清河，南侧马路对面是希望小学，北侧大约50～60m是商贸街。这个工程的东南角和西南角都设有两个旋转楼梯，旋转楼梯用来当做车道，工程中用于浇筑的楼梯也是旋转上升的，这样的构造难免使其在拆除内支撑过程中受力不均。因此，为了减少这些不良因素的影响，将对该楼梯进行内支撑换撑作业，可以在两侧楼梯的内外墙角都增设一道水平钢管支撑，使得该处的受力效果得到改善。

4 换撑后浇带处理

上述工程的地下室和楼梯处共设置有6条后浇筑带和19个施工段，因为后浇筑带对于土地压力经过换撑连梁传递给楼梁板具有重要作用。具体施工安排如下，后浇带应该用无收缩混凝土灌实，无收缩混凝土可以用膨胀水泥搅拌制作，也可以在混凝土中掺入具有膨胀作用的外加剂搅拌制作。在制作过程中，施工单位应确保混凝土膨胀强度不小于已浇筑的混凝土强度。在实际施工中，根据后浇带类型的不同，后浇带的混凝土浇灌时间存在一定的差异。以伸缩后浇带为例，其浇灌时间依据已浇灌的混凝土的收缩时间，虽然，在实际施工中受混凝土型号，水灰比和养护条件的影响，混凝土收缩时间存在一定差异，但基本都采用以收缩完成时间来设定的方法。后浇带混凝土浇灌时间一般是浇筑施工后60d进行。如果工期要求紧迫和遇见特殊困难时，浇灌时间间隔也不应少于30d。留置沉降后浇带应该在建筑物沉降稳定后,再浇筑后浇带的混凝土。

在后浇带接缝的处理中，施工单位应严格控制施工质量。在混凝土浇筑中，施工单位应使用堵头板等形式填充施工缝，当浇筑混凝土达到一定强度后，清理硬化的混凝土表面杂物，并进行凿毛和润湿处理，使混凝土整理密实，确保后浇带接缝混凝土与已经硬化的混凝土紧密结合。为了确保换撑过程中的防水性能，防止发生渗漏问题，避免地下水对基坑施工造成影响，施工单位应在后浇带浇筑完成后采取必要的防护措施，可以采取顶部遮盖，砌体围护等方式对后浇带进行防护，以免后浇带养护过程中，因施工现场垃圾清运或其他施工操作对后浇带养护效果造成不良影响。

在后浇带接缝处理过程中，施工单位必须使用无收缩混凝土进行浇筑，条件允许情况下，施工单位可在混凝土中加入适量的减水剂，以便于缩短后浇带接缝养护时间，提高后浇带接缝处理质量。施工前，现场施工人员应对混凝土进行试配，确保混凝土配置比例准确，搅拌均匀，严格控制浇筑质量，并在浇筑完成后加强养护，定期监测并记录后浇带沉降情况。

5 结 语

随着社会经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，高层建筑渐渐成为新时期建筑行业的主体项目，这对建筑物的安全施工提出了更高的要求。深基坑作为高层建筑基础，理应受到人们的广泛关注和施工人员的高度重视。无论是政府还是相关单位都应该对深基坑内换撑技术进行深入研究。目前，由于建筑技术不断发展，深基坑内支撑换撑的方式也有许多，需要根据不同的工程特点进行合理选择。基于此，文章主要对深基坑内支撑换撑技术中所需注意的问题进行了浅要分析，望能对今后的换撑工作起到一定的参考作用。