深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐工法

　　隨著高層建筑數(shù)量和高度的增加，基礎(chǔ)埋深也隨著增加。進(jìn)入90年代后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市地價(jià)不斷上漲，空間利用率隨之提高，出現(xiàn)了眾多的超高層建筑，使有些地下室埋深達(dá)20米以上，對(duì)基坑開(kāi)挖技術(shù)提出更高、更嚴(yán)的要求，即不僅要確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿(mǎn)足變形控制的要求，以確?；又?chē)慕ㄖ?、地下管線(xiàn)、道路等安全。同時(shí)，為了適應(yīng)建筑市場(chǎng)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)，還要考慮提高土方挖運(yùn)的機(jī)械化程度、縮短土方工期、降低工程成本、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面的因素。我公司自1994年以來(lái)，先后在佛山國(guó)際商業(yè)中心，中山六福廣場(chǎng)、廣州文化娛樂(lè)廣場(chǎng)、廣州博成大廈等基坑施工中，采用了大跨度鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁或圓環(huán)拱形鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護(hù)，由于它們具有在計(jì)算方面的正確性、土方施工的經(jīng)濟(jì)性和施工實(shí)踐的安全可靠性，所以在施工中越來(lái)越多地應(yīng)用，并通過(guò)廣東省建筑工程總公司及有關(guān)專(zhuān)家的鑒定，獲得科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)，得到推廣和應(yīng)用。

　　1.特點(diǎn)

　　1.1.發(fā)揮材料的優(yōu)點(diǎn)。深基坑土方施工中，基坑深度往往較大，擋土結(jié)構(gòu)的水平壓力也較大，因此，鋼筋混凝土支撐表現(xiàn)為水平受壓為主，由于鋼筋混凝土支撐與鋼支撐不同，它具有變形小的特點(diǎn)，加上采用配筋和加大支撐截面的方法，可以提高鋼筋混凝土支撐的強(qiáng)度，用以作為支撐的混凝土能充分發(fā)揮材料的剛度大和變形小的受力特性，它能確保地下室施工和基礎(chǔ)施工以及周邊鄰近建筑物、道路和地下管線(xiàn)等公共設(shè)施的安全，因此，它是作為深基坑支護(hù)技術(shù)的新形式和新材料。

　　1.2.加快土方挖運(yùn)速度。在軟地基深基坑施工時(shí)采用鋼筋混凝土支撐，由于它的跨度大，尤其是采用圓環(huán)拱形鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式，基坑內(nèi)的平面形成大面積無(wú)支撐的空曠，空曠面積可達(dá)到整個(gè)基坑面積的65%~75%，形成開(kāi)闊的工作面，滿(mǎn)足挖土機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑的要求，有利于多臺(tái)大型挖土機(jī)械自如運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)，在基坑內(nèi)可以留坡道讓運(yùn)土車(chē)直接駛?cè)牖友b土，并采用逐層開(kāi)挖或留島形式開(kāi)挖，這樣，最后剩余小量土方用吊土機(jī)吊起即可。挖土速度可以提高三倍以上，達(dá)到縮短土方施工工期的目的，同時(shí)有利于基坑擋土結(jié)構(gòu)變形的時(shí)效控制和縮短基坑內(nèi)的降水時(shí)間，保證鄰近建筑物的安全。

　　1.3.降低工程造價(jià)。采用了大跨度鋼筋混凝土內(nèi)支撐梁或圓環(huán)拱形鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式，材料便宜，節(jié)省了其它支撐結(jié)構(gòu)（如鋼結(jié)構(gòu)）一次性投入的大筆資金。另外，由于采用機(jī)械化挖土，工效大大提高，降低了工程造價(jià)，從而獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

　　1.4.不受周邊場(chǎng)地不足的限制。如果基坑周邊狹窄或沒(méi)有用于通道的場(chǎng)地，也不會(huì)影響鋼筋混凝土支撐的施工，在沒(méi)有大型機(jī)械（如吊機(jī)〕和沒(méi)有周邊道路的情況下，就可以進(jìn)行支撐梁的鋼筋混凝土施工。在設(shè)計(jì)上允許的情況下，可以借用支撐梁格構(gòu)上搭設(shè)平臺(tái)和施工便道，用以堆放材料、安裝施工機(jī)械設(shè)備、輸送混凝土和布設(shè)電纜等，以便于地下室和基礎(chǔ)施工。

