CN114737573A - 一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及深基坑施工技术领域，具体涉及一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构及后拆支撑结构的施工方法。该后拆支撑结构在基坑的边沿通过构筑排桩形成基坑侧壁防护结构，在基坑的中部构筑圆形排布的立柱形成基坑内侧支挡结构，并在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，优化了现有技术中的支护结构，避免了对进行土方作业的挖机设备形成干涉，提高了基坑开挖的效率。后拆支撑结构一直保留到地下建筑结构浇筑完成，在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快了整体施工进度。

Description

一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构及施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑施工技术领域，具体涉及一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构及后拆支撑结构的施工方法。

背景技术

深基坑指开挖深度在5m及5m以上的，或地下室3层及3层以上的挖掘工程。此外，在地质条件及周边环境较为复杂的情况下，也可将挖掘工程称作为深基坑。随着建筑行业的快速发展，地下空间开发与应用的需求不断扩大，深基坑工程越来越多。同时，由于开发用地的限制，深基坑工程的施工周边环境也越来越复杂。例如，深基坑工程的周边往往伴随着既有的高层建筑结构以及周边密布的地下管网结构。因此，在工程施工过程中，需要构筑稳定的支护结构，形成稳固的深基坑支撑体系，进而避免施工安全事故的发生。

为了保证深基坑施工过程中的安全性，现有技术中深基坑支护结构一般选用密排钻孔灌注桩或地下连续墙作围护，并加设一至数道的内支撑，内支撑采用钢管或者现浇钢筋混凝土杆件。例如，在深基坑的四周构筑地下连续墙，并利用混凝土结构在地下连续墙之间形成纵横连接的内部支撑结构。如此一来，不仅土建施工量大，消耗了大量的基础建设材料，还占据了深基坑顶部的大量空间，开挖设备难以大规模展开，进而影响整体施工进度。除此之外，深基坑开挖过程中，破除支护结构的工序仍然需要消耗大量的人力物力，进一步加大了施工成本的投入。

经检索，中国专利文献CN111733824A中公开了一种深基坑支护结构。该支护结构包括软土层、深基坑垫层、深基坑斜坡和上下基坑通道。上下基坑通道位于深基坑垫层的上端，且上下基坑通道与深基坑垫层固定连接。深基坑斜坡的上端设置有混凝土喷射层。混凝土喷射层与深基坑斜坡固定连接。软土层与深基坑垫层固定连接。混凝土喷射层与软土层之间设置有若干锚杆。锚杆的一端嵌入软土层的内部，另一端贯穿混凝土喷射层。混凝土喷射层与锚杆之间安装有承压台。承压台与锚杆通过固定螺母连接。该支护结构提高了混凝土喷射层与软土层的固定摩擦力，进而提高了混凝土喷射层的承载能力，限制了混凝土喷射层脱离软土层，从而加强了深基坑的稳定性。

然而，上述支护结构难以适用于施工场地受限的周边环境，周边的建筑红线限制了开设的边坡结构，进而难以实现深基坑的加固。

又如，中国专利文献CN113152478A中公开了一种深基坑支护结构。该支护结构包括挡土板、限位板、导水板和固定机构。在进行施工时，将限位板放置在基坑底部的边缘，将锚杆贯穿限位板，使用垫片和螺帽固定锚杆。将挡土板通过卡槽贯穿限位板并贴合放置在基坑的侧壁上，并将导水板安装在基坑底部。该结构方便安装和拆卸，能适应不同地形条件的同时，还具有较高的稳定性，减少了施工成本的同时，增加了经济效益。

虽然，上述两种深基坑支护结构均能在顺作法的基坑施工过程中，实现对深基坑侧壁的加固，但是，上述两种深基坑支护结构均难以适用于逆作法的基坑施工过程。其中，顺作法是基坑开挖至底后，按从下至上的顺序进行主体结构浇筑。逆作法是指利用主体地下结构的全部或者部分作为支护结构，自上而下施工，地下结构与基坑开挖交替实施的施工方法。

