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。進入90年代后，我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市地價不斷上漲，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20米以上，對基坑開挖技術(shù)提出更高、更嚴的要求，即不僅要確保邊坡的穩(wěn)定，而且要滿足變形控制的要求，以確保基坑周圍的建筑物、地下管線、道路等安全。同時，為了適應(yīng)建筑市場日趨激烈的競爭，還要考慮提高土方挖運的機械化程度、縮短土方工期、降低工程成本、提高經(jīng)濟效益等方面的因素。我公司自1994年以來，先后在佛山國際商業(yè)中心，中山六福廣場、廣州文化娛樂廣場、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，由于它們具有在計算方面的正確性、土方施工的經(jīng)濟性和施工實踐的安全可靠性，所以在施工中越來越多地應(yīng)用，并通過廣東省建筑工程總公司及有關(guān)專家的鑒定，獲得科技進步獎三等獎，得到推廣和應(yīng)用。

　　1.特點

　　1.1.發(fā)揮材料的優(yōu)點。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，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、道路和地下管線等公共設(shè)施的安全，因此，它是作為深基坑支護技術(shù)的新形式和新材料。

　　1.2.加快土方挖運速度。在軟地基深基坑施工時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支撐的空曠，空曠面積可達到整個基坑面積的65%~75%，形成開闊的工作面，滿足挖土機械回轉(zhuǎn)半徑的要求，有利于多臺大型挖土機械自如運轉(zhuǎn)作業(yè)，在基坑內(nèi)可以留坡道讓運土車直接駛?cè)牖友b土，并采用逐層開挖或留島形式開挖，這樣，最后剩余小量土方用吊土機吊起即可。挖土速度可以提高三倍以上，達到縮短土方施工工期的目的，同時有利于基坑擋土結(jié)構(gòu)變形的時效控制和縮短基坑內(nèi)的降水時間，保證鄰近建筑物的安全。

　　1.3.降低工程造價。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，由于采用機械化挖土，工效大大提高，降低了工程造價，從而獲得了明顯的經(jīng)濟效益。

　　1.4.不受周邊場地不足的限制。如果基坑周邊狹窄或沒有用于通道的場地，也不會影響鋼筋混凝土支撐的施工，在沒有大型機械（如吊機〕和沒有周邊道路的情況下，就可以進行支撐梁的鋼筋混凝土施工。在設(shè)計上允許的情況下，可以借用支撐梁格構(gòu)上搭設(shè)平臺和施工便道，用以堆放材料、安裝施工機械設(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.適用于基坑周圍埋有管線、對環(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.適用于吊機無法到位進行支撐吊裝的基坑。

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

　　2.5.適用于允許爆破的任意基礎(chǔ)。

　　3.工藝原理

　　當完成護壁擋土結(jié)構(gòu)以后，要進行基坑土方開挖時，基坑四周的土體必然產(chǎn)生壓力作用于基坑的支護結(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。這種水平壓力通過對護壁結(jié)構(gòu)的作用傳遞給鋼筋混凝土圍檁梁，再通過支撐把力集中到鋼筋混凝土支撐梁上去。從力學的觀點分析可知，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度，又把支撐梁設(shè)計成基坑內(nèi)對撐的形式，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，要經(jīng)過假設(shè)支撐梁的道數(shù)、跨度和截面，確定基坑開挖深度、擋土結(jié)構(gòu)材料厚度，計算出圍檁梁上單位長度分布的水平壓力，根據(jù)單位長度水平壓力大小，計算出集中在支撐梁上的軸向力，然后根據(jù)這個軸力的大小和支撐梁的自重進行支撐梁的配筋計算和穩(wěn)定性驗算。經(jīng)過反復(fù)的假設(shè)和驗算后才確定。[Page]

　　4.工藝流程

　　4.1.支承樁施工，可安排在支護結(jié)構(gòu)施工的同時或以后進行，可采用鉆孔樁的施工方法。當支護結(jié)構(gòu)的強度足夠的情況下，就可以進行第一層土方開挖(對于支護結(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?；油练介_挖至第一道鋼筋混凝土支撐梁底的墊層底面——鑿開支護結(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)、梁邊護欄預(yù)埋鐵件——養(yǎng)護、拆模、清理。

