深基坑環(huán)梁支撐施工工法

1特點(diǎn)

1．1受力性能合理。在深基坑施工時(shí)，采用圓環(huán)內(nèi)支撐形式，從根本上改變了常規(guī)的支撐結(jié)構(gòu)方式，這種以水平受壓為主的圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系，能夠充分發(fā)揮混凝土材料的受壓特性，具有足夠的剛度和變形小的特點(diǎn)。大量工程實(shí)踐證明，它能確?；A(chǔ)施工、周邊鄰近建筑物和地下管網(wǎng)等公共設(shè)施的安全，是深基坑內(nèi)支撐技術(shù)的創(chuàng)新形式。

1．2加快土方挖運(yùn)的速度。在軟土地區(qū)深基坑施工時(shí)，采用圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，在基坑平面形成的無(wú)支撐面積達(dá)到70％左右，為挖運(yùn)土的機(jī)械化施工提供了良好的多點(diǎn)作業(yè)條件，其中環(huán)內(nèi)無(wú)支撐區(qū)域按周圍環(huán)境條件與基坑面積的尺寸大小，挖土工藝以留島式施工為主，在較小面積基坑的最后一層可用盆式挖土。挖土速度可成倍提高，極大地縮短了深基坑的挖土工期，同時(shí)有利于基坑變形的時(shí)效控制。

1．3經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。深基坑施工中采用圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)，用料節(jié)省顯著，與各類支撐結(jié)構(gòu)相比節(jié)省大量鋼材和水泥，其單位土方的開(kāi)挖費(fèi)用較其他支撐相比有較大幅度的下降，施工費(fèi)用節(jié)約可觀，社會(huì)效益十分顯著。

1．4可適用于狹小場(chǎng)地施工。在施工場(chǎng)地狹小或四周無(wú)施工場(chǎng)地的工程中，使用圓環(huán)內(nèi)支撐特別合適。因本支撐剛度大，可通過(guò)配筋、調(diào)整立柱間距等措施，提高其橫向承載能力。亦可在上面搭設(shè)堆料平臺(tái)，安裝施工機(jī)械，便于施工的正常進(jìn)行。

2適用范圍

2．1本工法適用于軟土地區(qū)深基坑圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的施工。

2．2本工法適用于多種平面形式的基坑，特別適用于方形、多邊形，環(huán)境保護(hù)要求高、土方工期緊的基坑。

3基本原理

通過(guò)對(duì)深基坑支撐結(jié)構(gòu)的受力性能分析可知，挖土?xí)r基坑護(hù)壁結(jié)構(gòu)須承受四周士體壓力的作用。從力學(xué)觀點(diǎn)分析，可以設(shè)置水平方向上的受力構(gòu)件作支撐結(jié)構(gòu)，為充分利用混凝土抗壓能力高的特點(diǎn)，把受力支撐形式設(shè)計(jì)成圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，支承其土壓力是十分合理的。在

這個(gè)基本原理指導(dǎo)下，土體側(cè)壓力通過(guò)護(hù)壁結(jié)構(gòu)傳遞給圍棋與邊格架腹桿，再集中傳至圓環(huán)。在護(hù)壁結(jié)構(gòu)的垂直方向上可設(shè)置多道圓環(huán)內(nèi)支撐，其圓環(huán)的直徑大小、垂直方向的間距可由基坑平面尺寸、地下室層高、挖土工況與上壓力值來(lái)確定。

4工藝程序

4．1圓環(huán)內(nèi)支撐的施工程序應(yīng)以控制在施工過(guò)程中減少對(duì)周圍土體變形為前提，同一層支撐結(jié)構(gòu)允許實(shí)行分段施工，其施工程序的選定依據(jù)是：根據(jù)設(shè)計(jì)資料，土體變形較小區(qū)域可先行施工，變形較大的薄弱區(qū)域應(yīng)最后施工（即在圓環(huán)形成受力體系前施工）。

4．2首道支撐的工藝流程為：

4．3下道支撐工藝流程為：

5施工要點(diǎn)

5．1護(hù)壁結(jié)構(gòu)頂部處理

5．1．l首道支撐圍擦與護(hù)壁結(jié)構(gòu)頂部帽梁一般共用，以提高頂部剛度，即起整體箍緊的作用，因此護(hù)壁結(jié)構(gòu)主筋按設(shè)計(jì)要求應(yīng)留出足夠長(zhǎng)度的錨筋，并須將鑿出外露的錨筋整理、校直。

5、1．2護(hù)壁結(jié)構(gòu)頂部混凝土一般強(qiáng)度偏低，帽梁施工前應(yīng)予鑿清處理，并按設(shè)計(jì)意圖鑿至要求標(biāo)高。