综上所述，在深基坑施工的过程中，如何设计一种支撑结构，用以优化现有技术中的支护结构，避免对进行土方作业的挖机设备形成干涉，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快施工进度，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，为深基坑施工的过程中，提供一种支撑结构，用以优化现有技术中的支护结构，避免对进行土方作业的挖机设备形成干涉，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快施工进度。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：提出一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，包括立柱、排桩和水平支撑部件，所述立柱在基坑中呈圆形排布形成基坑内侧支挡结构，所述排桩沿基坑的边沿排布形成基坑侧壁防护结构，所述基坑侧壁防护结构的外侧设置有地下连续墙，所述水平支撑部件沿立柱的轴向分层排布，多层水平支撑部件之间设置有支撑柱，所述水平支撑部件的一端与基坑内侧支挡结构相连，所述水平支撑部件的另一端与基坑侧壁防护结构相连；

所述水平支撑部件包括环梁、冠梁和传力组件，所述环梁与立柱相连，所述冠梁与排桩相连，所述冠梁通过传力组件与环梁相连；

所述传力组件包括第一传力箱、千斤顶、第二传力箱和支撑梁，所述第一传力箱与冠梁相连，所述第一传力箱和第二传力箱之间具有放置千斤顶的通道，所述千斤顶的底座与第一传力箱相连，所述千斤顶的伸缩端与第二传力箱相连，所述支撑梁的一端与第二传力箱相连，所述支撑梁的另一端与环梁相连，相邻层间的水平支撑部件中的支撑梁通过支撑柱相连。

其中，在基坑中构建后拆支撑结构的过程中，遵循着先布置水平支撑部件，再进行土体挖掘的施工工序，先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部，在基坑的底部浇筑底板，保留基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的多层水平支撑部件，并完成地下室外墙的结构浇筑，多层水平支撑部件在建筑主体结构向上施工的同时逐步拆除。

作为优选，水平支撑部件包括顶部支撑组件、层间支撑组件和底部支撑组件，顶部支撑组件位于基坑的顶部，底部支撑组件位于基坑的底部，层间支撑组件位于顶部支撑组件和底部支撑组件之间，顶部支撑组件包括顶部环梁、顶部冠梁和顶部传力组件，顶部冠梁通过顶部传力组件与顶部冠梁相连，顶部环梁与立柱相连，顶部冠梁与排桩相连，层间支撑组件包括层间环梁、层间冠梁和层间传力组件，层间冠梁通过层间传力组件与层间冠梁相连，层间环梁与立柱相连，底部支撑组件包括底部环梁、底部冠梁和底部传力组件，底部冠梁通过底部传力组件与底部冠梁相连，底部环梁与立柱相连。

作为优选，顶部传力组件包括顶部第一传力箱、顶部第二传力箱、千斤顶和顶部支撑梁，顶部第一传力箱通过连接螺栓与顶部冠梁相连，千斤顶的底座与顶部第一传力箱相连，千斤顶的伸缩端与顶部第二传力箱相连，顶部支撑梁的一端通过第一紧固组件与顶部第二传力箱相连，顶部支撑梁的另一端通过第二紧固组件与顶部环梁相连。

作为优选，顶部环梁的侧壁上嵌入有预埋板，预埋板上设置有与第二紧固件相匹配的螺纹孔，预埋板的底部连接有第一锚筋。

作为优选，顶部冠梁与顶部第一传力箱的连接处设置有承台，承台内嵌入有连接件，连接件上设置有与连接螺栓相匹配的螺纹孔，连接螺栓通过螺纹与连接件相连，连接件的底部连接有第二锚筋。

