CN110080244A - 一种超大深基坑换撑回填结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超大深基坑换撑回填结构及施工方法，属于建筑施工技术领域，为了解决传统高层建筑超大深基坑换撑及土方回填存在安全隐患的问题。该回填结构，采用轻质发泡混凝土换撑回填，自密实性能好，无需进行清理杂物及回填夯实土操作，提高了回填效率，而且轻质发泡混凝土回填材料内力传递性能好。该施工方法，采用换撑板带进行换撑，且跳仓布置，既保证了地下结构施工期间深基坑一直处于安全、稳定状态，又极大限度的节约了工期，避免因窝工带来的成本增加；换撑板带跳仓布置，既不影响超大深基坑支撑体系整体应力传递，又能给防水保温留出空间施工，通风性能好，穿插施工，积极推进工程进展。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种超大深基坑换撑回填结构及施工方法。
背景技术
超高层建筑深基坑中的换撑，需根据特定条件(土质、桩基承载力)采取相应的技术措施取代临时支撑作用的内支撑结构体系，进而确保了临时内支撑拆除后，主体结构工程能安全进行，使得应力安全有序的调整、转移和再分配。换撑原理让支护桩因内支撑拆除所产生的部分应力通过传力构件传递给具有足够承载能力的第三者，从而达到新的受力平衡。它除可采用刚性支撑件(斜撑、水平支撑)连接支护桩和地下室结构来控制变形、实现应力传递外，也可采用回填方式来实现。在此转换过程中，围护体系本身依然承担相当的支护作用。超高层建筑深基坑中的换撑目前有两种较为成熟的技术：一种是采用水平刚性构件进行换撑，另一种是增设斜撑。
然而，采用水平刚性构件进行换撑，将支护体系的应力通过梁板传递的换撑模式，比较适合工期相对较紧的工程。这是因为，此换撑方法是通过主体结构梁板来承受基坑内力，进而对工程本身的主体安全性要求大大提高，必须采取相应的技术措施，降低安全隐患。但实际施工过程时，往往防水施工介入较晚，且回填料密实度很难控制，对较大基坑的内力传递无法保证，因此回填材料作为传力带只作辅助之用并夯实；之后再在回填土(或砂石料)上方浇筑一道250-500mm厚素砼水平环带作为换撑，待该部分素砼达到设计要求强度后，才能进行临时支撑系统的拆除工序。但对于超大超深基坑或主体结构受力复杂的工程，此方法实际操作困难，施工效率低，工期较长不易控制，且基坑围护体系的安全风险几率明显增大，严重地影响着整体工期。
增设斜撑的换撑方法虽然工期短、投入较少，但对应整个围护体系的支撑点选择较困难，难以顾全大局；换撑的整体作用效果差，易被破坏。在现场实际施工过程中，经常因支护桩与主结构侧壁(外墙)间距较窄，导致斜撑需穿过墙体与地下室砼底板牛腿相连，这样便增加防水施工难度，拆除斜撑还会延误工期。
因此，需提供一种新型的换撑回填方法以适应超大超深基坑或工程结构受力复杂的施工需求，可以实现特大型深基坑的安全、简捷、高效的换撑施工。
发明内容
针对高层建筑超大深基坑换撑及土方回填时，由于利用不合理的回填土及分层压实的方式，会不同程度的出现工程质量问题；且会因换撑方法不当致使基坑存在较大安全隐患，进而导致事故发生的问题，本发明的目的在于提供一种超大深基坑换撑回填结构及施工方法，可以实现特大型深基坑的安全、简捷、高效的换撑施工，从而避免在狭小的空间内进行二次拆除、回填夯实等工作，并使其具有很强的实用性，满足施工需求。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种超大深基坑换撑回填施工方法，它包括如下步骤：
步骤一、基坑围护结构施工，由上至下依次分若干区域设置临时支撑并开挖基坑内土方，直至基坑内土方开挖至基底，及时浇筑垫层和基础底板，其中，所述基坑围护结构采用地下连续墙和地下室结构外墙两墙分离的形式；
步骤二、浇筑地下室主体结构和换撑板带，在地下室结构外墙和地下连续墙之间跳仓设置换撑板带，所述换撑板带的标高与地下室主体结构梁板的标高一致；
步骤三、待地下室主体结构混凝土养护达到设计要求后拆除模板，同时拆除下一道临时支撑，并在地下室结构外墙侧壁上设置保温层和防水层；