　　4.2.2.第二道鋼筋混凝土支撐施工?；油练介_挖至第二道鋼筋混凝土支撐梁底的墊層底面——鑿開支護結(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、拆模、清理。

　　往下各道支撐與第一、第二道支撐的工藝流程類推。

　　5.施工要點

　　5.1.護壁施工中有關(guān)問題

　　5.1.1.支護結(jié)構(gòu)施工時應(yīng)考慮支撐點的位置處理，當支撐點設(shè)在支護頂?shù)膲喉斆绷簳r，其頂上必須加長預(yù)留鋼筋，作為澆筑支護頂?shù)膲喉斆绷旱腻^筋；當支撐點設(shè)在支護上的某一標高處時，該處的支護一般應(yīng)預(yù)埋鋼筋，在挖土方暴露后，清理干凈該標高的混凝土，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壁部位，一定要鑿毛清理，以保證圍檁梁與護壁的緊密銜接。

　　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)過測量放線后，才綁扎鋼筋，然后安裝側(cè)模板。

　　5.2.2. 檁梁和支護結(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)同時進行，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，在澆筑混凝土時應(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，及早進入土方開挖階段，混凝土配比中可加入早強劑，并加強養(yǎng)護，當混凝土達到要求強度后，就可以進行土方開挖。

　　5.2.7.混凝土澆筑、拆模和養(yǎng)護按有關(guān)規(guī)范要求進行，保證混凝土后期強度的增長。

　　5.3.土方開挖

　　5.3.1.在先施工的支撐范圍內(nèi)的土方安排首先開挖，由遠至近地進行，若有多道鋼筋混凝土支撐時，應(yīng)按支撐的道數(shù)分層開挖：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械伸展深度能力進行分層挖土，每一層土方開挖都要待混凝土的強度滿足要求時，才能進行往下土方開挖。

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

　　5.3.3.隨著挖土深度加深，護壁和立柱的支撐點鑿毛也同時進行。

　　5.3.4. 做好降水工作，如采用地下連續(xù)墻作為護壁，一般來說，地下水較少，用少量的降水井就可以解決問題。

　　6.主要材料、施工機具及設(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. 主要施工機具及設(shè)備有：掘土機，運土車輛，空壓機，風管，吊機(可以不用)，手推斗車，鋼筋彎曲機，鋼筋切斷機，電焊機，混凝土振動棒等。

　　7.質(zhì)量要求

　　按照國家標準《鋼筋混凝土工程施工和檢驗規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定組織施工，同時參照《建筑工程質(zhì)量檢驗評定標準》的有關(guān)要求評定施工質(zhì)量。此外，還應(yīng)符合以下的設(shè)計要求：

　　7.1.每一期土方開挖深度必須按照設(shè)計的深度逐層進行，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)測混凝土標準強度，標準養(yǎng)護方法。

　　7.3.第一層土方開挖以后，支護結(jié)構(gòu)形成懸臂，應(yīng)立即進行支撐施工，盡可能縮短時間，減少變形。

　　7.4.測量必須準確，保證支撐梁的設(shè)置位置準確。

　　7.5.支護結(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，在制作時按設(shè)計要求預(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)注意以下問題：

　　8.1. 挖土之前，應(yīng)預(yù)先在支護結(jié)構(gòu)上設(shè)置變形、位移的觀測點，并做好原始數(shù)據(jù)的記錄，隨著施工的進展過程，定期、隨時檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并立即向有關(guān)部門匯報，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

　　8.2.整個挖土過程必須有專人指揮，嚴格控制挖土深度，謹防挖土機械對支撐梁或圍檁梁的破壞。

　　8.3.挖土時應(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?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)注意保護地下室樓板的安全，如鋪設(shè)砂包等。同時防止爆破碎石飛濺傷人。

　　8.6.當要在支撐梁上作材料堆放時，應(yīng)符合設(shè)計的要求。

　　9.經(jīng)濟效益

　　深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式，在深基坑土方開挖過程中，由于它具有足夠的抗壓強度和穩(wěn)定性等特點，而且不受場地的限制，施工機具簡單，加上支撐跨度大，在發(fā)揮機械化挖土中，具有效率高、工期短、效益好等優(yōu)勢。經(jīng)過施工總結(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15%～20%，具有顯著的經(jīng)濟效益。