作为优选，顶部第一传力箱的下方设置有第一托架，第一托架与排桩相连，并对顶部第一传力箱的底部形成支撑。

作为优选，顶部第一传力箱和顶部第二传力箱之间设置有保力盒，保力盒的一端与顶部第一传力箱相连，保力盒的另一端与顶部第二传力箱相连。

作为优选，层间传力组件包括层间第一传力箱、层间第二传力箱、千斤顶、第二托架和层间支撑梁，层间第一传力箱与层间冠梁相连，千斤顶的底座与层间第一传力箱相连，千斤顶的伸缩端与层间第二传力箱相连，层间支撑梁的一端与层间第二传力箱相连，层间支撑梁的另一端与层间环梁相连，第二托架位于层间第一传力箱的下方，第二托架与排桩相连，并对层间第一传力箱的底部形成支撑。

作为优选，底部传力组件包括底部第一传力箱、底部第二传力箱、千斤顶、第三托架和底部支撑梁，底部第一传力箱与底部冠梁相连，千斤顶的底座与底部第一传力箱相连，千斤顶的伸缩端与底部第二传力箱相连，底部支撑梁的一端与底部第二传力箱相连，底部支撑梁的另一端与底部环梁相连，第三托架位于底部第一传力箱的下方，第三托架与排桩相连，并对底部第一传力箱的底部形成支撑。

本发明还提供一种上述深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的施工方法，包括：

步骤一、根据主楼区域确定基坑工程的施工场地范围，整平基坑的土体结构，沿基坑的边沿布设地下连续墙，在地下连续墙的内侧沿基坑的边沿布设排桩形成基坑侧壁防护结构，并在基坑的中部布设呈圆形排布的立柱形成基坑内侧支挡结构；

步骤二、在基坑侧壁防护结构的顶部浇筑冠梁，在基坑内侧支挡结构的顶部浇筑环梁，在冠梁和环梁之间依次连接第一传力箱、千斤顶、第二传力箱和支撑梁，进而完成顶部支撑组件的安装；

步骤三、在顶部支撑组件的上方浇筑第一顶板，第一顶板上预留供挖机设备进入的作业通道，挖机设备进入施工场地向下进行第一层土体结构挖掘；

步骤四、重复步骤二中的操作，进而完成层间支撑组件的安装，并在层间支撑组件的上方浇筑第二顶板，挖机设备继续向下挖掘第二层土体结构；

步骤五、按照步骤二至步骤四中所述的施工工序，先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部；

步骤六、在基坑的底部浇筑底板，保留基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的多层水平支撑部件，并完成地下室外墙的结构浇筑；

步骤七、在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件。

本发明提供的一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构及施工方法与现有技术相比，具有如下突出的实质性特点和显著进步：

1、该深基坑工程主楼区域后拆支撑结构在基坑的边沿通过构筑排桩形成基坑侧壁防护结构，在基坑的中部构筑圆形排布的立柱形成基坑内侧支挡结构，并在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，优化了现有技术中的支护结构，避免了对进行土方作业的挖机设备形成干涉，提高了基坑开挖的效率；

2、该深基坑工程主楼区域后拆支撑结构在构筑过程中遵循着先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部，在构筑过程中，一方面后拆支撑结构对基坑的边沿形成支护，另一方面基坑中待挖掘的土体结构也起到稳定基坑结构的作用，大大提高了深基坑的稳固性，进而保障了深基坑施工过程中的安全性；

3、该深基坑工程主楼区域后拆支撑结构一直保留到地下建筑结构浇筑完成，在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快了整体施工进度。