步骤四、回填轻质发泡混凝土，并浇捣，回填高度与换撑板带的标高位置相同；以及
步骤五、重复所述步骤二至步骤四，直至完成超大深基坑的换撑回填施工。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果在于：
(1)本发明的超大深基坑换撑回填施工方法，采用换撑板带进行换撑，且跳仓布置，既保证了地下结构施工期间深基坑一直处于安全、稳定状态，又极大限度的节约了工期，避免因窝工带来的成本增加；换撑板带跳仓布置，既不影响超大深基坑支撑体系整体应力传递，又能给防水保温留出空间施工，通风性能好，穿插施工，积极推进工程进展。
(2)本发明的超大深基坑换撑回填施工方法，根据受力配置钢筋，在浇筑地下室主体结构过程中一并浇筑换撑板带，换撑板带采用早强混凝土浇筑，结构施工简单，不仅加快了施工进度，而且具有受压性能好、质量可靠、布置灵活、成本低等特点，具有很强的实用性。
(3)本发明的超大深基坑换撑回填结构，采用轻质发泡混凝土换撑回填，自密实性能好，无需进行清理杂物及回填夯实土操作，提高了回填效率，而且轻质发泡混凝土回填材料内力传递性能好。
(4)本发明的超大深基坑换撑回填结构，现浇发泡混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。在超大深基坑中本身地下室主体结构外墙侧壁与地下连续墙支护桩之间间距狭小，操作空间窄，防水施工难以保证质量，该回填材料也起到一定的防水作用。
进一步地，所述步骤二包括：
第一步分别搭设地下室主体结构的脚手架和模板，同时设置换撑板带的模板及架体；
第二步先绑扎地下室主体结构钢筋，待地下室结构外墙的侧壁钢筋绑扎完成后再绑扎换撑板带钢筋，使得换撑板带的钢筋一端固定在地下室结构外墙的侧壁上，另一端吊接设置于地下连续墙的支护桩上；
第三步分别浇筑地下室主体结构混凝土和换撑板带混凝土，地下室结构外墙侧壁留设施工缝。
进一步地，所述换撑板带采用早强混凝土浇筑而成。
进一步地，所述步骤四包括：回填时根据施工现场确定合适回填或者待整个基坑临时支撑完全换撑及地下室整体结构完成后再在地下连续墙和地下室结构外墙之间的区域回填浇筑轻质发泡混凝土。
进一步地，相邻两个换撑板带的跳仓间距为3m。
进一步地，地下室结构外墙侧壁施工缝的高度高出地下室主体结构梁板的标高300mm～500mm。
本发明还提供了一种超大深基坑换撑回填结构，它包括：
临时支撑，所述临时支撑设置于超大深基坑内，所述临时支撑和基坑围护结构形成稳定的基坑临时支护体系；
换撑板带，所述换撑板带在地下室结构外墙和地下连续墙之间跳仓设置，所述换撑板带与所述地下室主体结构同时施工，所述换撑板带的标高与地下室主体结构梁板的标高一致，所述换撑板带一端与地下室结构外墙侧壁固定连接，所述换撑板带另一端与地下连续墙的支护桩吊接连接；
回填层，所述回填层与换撑板带的标高一致，所述回填层由轻质发泡混凝土浇筑而成。
进一步地，所述换撑板带内置钢筋，所述钢筋包括主筋、副筋和吊筋，所述主筋的一端锚固在地下室结构外墙的侧壁上，所述主筋的另一端锚固在地下连续墙支护桩的钻孔内，所述吊筋的一端埋设于换撑板带内，所述吊筋的另一端与地下连续墙的支护桩焊接连接。
进一步地，所述换撑板带采用早强混凝土浇筑而成。
进一步地，还包括保温层和防水层，所述保温层和防水层高出所述回填层的高度为300mm。
附图说明
本发明所述的一种超大深基坑换撑回填结构及施工方法由以下的实施例及附图给出。
图1是本发明一实施例中超大深基坑换撑回填结构中支撑体系与主体结构的位置关系图；
图2是本发明一实施例中超大深基坑换撑回填结构的换撑板带的配筋图；
图3是本发明一实施例中超大深基坑换撑回填结构的施工缝留设示意图；
图4是本发明一实施例中超大深基坑换撑回填结构中换撑板带处防水施工的示意图；
图5是本发明一实施例中超大深基坑换撑回填结构中回填层的示意图；
图6是本发明一实施例地下室主体结构完成后统一回填浇筑的示意图；
图7是本发明一实施例中回填普通混凝土或砂石料(无换撑板带)的受力情况示意图；；
图8是本发明一实施例中回填轻质发泡混凝土(有换撑板带)的受力情况示意图。
图中：
10-底板，11-垫层，13-外框柱；20-地下连续墙；30-地下室结构外墙，