　　2.適應(yīng)范圍

　　2.1.適用于軟地基深基坑超深地下室基坑的施工。

　　2.2.適用于基坑周?chē)裼泄芫€(xiàn)、對(duì)環(huán)保要求高、周邊建筑物較接近和土方工期緊迫的基坑施工。

　　2.3.適用于吊機(jī)無(wú)法到位進(jìn)行支撐吊裝的基坑。

　　2.4.適用于基坑周邊場(chǎng)地狹窄，缺少作為材料和機(jī)械設(shè)備的堆放場(chǎng)地。

　　2.5.適用于允許爆破的任意基礎(chǔ)。

　　3.工藝原理

　　當(dāng)完成護(hù)壁擋土結(jié)構(gòu)以后，要進(jìn)行基坑土方開(kāi)挖時(shí)，基坑四周的土體必然產(chǎn)生壓力作用于基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)上，其力的方向近似于水平，力的大小取決于不同土質(zhì)的壓力值。這種水平壓力通過(guò)對(duì)護(hù)壁結(jié)構(gòu)的作用傳遞給鋼筋混凝土圍檁梁，再通過(guò)支撐把力集中到鋼筋混凝土支撐梁上去。從力學(xué)的觀點(diǎn)分析可知，鋼筋混凝土支撐梁的受力是以軸向受壓為主，這樣就充分利用了混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，又把支撐梁設(shè)計(jì)成基坑內(nèi)對(duì)撐的形式，形成大小相等、方向相反、相互抵消的力，構(gòu)成穩(wěn)定的支撐體系，每跨的寬度和支承樁的距離，由地下室基礎(chǔ)樁分布、支撐受力大小、支撐截面、支撐配筋情況、自重和穩(wěn)定性等來(lái)確定。如果深基坑需要設(shè)置多道支撐的，其支撐的道數(shù)和位置則要根據(jù)基坑深度、地下室層數(shù)、樓板位置、挖土的方法、擋土的結(jié)構(gòu)材料和形式、擋土結(jié)構(gòu)的配筋、土壓力值大小而定。因此，鋼筋混凝土支撐梁的設(shè)計(jì)，要經(jīng)過(guò)假設(shè)支撐梁的道數(shù)、跨度和截面，確定基坑開(kāi)挖深度、擋土結(jié)構(gòu)材料厚度，計(jì)算出圍檁梁上單位長(zhǎng)度分布的水平壓力，根據(jù)單位長(zhǎng)度水平壓力大小，計(jì)算出集中在支撐梁上的軸向力，然后根據(jù)這個(gè)軸力的大小和支撐梁的自重進(jìn)行支撐梁的配筋計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。經(jīng)過(guò)反復(fù)的假設(shè)和驗(yàn)算后才確定。[Page]

　　4.工藝流程

　　4.1.支承樁施工，可安排在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)或以后進(jìn)行，可采用鉆孔樁的施工方法。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度足夠的情況下，就可以進(jìn)行第一層土方開(kāi)挖(對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)懸臂情況下挖土)，鋼筋混凝土支撐的施工一般是緊隨著土方開(kāi)挖的后面施工。

　　4.2.多道鋼筋混凝土支撐施工的關(guān)于流程是：

　　4.2.1.第一道鋼筋混凝土支撐施工。基坑土方開(kāi)挖至第一道鋼筋混凝土支撐梁底的墊層底面——鑿開(kāi)支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍檁的連接面——鋼筋混凝土支撐墊層施工——綁扎支撐鋼筋——支立側(cè)模板——澆筑混凝土(預(yù)留拆除鋼筋混凝土支撐梁的爆破孔)、梁邊護(hù)欄預(yù)埋鐵件——養(yǎng)護(hù)、拆模、清理。