附图说明

图1是本发明实施例中一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的平面示意图；

图2是图1中一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的内部结构示意图；

图3是本发明实施例中一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的平面结构示意图；

图4是图3中一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的立面结构示意图；

图5是顶部传力组件的装配结构示意图；

图6是图4中A处的局部放大示意图；

图7是顶部冠梁的装配结构示意图；

图8是图7中B处的局部放大示意图；

图9是本发明实施例中另一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的平面示意图；

图10是临时钢管托换柱的连接结构；

图11是空心钢管传力构件的装配结构示意图；

图12是空心钢管柱的连接结构示意图。

附图标记：1、立柱；2、排桩；3、顶部支撑组件；4、层间支撑组件；5、底部支撑组件；6、支撑柱；7、地下连续墙；8、地下室外墙；9、第一顶板；10、第二顶板；11、第三顶板；12、钢管；13、混凝土结构；14、连接锚筋；15、车库顶板；16、负二层顶板；17、换撑柱；18、空心钢管柱；19、筏板；20、框架柱；21、临时混凝土托换柱；22、钢板；23、垫板；31、顶部环梁；32、顶部冠梁；33、顶部传力组件；34、预埋板；35、第一锚筋；36、承台；37、连接螺栓；38、连接件；39、第二锚筋；41、层间环梁；42、层间冠梁；43、层间传力组件；51、底部环梁；52、底部冠梁；53、底部传力组件；331、顶部第一传力箱；332、顶部第二传力箱；333、顶部支撑梁；334、第一托架；335、千斤顶；336、第一紧固组件；337、第二紧固组件；338、保力盒；431、层间第一传力箱；432、层间第二传力箱；433、层间支撑梁；434、第二托架；531、底部第一传力箱；532、底部第二传力箱；533、底部支撑梁；534、第三托架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

实施例1

如图1-8所示的一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，用以优化现有技术中的支护结构，加快整体施工进度。该后拆支撑结构在基坑的边沿通过构筑排桩形成基坑侧壁防护结构，在基坑的中部构筑圆形排布的立柱形成基坑内侧支挡结构，并在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，优化了现有技术中的支护结构，避免了对进行土方作业的挖机设备形成干涉，提高了基坑开挖的效率。并且，后拆支撑结构一直保留到地下建筑结构浇筑完成，在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快了整体施工进度。

如图1所示，一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构包括立柱1、排桩2和水平支撑部件。立柱1在基坑中呈圆形排布形成基坑内侧支挡结构。排桩2沿基坑的边沿排布形成基坑侧壁防护结构。结合图3所示，基坑侧壁防护结构的外侧设置有地下连续墙7。水平支撑部件沿立柱1的轴向分层排布。多层水平支撑部件之间设置有支撑柱6。水平支撑部件的一端与基坑内侧支挡结构相连。水平支撑部件的另一端与基坑侧壁防护结构相连。

如图2所示，水平支撑部件包括环梁、冠梁和传力组件。环梁与立柱1相连。冠梁与排桩2相连。冠梁通过传力组件与环梁相连。

如图1所示，水平支撑部件包括顶部支撑组件3、层间支撑组件4和底部支撑组件5。顶部支撑组件3位于基坑的顶部。底部支撑组件5位于基坑的底部。层间支撑组件4位于顶部支撑组件3和底部支撑组件5之间。结合图2所示，顶部支撑组件3包括顶部环梁31、顶部冠梁32和顶部传力组件33。顶部冠梁32通过顶部传力组件33与顶部冠梁32相连。顶部环梁31与立柱1相连。顶部冠梁32与排桩2相连。

层间支撑组件4包括层间环梁41、层间冠梁42和层间传力组件43。层间冠梁42通过层间传力组件43与层间冠梁42相连。层间环梁41与立柱1相连。

底部支撑组件5包括底部环梁51、底部冠梁52和底部传力组件53。底部冠梁52通过底部传力组件53与底部冠梁52相连。底部环梁51与立柱1相连。

如图4所示，传力组件包括第一传力箱、千斤顶335、第二传力箱和支撑梁。第一传力箱与冠梁相连。第一传力箱和第二传力箱之间具有放置千斤顶335的通道。千斤顶335的底座与第一传力箱相连。千斤顶335的伸缩端与第二传力箱相连。支撑梁的一端与第二传力箱相连。支撑梁的另一端与环梁相连。相邻层间的水平支撑部件中的支撑梁通过支撑柱6相连。

