深基坑內支撐換撐施工技術研究

(福建建工集團有限責任公司，福建 福州 350001)

高層建筑深基坑支護施工特點主要是時間較長，投入資金較大，在工程項目施工中占據重要地位。目前，高層建筑深基坑的支護設計形式多種多樣，但經常會受地理環境等自然因素的影響，導致支護形式可選擇性小，施工難度增大，施工成本增加等問題。近年來，在深基坑支護施工中，對混凝土的應用越來越廣泛，因為混凝土受環境因素限制較小，且施工便捷，因此能在深基坑支護施工中得到有效應用，但又受基坑支撐體系的影響，施工到一定階段時，需要拆除內支撐，基于此問題，文章就深基坑內支撐換撐施工技術進行研究。

1 深基坑換撐技術概述

深基坑換撐技術的實質是把應力進行安全有序的轉移，調整和再分配，在先期鋼支撐工況下完成結構施工后，為避免鋼支撐形式影響后續的結構施工，通過傳力構件將內支撐拆除所產生的應力傳遞給第三者，從而保持受力平衡。借助于換撐施工技術，充分發揮臨時的支撐作用，從而進行內支撐結構體系的更換，實現臨時支撐拆除后，其他工序的順利展開。

建筑深基坑有樁錨，樁撐，地連墻+內支撐支護等支護形式。樁錨支護不妨礙基坑后期的地下室施工。樁撐和地連墻+內支撐支護則由于原支撐妨礙地下室的施工，需要逐步拆除原有的支撐。

在土質較差，工程較復雜的情況下，建筑深基坑一般采用“兩墻合一”的地下連續墻+內支撐支護方案。此種支護方案中，地下室的內襯墻與地連墻緊密貼合。基坑拆換撐階段，當底層地下室達到設計強度，內襯墻和地下室樓板可以限制地連墻的側向變形，起到支撐作用，如圖1所示。

如圖2所示的支護樁+支撐的建筑深基坑，支護粧與地下室外墻有一定的空隙，換撐結構在地下室側墻和支護結構之間。建筑深基坑的尺寸一般比較大，而且要做外防水，所以換撐結構在地下室側墻外邊。

圖1 地連墻支護基坑換撐示意

圖2 排粧支護基坑換撐示意

2 深基坑內支撐換撐原理及技術分析

2.1 深基坑內支撐換撐施工技術原理

深基坑內支撐換撐施工技術是在深基坑內支撐體系拆除后，通過采取臨時性的支撐措施，將內支撐拆除后所產生的應力傳遞到其他構件上，從而實現基坑內支撐體系受力平衡。

2.2 常見的內支撐橫撐技術分析

2.2.1 回填石料換撐

該方法是通過回填碎石料的方式實現換撐，適用于傳力過程中受力均勻的施工環境。同時，該技術也存在著一定的弊端，通過回填碎石料的方式進行換撐時，由于防水施工相對滯后，且受換撐施工環境影響，回填的石料密度難以實現有效控制，進而導致該方法無法保證力的傳遞效果，可能存在受力不均勻的情況，因此，回填石料換撐常作為換撐的輔助措施。

2.2.2 直接使用水平剛性構建換撐

該技術借助樓梁板承擔換撐時支護樁的應力。直接使用水平剛性構建換撐相對簡單且不需要拆除施工操作，內撐受力作用較好，主要適用于施工周期短，進度控制較高的施工環境。該技術對工程結構本身的安全性要求極高，如采用現澆筑樓板承載應力，施工單位應確保樓板的強度及穩定性，并采用合理的技術手段，以確保施工安全。

2.2.3 設置斜撐

設置斜撐的方式也是換撐施工中常用的施工方式，并且該方式大大縮短了施工工期，減少了資金投入，為施工節約了較大的成本支出。但該方式斜撐支撐點的選擇往往是施工過程中的一大難點，尤其是建筑物四個角的位置，確定十分困難，通常的說，采用該方式整體效果會比較差，且易受到破壞，也會因為支護樁與墻體距離較短，致使防水施工難度增加，對整個施工過程帶來極大的安全隱患。

2.2.4 鋼筋砼換撐梁

通過鋼筋砼換撐梁實現換撐一般會在特大型的深基坑或者結構受力特別復雜的工程中，這種施工方法操作相對復雜，實施條件相對嚴苛，因此，除特殊情況外，鋼筋砼換撐梁應用較少。

3 深基坑內支撐換撐技術措施

在對深基坑內支撐換撐之前，應先進行基坑內支撐中內力的釋放，用爆破方式拆除基坑內支撐，采用人工方式鑿除支撐梁斷面的混凝土，注意保留混凝土內的鋼筋。另外，為避免由于荷載突然增加造成的對建筑物的破壞，可用梁鋼筋的變形實現內力的釋放。根據具體的工程狀況，嚴格按照施工部署，合理安排拆除順序，自下而上拆除支撐。