31-保温层，32-防水层，33-施工缝；40-临时支撑；50-地下室主体结构梁
板；60-换撑板带，61-主筋，62-副筋，63-吊筋；70-回填层。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的超大深基坑换撑回填结构及施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。
实施例一
下面结合图1至图8说明本发明的超大深基坑换撑回填结构的结构组成。
一种超大深基坑换撑回填结构，它包括：
临时支撑40，临时支撑40设置于超大深基坑内，临时支撑40和基坑围护结构形成稳定的基坑临时支护体系；
换撑板带60，换撑板带60在地下室结构外墙30和地下连续墙20之间跳仓设置，换撑板带60与地下室主体结构同时施工，换撑板带的标高与地下室主体结构梁板的标高一致，换撑板带一端与地下室结构外墙侧壁固定连接，换撑板带另一端与地下连续墙的支护桩吊接连接；
回填层70，回填层与换撑板带的标高一致，回填层70由轻质发泡混凝土浇筑而成。
在本实施例中，较佳地，换撑板带60内置钢筋，钢筋包括主筋61、副筋62和吊筋63，主筋的一端锚固在地下室结构外墙的侧壁上，主筋的另一端锚固在地下连续墙支护桩的钻孔内，吊筋的一端埋设于换撑板带内，吊筋的另一端与地下连续墙的支护桩焊接连接。
在本实施例中，较佳地，换撑板带60采用早强混凝土浇筑而成，工期短，加快了施工进度
在本实施例中，较佳地，还包括保温层31和防水层32，保温层31和防水层32高出回填层的高度为300mm，以保证后续防水施工的搭接要求。
实施例二
请继续参考图1至图8，本发明还提供了上述超大深基坑换撑回填结构的施工方法，该施工方法包括如下步骤：
步骤一、基坑围护结构施工，由上至下依次分若干区域设置临时支撑40并开挖基坑内土方，直至基坑内土方开挖至基底，及时浇筑垫层11和基础底板10，其中，基坑围护结构采用地下连续墙20和地下室结构外墙30两墙分离的形式；
步骤二、浇筑地下室主体结构和换撑板带60，在地下室结构外墙30和地下连续墙20之间跳仓设置换撑板带60，换撑板带60的标高与地下室主体结构梁板50的标高一致；
步骤三、待地下室主体结构混凝土养护达到设计要求后拆除模板，同时拆除下一道临时支撑40，并在地下室结构外墙侧壁上设置保温层31和防水层32；
步骤四、回填轻质发泡混凝土，并浇捣，回填高度与换撑板带60的标高位置相同；以及
步骤五、重复所述步骤二至步骤四，直至完成超大深基坑的换撑回填施工。
在本实施例中，更优选地，步骤二包括：
第一步分别搭设地下室主体结构的脚手架和模板，同时设置换撑板带的模板及架体；
第二步先绑扎地下室主体结构钢筋，待地下室结构外墙的侧壁钢筋绑扎完成后再绑扎换撑板带钢筋，使得换撑板带的钢筋一端固定在地下室结构外墙30的侧壁上，另一端吊接设置于地下连续墙20的支护桩上；
第三步分别浇筑地下室主体结构混凝土和换撑板带混凝土，地下室结构外墙侧壁留设施工缝33。
在本实施例中，更优选地，换撑板带60采用早强混凝土浇筑而成。
在本实施例中，更优选地，步骤四包括：回填时根据施工现场确定合适回填或者待整个基坑临时支撑完全换撑及地下室整体结构完成后再在地下连续墙20和地下室结构外墙30之间的区域回填浇筑轻质发泡混凝土作为回填层70。
在本实施例中，更优选地，相邻两个换撑板带60的跳仓间距为3m。
在本实施例中，更优选地，地下室结构外墙30侧壁施工缝33的高度高出地下室主体结构梁板50的标高300mm～500mm。
综上所述，本发明的超大深基坑换撑回填结构及施工方法具有如下优势：
(1)采用换撑板带进行换撑，且跳仓布置，既保证了地下结构施工期间深基坑一直处于安全、稳定状态，又极大限度的节约了工期，避免因窝工带来的成本增加；换撑板带跳仓布置，既不影响超大深基坑支撑体系整体应力传递，又能给防水保温留出空间施工，通风性能好，穿插施工，积极推进工程进展。
(2)本发明的超大深基坑换撑回填施工方法，根据受力配置钢筋，在浇筑地下室主体结构过程中一并浇筑换撑板带，换撑板带采用早强混凝土浇筑，结构施工简单，不仅加快了施工进度，而且具有受压性能好、质量可靠、布置灵活、成本低等特点，具有很强的实用性。