5．2土方開(kāi)挖

5．2．1應(yīng)根據(jù)基坑平面形狀，按支撐設(shè)計(jì)土方開(kāi)挖工況要求，每道支撐的設(shè)計(jì)標(biāo)高與每層土開(kāi)挖深度，周邊環(huán)境和上方挖運(yùn)設(shè)備準(zhǔn)備情況，經(jīng)周密研究，合理確定基坑開(kāi)挖方案。一般直徑在60m以下，中層土可用留島法施工，最后一層上可采用盆式挖土，待中心墊層澆

筑后，再挖四周留坡上方；直徑在60m以上，首道支撐以下土方作業(yè)應(yīng)采用環(huán)內(nèi)留島法挖土，有利于控制周圍土體變形。

5．2．2基坑土方開(kāi)挖必須遵循對(duì)稱均勻，先撐后挖的原則進(jìn)行。在圓環(huán)及圍擦的周邊區(qū)域內(nèi)先行挖土，土方挖至支撐底標(biāo)高時(shí)，應(yīng)用水平儀打竹樁操平，機(jī)械挖土至離支撐底標(biāo)高10～20cm后，采用人工鏟土，以達(dá)到底面平整。

5．2．3深基坑土方開(kāi)挖前，必須采用預(yù)降水措施，其預(yù)降時(shí)間由土層滲透系數(shù)決定，同時(shí)為防止雨水及地面明水入杭，導(dǎo)致坑底土層的破壞，發(fā)生支撐施工時(shí)產(chǎn)生不均勻沉陷，影響其質(zhì)量，故還應(yīng)開(kāi)設(shè)明排水溝措施，便于保持坑底干燥施工。

5．2．4支撐混凝土澆搗完成后，按常規(guī)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，其強(qiáng)度等級(jí)必須達(dá)到設(shè)計(jì)值的70％（按同條件自然養(yǎng)護(hù)混凝土試塊強(qiáng)度為準(zhǔn)），才能進(jìn)行下層土的開(kāi)挖。

5．2．5由于圓環(huán)內(nèi)支撐與圍模之間（即腹桿連接區(qū)域）的操作面相對(duì)較小，故支撐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮輕型挖機(jī)直接就位于預(yù)先用土填實(shí)，且略高于支撐面，同時(shí)上鋪?zhàn)叩腊宓闹紊?，直接向下挖下層土方，并向圓心方向邊挖邊退，把土方傳至圓環(huán)區(qū)內(nèi)，再駁運(yùn)出去。

5．3鋼筋、模板施工

5．3．1支撐底?；驂|層

支撐的底?；驂|層可采用以下幾種材料：板材或竹笆加油氈；素混凝土或鋪碎石振動(dòng)灌漿，用素混凝土和鋪碎石振動(dòng)灌漿做底模時(shí)，應(yīng)待混凝土或灌漿達(dá)到一定強(qiáng)度后才可進(jìn)行鋼筋綁扎施工，支撐底模應(yīng)略高于兩側(cè)土面，并且設(shè)置明排水溝以防雨后泥漿倒灌。從施工方

便出發(fā)，宜優(yōu)先采用鋪設(shè)板材的方法。

5．3．2測(cè)量彈線后，先綁扎鋼筋，然后安設(shè)和固定模板。

5．3．3鋼筋綁扎宜先綁扎圓環(huán)和圍擦的鋼筋，然后綁扎腹桿鋼筋。腹桿主筋按設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度伸進(jìn)圓環(huán)和圍擦內(nèi)，多腹桿節(jié)點(diǎn)處鋼筋的伸入和綁扎應(yīng)合理交叉，以免影響梁的有效高度。

5．3．4腹桿主筋以整根直料為宜，圍檀、圓環(huán)鋼筋施工時(shí)宜采用綁扎搭接接頭，以利爆破拆除施工。

5．3．5圓環(huán)、圍擦與腹桿支撐分段施工時(shí)，施工縫留設(shè)部位須有加強(qiáng)措施，不得隨意或無(wú)措施留設(shè)。

5．3．6圍模與護(hù)壁結(jié)構(gòu)聯(lián)接，可用必25斜向吊筋焊接于護(hù)壁結(jié)構(gòu)的主筋上。

5．3．7圍襟和腹桿的模板可用九夾板或定型鋼模，圓環(huán)應(yīng)用定型鋼模豎拼，根據(jù)梁高與圓弧要求，按施工設(shè)計(jì)編制模板拼裝圖，豎桿及弧形橫桿可用?48鋼管，扣件、對(duì)拉螺栓拉結(jié)牢固。

5．3．8模板就位安裝校正固定后，按常規(guī)支模要求，﹫1500mm左右，上、下設(shè)水平拉桿及剪刀撐，以保證模板不位移。

5．4混凝土施工

5．4．1混凝土配合比按設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，預(yù)先提出級(jí)配單。采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí)，坍落度在6土2cm為宜；采用泵送混凝土，坍落度在12士2cm為宜，并在澆搗過(guò)程中經(jīng)常抽測(cè)混凝土的坍落度。