其中，顶部传力组件33包括顶部第一传力箱331、顶部第二传力箱332、千斤顶335和顶部支撑梁333。如图7所示，顶部第一传力箱331通过连接螺栓37与顶部冠梁32相连。如图6所示，千斤顶335的底座与顶部第一传力箱331相连。千斤顶335的伸缩端与顶部第二传力箱332相连。顶部第一传力箱331和顶部第二传力箱332之间设置有保力盒338。保力盒338的一端与顶部第一传力箱331相连。保力盒338的另一端与顶部第二传力箱332相连。

千斤顶335用于在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间逐级施加预应力，在施加预应力的过程中，有利于对后拆支撑结构体系中产生松动的连接处实施进一步的紧固，进一步加强了对深基坑侧壁的支撑强度。保力盒338用于承载基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的预应力，在预应力加载完成后，便于将千斤顶334从通道中卸除。

如图5所示，顶部支撑梁333的一端通过第一紧固组件336与顶部第二传力箱332相连。顶部支撑梁333的另一端通过第二紧固组件337与顶部环梁31相连。

如图4所示，顶部第一传力箱331的下方设置有第一托架334。第一托架334与排桩2相连，并对顶部第一传力箱331的底部形成支撑。

层间传力组件43包括层间第一传力箱431、层间第二传力箱432、千斤顶335、第二托架434和层间支撑梁433。层间第一传力箱431与层间冠梁42相连。千斤顶335的底座与层间第一传力箱431相连。千斤顶335的伸缩端与层间第二传力箱432相连。层间支撑梁433的一端与层间第二传力箱432相连。层间支撑梁433的另一端与层间环梁41相连。第二托架434位于层间第一传力箱431的下方。第二托架434与排桩2相连，并对层间第一传力箱431的底部形成支撑。

底部传力组件53包括底部第一传力箱531、底部第二传力箱532、千斤顶335、第三托架534和底部支撑梁533。底部第一传力箱531与底部冠梁52相连。千斤顶335的底座与底部第一传力箱531相连。千斤顶335的伸缩端与底部第二传力箱532相连。底部支撑梁533的一端与底部第二传力箱532相连。底部支撑梁533的另一端与底部环梁51相连。第三托架534位于底部第一传力箱531的下方。第三托架534与排桩2相连，并对底部第一传力箱531的底部形成支撑。

如图5所示，顶部环梁31的侧壁上嵌入有预埋板34。预埋板34上设置有与第二紧固件相匹配的螺纹孔。预埋板34的底部连接有第一锚筋35。

如图7结合图8所示，顶部冠梁32与顶部第一传力箱331的连接处设置有承台36。承台36内嵌入有连接件38。连接件38上设置有与连接螺栓37相匹配的螺纹孔。连接螺栓37通过螺纹与连接件38相连。连接件38的底部连接有第二锚筋39。

本发明实施例中提供的一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，施工时包括如下步骤：

步骤一、根据主楼区域确定基坑工程的施工场地范围，整平基坑的土体结构，沿基坑的边沿布设地下连续墙7，在地下连续墙7的内侧沿基坑的边沿布设排桩2形成基坑侧壁防护结构，并在基坑的中部布设呈圆形排布的立柱1形成基坑内侧支挡结构；

步骤二、在基坑侧壁防护结构的顶部浇筑冠梁，在基坑内侧支挡结构的顶部浇筑环梁，在冠梁和环梁之间依次连接第一传力箱、千斤顶335、第二传力箱和支撑梁，进而完成顶部支撑组件3的安装；

步骤三、在顶部支撑组件3的上方浇筑第一顶板9，第一顶板9上预留供挖机设备进入的作业通道，挖机设备进入施工场地向下进行第一层土体结构挖掘；

步骤四、重复步骤二中的操作，进而完成层间支撑组件4的安装，并在层间支撑组件4的上方浇筑第二顶板10，挖机设备继续向下挖掘第二层土体结构；

步骤五、按照步骤二至步骤四中的施工工序，先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部；

步骤六、在基坑的底部浇筑底板，保留基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的多层水平支撑部件，并完成地下室外墙8的结构浇筑；