(3)本发明的超大深基坑换撑回填结构，采用轻质发泡混凝土换撑回填，自密实性能好，无需进行清理杂物及回填夯实土操作，提高了回填效率，而且轻质发泡混凝土回填材料内力传递性能好。
(4)本发明的超大深基坑换撑回填结构，现浇发泡混凝土吸水率较低，相对独立的封闭气泡及良好的整体性，使其具有一定的防水性能。在超大深基坑中本身地下室主体结构外墙侧壁与地下连续墙支护桩之间间距狭小，操作空间窄，防水施工难以保证质量，该回填材料也起到一定的防水作用。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、基坑围护结构施工，由上至下依次分若干区域设置临时支撑并开挖基坑内土方，直至基坑内土方开挖至基底，及时浇筑垫层和基础底板，其中，所述基坑围护结构采用地下连续墙和地下室结构外墙两墙分离的形式；
步骤二、浇筑地下室主体结构和换撑板带，在地下室结构外墙和地下连续墙之间跳仓设置换撑板带，所述换撑板带的标高与地下室主体结构梁板的标高一致；
步骤三、待地下室主体结构混凝土养护达到设计要求后拆除模板，同时拆除下一道临时支撑，并在地下室结构外墙侧壁上设置保温层和防水层；
步骤四、回填轻质发泡混凝土，并浇捣，回填高度与换撑板带的标高位置相同；以及
步骤五、重复所述步骤二至步骤四，直至完成超大深基坑的换撑回填施工。
2.如权利要求1所述的超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，所述步骤二包括：
第一步分别搭设地下室主体结构的脚手架和模板，同时设置换撑板带的模板及架体；
第二步先绑扎地下室主体结构钢筋，待地下室结构外墙的侧壁钢筋绑扎完成后再绑扎换撑板带钢筋，使得换撑板带的钢筋一端固定在地下室结构外墙的侧壁上，另一端吊接设置于地下连续墙的支护桩上；
第三步分别浇筑地下室主体结构混凝土和换撑板带混凝土，地下室结构外墙侧壁留设施工缝。
3.如权利要求1所述的超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，所述换撑板带采用早强混凝土浇筑而成。
4.如权利要求1所述的超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，所述步骤四包括：回填时根据施工现场确定合适回填或者待整个基坑临时支撑完全换撑及地下室整体结构完成后再在地下连续墙和地下室结构外墙之间的区域回填浇筑轻质发泡混凝土。
5.如权利要求1所述的超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，相邻两个换撑板带的跳仓间距为3m。
6.如权利要求2所述的超大深基坑换撑回填施工方法，其特征在于，地下室结构外墙侧壁施工缝的高度高出地下室主体结构梁板的标高300mm～500mm。
7.一种超大深基坑换撑回填结构，其特征在于，它包括：
临时支撑，所述临时支撑设置于超大深基坑内，所述临时支撑和基坑围护结构形成稳定的基坑临时支护体系；
换撑板带，所述换撑板带在地下室结构外墙和地下连续墙之间跳仓设置，所述换撑板带与所述地下室主体结构同时施工，所述换撑板带的标高与地下室主体结构梁板的标高一致，所述换撑板带一端与地下室结构外墙侧壁固定连接，所述换撑板带另一端与地下连续墙的支护桩吊接连接；
回填层，所述回填层与换撑板带的标高一致，所述回填层由轻质发泡混凝土浇筑而成。
8.如权利要求7所述的超大深基坑换撑回填结构，其特征在于，所述换撑板带内置钢筋，所述钢筋包括主筋、副筋和吊筋，所述主筋的一端锚固在地下室结构外墙的侧壁上，所述主筋的另一端锚固在地下连续墙支护桩的钻孔内，所述吊筋的一端埋设于换撑板带内，所述吊筋的另一端与地下连续墙的支护桩焊接连接。
9.如权利要求7所述的超大深基坑换撑回填结构，其特征在于，所述换撑板带采用早强混凝土浇筑而成。
10.如权利要求7所述的超大深基坑换撑回填结构，其特征在于，还包括保温层和防水层，所述保温层和防水层高出所述回填层的高度为300mm。
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