　　4.2.2.第二道鋼筋混凝土支撐施工?；油练介_(kāi)挖至第二道鋼筋混凝土支撐梁底的墊層底面——鑿開(kāi)支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍檁的連接面、支承樁清理——鋼筋混凝土支撐墊層施工——綁扎支撐鋼筋——支立側(cè)模板——澆筑混凝土、預(yù)留拆除鋼筋混凝土支撐梁的爆破孔——養(yǎng)護(hù)、拆模、清理。

　　往下各道支撐與第一、第二道支撐的工藝流程類(lèi)推。

　　5.施工要點(diǎn)

　　5.1.護(hù)壁施工中有關(guān)問(wèn)題

　　5.1.1.支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)應(yīng)考慮支撐點(diǎn)的位置處理，當(dāng)支撐點(diǎn)設(shè)在支護(hù)頂?shù)膲喉斆绷簳r(shí)，其頂上必須加長(zhǎng)預(yù)留鋼筋，作為澆筑支護(hù)頂?shù)膲喉斆绷旱腻^筋；當(dāng)支撐點(diǎn)設(shè)在支護(hù)上的某一標(biāo)高處時(shí)，該處的支護(hù)一般應(yīng)預(yù)埋鋼筋，在挖土方暴露后，清理干凈該標(biāo)高的混凝土，還將預(yù)埋鋼筋拉出并伸直，用以錨入圍檁梁內(nèi)(經(jīng)常沒(méi)有錨筋)。同樣，鋼筋混凝土支撐樁也應(yīng)用同樣的方法預(yù)留和預(yù)埋鋼筋。

　　5.1.2.與圍檁梁接觸的支護(hù)壁部位，一定要鑿毛清理，以保證圍檁梁與護(hù)壁的緊密銜接。

　　5.2.支撐梁的施工

　　5.2.1.鋼筋混凝土支撐梁和圍檁梁的底模（墊層〕施工，可以采用基坑原土填平夯實(shí)加覆蓋尼龍薄膜，也可用鋪模板、澆筑素混凝土墊層、鋪設(shè)油毛氈等方法。經(jīng)過(guò)測(cè)量放線(xiàn)后，才綁扎鋼筋，然后安裝側(cè)模板。

　　5.2.2. 檁梁和支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的連接可用預(yù)埋鋼筋，以斜向方式焊接在支護(hù)壁的主筋上。

　　5.2.3. 鋼筋混凝土支撐梁和圍檁梁的側(cè)模利用拉桿螺絲固定，鋼筋混凝土撐梁應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)起拱。

　　5.2.4. 鋼筋混凝土支撐梁和圍檁梁混凝土澆筑應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，保證支撐體系的整體性。

　　5.2.5.為了方便拆除鋼筋混凝土支撐梁及圍檁梁，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)考慮預(yù)留爆破孔。為了保證施工人員在支撐梁上行走的安全，支撐梁兩側(cè)預(yù)埋用于焊接欄桿的鐵件。

　　5.2.6.為了縮短工期，及早進(jìn)入土方開(kāi)挖階段，混凝土配比中可加入早強(qiáng)劑，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，就可以進(jìn)行土方開(kāi)挖。

　　5.2.7.混凝土澆筑、拆模和養(yǎng)護(hù)按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，保證混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)。

　　5.3.土方開(kāi)挖

　　5.3.1.在先施工的支撐范圍內(nèi)的土方安排首先開(kāi)挖，由遠(yuǎn)至近地進(jìn)行，若有多道鋼筋混凝土支撐時(shí)，應(yīng)按支撐的道數(shù)分層開(kāi)挖：第一層土方??支撐??第二層土方??支撐????????底層土方。每層又要根據(jù)基坑深度不同和挖土機(jī)械伸展深度能力進(jìn)行分層挖土，每一層土方開(kāi)挖都要待混凝土的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求時(shí)，才能進(jìn)行往下土方開(kāi)挖。

　　5.3.2.在基坑下運(yùn)土車(chē)輛通過(guò)的路段中，遇到混凝土支撐梁時(shí)，先用掘土機(jī)將土覆蓋在支撐梁上，以作保護(hù)，覆蓋厚度不小于50cm，這樣就讓運(yùn)土車(chē)輛可以在上面行走，免受車(chē)輛壓壞支撐梁。