5．4．2混凝土澆筑按斜坡分層法連續(xù)澆筑施工，防止產(chǎn)生施工縫。分段施工時(shí)，支撐斷面施工縫按常規(guī)留設(shè)垂直縫，在繼續(xù)施工前，應(yīng)預(yù)先清除施工縫處的疏松混凝土，用清水濕潤(rùn)，并進(jìn)行接漿（1：2水泥砂漿）處理。

5．4．3混凝土澆搗、養(yǎng)護(hù)（保溫）、拆模等，均按施工規(guī)程要求操作。

6機(jī)具設(shè)備

7質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

應(yīng)嚴(yán)格按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土工程施工和驗(yàn)收規(guī)范》的規(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，并應(yīng)重點(diǎn)注意以下質(zhì)量管理要求。

7．l支撐底的土方開(kāi)挖標(biāo)高應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，不得超挖。

7．2圓心定位要經(jīng)三級(jí)復(fù)驗(yàn)，應(yīng)用測(cè)距儀校核為準(zhǔn)，圓心偏差士5mm，周長(zhǎng)土20mm，面標(biāo)高土 10mm，圓環(huán)模板制作好后應(yīng)進(jìn)行整圓試安裝復(fù)查。

7. 3混凝土試塊按規(guī)定制作，并增加2～3組（與構(gòu)件同等條件養(yǎng)護(hù)）以不同齡期試塊的試壓強(qiáng)度值為準(zhǔn)，為繼續(xù)施工提供依據(jù)。

7．4混凝土澆搗前必須對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

7．5混凝土斷面尺寸及鋼筋綁扎按現(xiàn)澆鋼筋混凝土質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

8安全要求

8．1土方施工機(jī)械挖土作業(yè)時(shí)，必須有專人指揮鏟土，操作人員遠(yuǎn)離挖機(jī)土斗5m進(jìn)行操作，挖土順序按由上往下依次進(jìn)行，嚴(yán)禁在下部掏土，大量挖運(yùn)土?xí)r，基坑上下要有專門(mén)人員指揮，車輛運(yùn)輸區(qū)域必須設(shè)專人調(diào)度指揮。

8．2支撐底部局部的人工挖土應(yīng)分層進(jìn)行，操作高度不應(yīng)超過(guò)2m，支撐底、圍棋底、護(hù)壁結(jié)構(gòu)、工程樁周邊的土方鏟挖時(shí)，應(yīng)在專人指揮監(jiān)督下進(jìn)行。

8．3首道支撐完成后應(yīng)及時(shí)安裝基坑邊防護(hù)欄桿，圓環(huán)和腹桿作施工人員臨時(shí)通道時(shí)，也要安裝防護(hù)欄桿，欄桿高1.2m，側(cè)面用竹笆封擋，基坑開(kāi)挖至一定深度后，必須安設(shè)操作人員上、下通行扶梯。

8．4當(dāng)下道支撐面需設(shè)分配電箱時(shí)，進(jìn)線電纜必須架空；支撐區(qū)域的照明燈必須架空固定安裝。

8．5根據(jù)周圍地下管線和建筑物的實(shí)際情況，應(yīng)設(shè)變形觀測(cè)點(diǎn)，若變形超過(guò)報(bào)警值時(shí)，應(yīng)通知業(yè)主與專業(yè)單位，共同研究，采取有效措施，才能繼續(xù)施工，以保護(hù)管線和建筑物的絕對(duì)安全。

8．6支撐面作堆放場(chǎng)地時(shí)，必須符合設(shè)計(jì)要求；支撐頂面放置吊機(jī)、停放或通行車輛（如材料運(yùn)輸車、泵車等）時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專題設(shè)計(jì)，嚴(yán)禁超載。

9勞動(dòng)組織

9．1總體安排及工作職責(zé)

現(xiàn)場(chǎng)成立一個(gè)深基坑施工管理小組，包括施工設(shè)計(jì)、施工方案、施工技術(shù)、施工圖資料、環(huán)境監(jiān)測(cè)、質(zhì)量安全等部門(mén)。其管理職責(zé)是：全面負(fù)責(zé)深基坑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并組織實(shí)施，負(fù)責(zé)基坑監(jiān)測(cè)、協(xié)調(diào)、安全生產(chǎn)等工作。

9．2具體安排

10效益分析

在深基坑中采用圓環(huán)內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式，既滿足了施工穩(wěn)定性和變形要求，又能提供寬敞的施工大空間，便于挖運(yùn)土，縮短了土方工期近50％，節(jié)約支撐費(fèi)用（單位土方支撐費(fèi)用僅為其他形式支撐的50％），節(jié)省大量鋼材和水泥，施工應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益十分突出。

其具體分析參見(jiàn)表

注：鋼筋混凝土圓環(huán)內(nèi)支撐（包括拆除）按 1500元／m3計(jì)算，型鋼按每噸每天18.7元計(jì)（包括全部費(fèi)用），半年左右的工期每噸型鋼裝、拆等費(fèi)用約2800元。