某工程基坑混凝土內支撐鋼立柱托換施工技術

范方平

（馬鞍山市建設工程質量監督站，安徽 馬鞍山 243000）

0 引 言

進入21世紀以來，城市地下空間的開發利用已成為世紀性發展趨勢，并以此來提高土地利用率，緩解中心城市密度，疏導交通，增加城市綠化，保持歷史文化景觀，減少環境污染和改善生態環境。目前，我國的地下空間的規劃與開發尚處在起步階段，各種經驗還需在實踐中不斷摸索。文章所介紹的實例，就是因為前期規劃準備不足，而帶來的基坑支護需要作出相應調整的問題。為此，結合工程實際介紹了樁基施工后，基坑深度增加和支護結構與建筑物結構發生沖突時的解決方法，可供類似工程施工參考。

1 工程概況

某商務樓工程，位于馬鞍山市雨山區，地下2層，地上共26層，基坑平面形狀比較方整，基坑尺寸約60m×55m，開挖深度為9.6m。支護形式采用：坑上部采用放坡土釘墻進行支護，坑下部采用一排鉆孔灌注樁加兩道鋼混凝土內支撐，一排連續搭接的三軸深攪樁止水帷幕。

2 規劃調整情況

該工程支護樁及土釘墻施工結束后，土方挖至第一層混凝土支撐位置，在第一層混凝土支撐混凝土澆筑完成時，業主對該建筑進行規劃局部調整，在裙房處增加下地下室貨梯2臺，地下室底板上增加2.9m深的電梯基坑，需增打坑中坑支護樁，而且在坑中坑范圍內恰巧有一根混凝土內支撐的立柱，此立柱需托換；土方開挖至第二層混凝土支撐位置時，業主對該建筑再次進行了規劃調整，將房型進行了調整（局部軸線位置有變化），造成建筑物的結構主梁與混凝土內支撐的鋼立柱位置的沖突，有沖突的鋼立柱需托換。

3 立柱托換施工

3.1 增加電梯基坑處的立柱托換施工

3.1.1 托換施工原因及難點分析

由于增加下地下室貨梯，電梯基坑比原基坑深2.9m，導致原混凝土內支撐立柱樁的上部鋼格構部分不夠長（即無法到達坑底墊層面），無法形成有效的止水，且土方已挖至第一層支撐標高，需將打樁機吊入坑中施工；由于第一層混凝土支撐已澆筑，不能在混凝土內支撐梁位置上進行打樁，采用在混凝土支撐梁外側施打托換立柱樁及耳梁后再與原混凝土支撐梁連接傳力。

3.1.2 托換方法概述

托換立柱采用原設計的灌注樁+鋼格構柱，位置定位在電梯基坑兩邊且布置在支撐梁兩邊，用2根托換立柱替代原電梯坑中的鋼立柱，這樣可以廢除原立柱并將兩根托換立柱轉移至坑外，減少了拆撐時的麻煩。

3.1.2.1 托換立柱施打

托換立柱下部為樁徑為Ф900鉆孔灌注樁，灌注樁主筋為14Ф20，箍筋Ф8@200上端3m加密Ф8@100；樁的上部為構格柱，角鋼L160×16(Q235鋼)，橫條、綴條為L70×6＠600(Q235鋼)，格構柱插入灌注樁內2.5m，格構柱在下部2.5m為400×250×12@600(Q235鋼板)，見圖1及A—A剖面所示。

①將灌注樁打樁機吊至托換立柱位置坑中施打鉆孔灌注樁，施工時，二次清底的沉渣厚度控制在50mm以內，混凝土按C30水下混凝土提高一個等級配制，并按專項施工方案進行操作并做好樁基施工記錄；樁頂浮漿高度不少于1.5m，確保樁頂部位混凝土密實。

②鋼格構柱插入鉆孔灌注樁中不小于2500mm，施工時先將鋼格構柱的4根角鋼分別與鉆孔樁鋼筋籠用短鋼筋焊接牢固，再整體吊入孔內，吊（插）入樁孔時，應控制鋼構柱的垂直與水平二個方向的偏位在允許范圍內。特別需防止澆搗混凝土后鋼構柱的偏位。施工時必須采用模具定位措施，防止產生偏位，在混凝土終凝前，嚴格控制插入的垂直度。