　　5.3.3.隨著挖土深度加深，護(hù)壁和立柱的支撐點(diǎn)鑿毛也同時(shí)進(jìn)行。

　　5.3.4. 做好降水工作，如采用地下連續(xù)墻作為護(hù)壁，一般來(lái)說(shuō)，地下水較少，用少量的降水井就可以解決問(wèn)題。

　　6.主要材料、施工機(jī)具及設(shè)備

　　6.1.使用材料：鋼筋、鋼模板、混凝土、拉桿螺絲、膠管（40）等。[Page]

　　6.2. 主要施工機(jī)具及設(shè)備有：掘土機(jī)，運(yùn)土車(chē)輛，空壓機(jī)，風(fēng)管，吊機(jī)(可以不用)，手推斗車(chē)，鋼筋彎曲機(jī)，鋼筋切斷機(jī)，電焊機(jī)，混凝土振動(dòng)棒等。

　　7.質(zhì)量要求

　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土工程施工和檢驗(yàn)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定組織施工，同時(shí)參照《建筑工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求評(píng)定施工質(zhì)量。此外，還應(yīng)符合以下的設(shè)計(jì)要求：

　　7.1.每一期土方開(kāi)挖深度必須按照設(shè)計(jì)的深度逐層進(jìn)行，控制在支撐梁底下面的墊層底，不得超深。

　　7.2.分別采用做3天、7天和20天齡期的混凝土試塊，提前預(yù)測(cè)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)方法。

　　7.3.第一層土方開(kāi)挖以后，支護(hù)結(jié)構(gòu)形成懸臂，應(yīng)立即進(jìn)行支撐施工，盡可能縮短時(shí)間，減少變形。

　　7.4.測(cè)量必須準(zhǔn)確，保證支撐梁的設(shè)置位置準(zhǔn)確。

　　7.5.支護(hù)結(jié)構(gòu)土與圍檁梁混凝土應(yīng)緊密接觸，使其具有足夠的摩擦力。

　　7.6.由于鋼筋混凝土支撐梁的跨度大，在制作時(shí)按設(shè)計(jì)要求預(yù)起拱。

　　8.安全要求

　　施工工程中，應(yīng)遵守建筑施工安全規(guī)定，此外，應(yīng)注意以下問(wèn)題：

　　8.1. 挖土之前，應(yīng)預(yù)先在支護(hù)結(jié)構(gòu)上設(shè)置變形、位移的觀測(cè)點(diǎn)，并做好原始數(shù)據(jù)的記錄，隨著施工的進(jìn)展過(guò)程，定期、隨時(shí)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并立即向有關(guān)部門(mén)匯報(bào)，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

　　8.2.整個(gè)挖土過(guò)程必須有專(zhuān)人指揮，嚴(yán)格控制挖土深度，謹(jǐn)防挖土機(jī)械對(duì)支撐梁或圍檁梁的破壞。

　　8.3.挖土?xí)r應(yīng)根據(jù)基坑土質(zhì)情況留有一定的安全坡度，防止塌方而造成事故。

　　8.4.當(dāng)?shù)谝粚油练酵谌ズ?，?yīng)立即在基坑邊和支撐梁上設(shè)置安全欄桿。

　　8.5.支撐梁拆除采用爆破方法，應(yīng)注意保護(hù)地下室樓板的安全，如鋪設(shè)砂包等。同時(shí)防止爆破碎石飛濺傷人。

　　8.6.當(dāng)要在支撐梁上作材料堆放時(shí)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)的要求。

　　9.經(jīng)濟(jì)效益

　　深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式，在深基坑土方開(kāi)挖過(guò)程中，由于它具有足夠的抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，而且不受場(chǎng)地的限制，施工機(jī)具簡(jiǎn)單，加上支撐跨度大，在發(fā)揮機(jī)械化挖土中，具有效率高、工期短、效益好等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)施工總結(jié)可知，從支撐施工到土方施工階段里，節(jié)省工期40％，節(jié)約材料費(fèi)15%～20%，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。