進行爆破施工時，首先應注意炮孔驗收，(1)檢查炮孔深度和孔網參數。(2)復核前排各炮孔的抵抗線。(3)查看孔中的含水情況。在炮孔驗收時發現堵孔，孔深不夠，應及時進行補鉆或透孔。在補孔補鉆或透孔的過程中，應注意周邊炮孔的安全，保證所有炮孔在裝藥前全部符合設計要求。其次是進行裝藥作業，共分為三步，第一步是裝藥前的準備工作，要求爆破技術人員作出爆破設計后，按照爆破設計進行藥品準備，另外還要清理炮孔附近的浮渣，并檢測電雷和導爆管雷管，檢查炮棍刻度是否準確。第二步是制作起爆藥包，選用筒狀乳化炸藥作為起爆藥包。第三步是裝藥，裝藥過程中應注意如下3項。(1)乳化炸藥在裝入炮孔之前要順直。(2)裝藥速度不宜過快。(3)順直雷管腳線后再放置起爆藥包，并輕輕拉緊貼在孔壁一側。最后再進行填塞作業。

例如，在某個擬建工程中，某場地的東側18m為308國道，西側45m為大清河，南側馬路對面是希望小學，北側大約50～60m是商貿街。這個工程的東南角和西南角都設有兩個旋轉樓梯，旋轉樓梯用來當做車道，工程中用于澆筑的樓梯也是旋轉上升的，這樣的構造難免使其在拆除內支撐過程中受力不均。因此，為了減少這些不良因素的影響，將對該樓梯進行內支撐換撐作業，可以在兩側樓梯的內外墻角都增設一道水平鋼管支撐，使得該處的受力效果得到改善。

4 換撐后澆帶處理

上述工程的地下室和樓梯處共設置有6條后澆筑帶和19個施工段，因為后澆筑帶對于土地壓力經過換撐連梁傳遞給樓梁板具有重要作用。具體施工安排如下，后澆帶應該用無收縮混凝土灌實，無收縮混凝土可以用膨脹水泥攪拌制作，也可以在混凝土中摻入具有膨脹作用的外加劑攪拌制作。在制作過程中，施工單位應確保混凝土膨脹強度不小于已澆筑的混凝土強度。在實際施工中，根據后澆帶類型的不同，后澆帶的混凝土澆灌時間存在一定的差異。以伸縮后澆帶為例，其澆灌時間依據已澆灌的混凝土的收縮時間，雖然，在實際施工中受混凝土型號，水灰比和養護條件的影響，混凝土收縮時間存在一定差異，但基本都采用以收縮完成時間來設定的方法。后澆帶混凝土澆灌時間一般是澆筑施工后60d進行。如果工期要求緊迫和遇見特殊困難時，澆灌時間間隔也不應少于30d。留置沉降后澆帶應該在建筑物沉降穩定后,再澆筑后澆帶的混凝土。

在后澆帶接縫的處理中，施工單位應嚴格控制施工質量。在混凝土澆筑中，施工單位應使用堵頭板等形式填充施工縫，當澆筑混凝土達到一定強度后，清理硬化的混凝土表面雜物，并進行鑿毛和潤濕處理，使混凝土整理密實，確保后澆帶接縫混凝土與已經硬化的混凝土緊密結合。為了確保換撐過程中的防水性能，防止發生滲漏問題，避免地下水對基坑施工造成影響，施工單位應在后澆帶澆筑完成后采取必要的防護措施，可以采取頂部遮蓋，砌體圍護等方式對后澆帶進行防護，以免后澆帶養護過程中，因施工現場垃圾清運或其他施工操作對后澆帶養護效果造成不良影響。

在后澆帶接縫處理過程中，施工單位必須使用無收縮混凝土進行澆筑，條件允許情況下，施工單位可在混凝土中加入適量的減水劑，以便于縮短后澆帶接縫養護時間，提高后澆帶接縫處理質量。施工前，現場施工人員應對混凝土進行試配，確保混凝土配置比例準確，攪拌均勻，嚴格控制澆筑質量，并在澆筑完成后加強養護，定期監測并記錄后澆帶沉降情況。

5 結 語

隨著社會經濟的飛速發展，人們的生活水平不斷提高，高層建筑漸漸成為新時期建筑行業的主體項目，這對建筑物的安全施工提出了更高的要求。深基坑作為高層建筑基礎，理應受到人們的廣泛關注和施工人員的高度重視。無論是政府還是相關單位都應該對深基坑內換撐技術進行深入研究。目前，由于建筑技術不斷發展，深基坑內支撐換撐的方式也有許多，需要根據不同的工程特點進行合理選擇。基于此，文章主要對深基坑內支撐換撐技術中所需注意的問題進行了淺要分析，望能對今后的換撐工作起到一定的參考作用。