圖1 托換立柱大樣圖

③土方開挖時，鋼構柱周圍的土方應分層對稱開挖，減少土體側移對樁的影響。施工機械應避免碰撞鋼格構柱，禁止將鋼格構柱作為斜拋撐的中間支承柱。

④鋼構柱應在工廠制作成品后運往工地。零星現場焊接構件，必須由持有焊接上崗證的人員施焊。

圖2 鋼立柱托換示意圖

圖4 鋼立柱托換示意圖

圖5 原支撐鋼立柱與結構主梁位置關系圖

鋼格構柱內的鋼止水片在土方挖至基底標高后，地下室底板和頂板澆搗前焊上，鋼板止水片置于混凝土結構中部（具體詳圖1及B—B剖面）。止水鋼板的焊接采用對角交錯的方法施焊，減少焊接對鋼格構柱引起的焊接變形，焊接前應清理鋼格構柱，局部打磨平直。

3.1.2.2 托換施工

在施工第二層混凝土支撐的時候，將耳梁與混凝土支撐梁一起施工，耳梁的配筋同支撐主梁，箍筋按照加密區間距布置，托換做法詳見圖2。

土方挖至電梯坑底時，即可將原位于電梯坑中的立柱從坑底拆除至第二層支撐梁底，第一層與第二層支撐梁之間的格構柱保留，完成托換。

3.2 結構主梁與混凝土內支撐的鋼立柱有沖突的立柱托換施工

3.2.1 托換施工原因分析

由于房型進行了調整（局部軸線位置有變化），造成建筑物的-2層頂板結構主梁與混凝土內支撐的鋼立柱位置有沖突，（見圖5），主梁部分主筋將無法穿過，勢必對結構施工質量造成不利影響，所以要對有沖突的立柱進行托換。

3.2.2 托換方法概述

在原立柱要進行托換立柱位置采用在地下室底板上預埋1000×1000×16鋼板，然后焊接Ф426×12的鋼管及300×300×16的加勁板，柱頂焊接與下口相對稱的鋼板托板及加勁板，鋼板標高控制在比第一層支撐梁底低200mm，用于托換立柱處支撐梁的局部加大截面處理，以便于托換立柱頂緊支撐梁，詳見圖3。

3.2.3 托換過程中施工注意事項

①結構底板混凝土澆筑時需防止澆搗混凝土后鋼板的偏位，施工過程必須采用模具定位方法防偏位措施，并保證鋼板表面的水平度。

②在拆除第二層混凝土支撐時注意保護預埋鋼板，防止拆撐過程中發生破壞。

③托換立柱處支撐梁的局部加大截面施工時，應對原混凝土表面存在的缺陷清理至密實部位，并應將表面打毛，并把混凝土的棱角打掉，清除灰塵。澆筑混凝土前2h澆水充分濕潤原混凝土表面，澆筑混凝土前1h吸干積水。

④澆筑局部加大截面施工時，混凝土采用比原支撐梁混凝土高一個等級，并在混凝土中摻微膨脹劑，澆筑時確保振搗密實。

⑤澆筑完畢立即進行覆蓋或噴養護劑進行養護，初凝前避免雨水沖刷。

⑥待混凝土強度達到90%以上（即達到原設計強度時），再在將原鋼立柱拆除實現托換。

3.2.3 托換方法的改進

因上述方法必須等澆筑的混凝土強度達到原設計強度才能拆除原鋼立柱，等待時間較長，我們只在一處托換中使用了本文3.2.2的托換方法，在后續施工中我們對托換的方法進行了改進。

在預埋鋼板后，在鋼板上放置一個千斤頂，將提前加工好的鋼管柱吊放在千斤頂上，在柱頂托板的加勁板上打孔拉設4條攬風繩以保證平面外的平衡，開動油泵加壓至40t，使托板頂緊支撐梁（頂升前應將支撐梁底打磨平整），在千斤頂兩側加焊2塊40a#槽鋼，焊好退熱后撤出千斤頂，托板與支撐梁通過14a#槽鋼固定牢固，從而實現鋼立柱的快速托換，詳見圖4。

4 結 語

①地下工程的建設具有不可逆性和難以更改的特點，這就需要我們有預見性的統一規劃，希望通過實踐摸索能夠使建設者盡量減少規劃調整所產生的結構變動。

②在施工過程，我們結合工程項目中各種不同情況而采取了不同的托換做法，從而取得了較好的施工效果，可供類似工程參考。

[1]11SG814,建筑基坑支護結構構造[S].北京:中國計劃出版社,2011.

[2]JGJ120-99,建筑基坑支護技術規程[S]北京:中國建筑工業出版社,1999.

[3]余志成,施文華.深基坑設計與施工[M].北京:中國建筑工業出版社,1977.

[4]黃運飛.深基坑工程實用技術[M].北京:兵器工業出版社,1996.