步骤七、在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件。

其中，结合图4所示，挖掘完第二层土体结构后，完成底部支撑组件5的安装，再在底部支撑组件5的上方浇筑第三顶板11，挖机设备继续向下挖掘第三层土体结构。

在基坑中构建后拆支撑结构的过程中，遵循着先布置水平支撑部件，再进行土体挖掘的施工工序。先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部，在基坑的底部浇筑底板。优化了现有技术中的支护结构，避免了对进行土方作业的挖机设备形成干涉，提高了基坑开挖的效率。保留基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的多层水平支撑部件，并完成地下室外墙的结构浇筑，多层水平支撑部件在建筑主体结构向上施工的同时逐步拆除，使得拆除支撑结构的作业独立施工，加快了整体施工进度。

实施例2

如图9所示，该深基坑工程主楼区域后拆支撑结构是应用于为商业、办公综合体建筑项目的支撑体系。该项目总建筑面积9.4万㎡，其中地下3.1万㎡，地上6.3万㎡。该工程主楼共7栋。7#楼为14层公寓；2#-6#楼为2层、11层、13层办公楼；1#楼为2层商业。该工程为框架结构，结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度。

该工程地下室两层，基坑深度为9.7米，支护设计为钢筋混凝土支护桩和支撑梁一道支撑，基坑整体设计分为南北两个区域，北侧2#楼小基坑因售楼处占用故单独支撑，3#-7#楼区域为南侧大基坑。图纸设计为基坑的所有楼栋在负二层整体完成换撑块后，混凝土强度达到80%方能拆除支撑。

按照基坑支撑整体拆除施工部署，基坑土方开挖为大开挖方式，分三层挖至坑底标高，在图纸设计的两个出土口同时出土，这样3#-7#楼可实现短时间内在负二层完成换撑，拆除支撑梁后继续向上施工负一层主体。

桩基及支撑梁施工完成后紧接进行土方开挖，受当地环保政策影响，每天出土量只能达到1000多立方，三级管控时土方还要暂停施工。随后项目部重新调整施工部署，大基坑按照从南向北按照7#-6#-5#-4#-3#楼顺序逐一开挖，7#公寓楼、6#办公楼及周边地库采用带支撑梁施工方法抢工期，达到预售节点。

为实现6#、7#楼及周边地库带支撑梁施工，首先要确认在空间上支撑梁顶部距6#、7#楼及周边地库在负一层是否可支模施工、平面上确认支撑梁与6#、7#楼及周边地库的框架柱是否存在冲突。经过叠图发现车库梁底高于支撑梁顶部30厘米，空间上具备施工条件，但7#楼地下室负一层与支撑梁冲突的柱子有10根，其中7根完全在支撑梁覆盖范围内，有3根柱部分与支撑梁冲突。12轴-14轴/E轴-G轴的剪力墙部分与支撑梁冲突不能施工；6#楼地下室负一层与支撑梁冲突的柱子有4根，其中1根（非主楼框架柱）完全在支撑梁覆盖范围内，有3根主楼的框架柱部分与支撑梁冲突均有柱与支撑梁在负一层冲突。

主楼地下二层至地上三层施工步骤如下：

1、正常施工地下室底板。

2、搭设地下负二层顶板模板及支架。

3、绑扎地下负二层顶板钢筋，在临时混凝土柱位置预埋其纵筋，在类柱形心处设置圆钢管支撑。

4、浇筑地下负二层顶板混凝土，并养护。

5、搭设地下负一层支架及模板。

6、绑扎地下负一层顶板钢筋，同时在地下负二层对应临时混凝土柱下方，设置第一批临时钢管顶撑。

7、浇筑临时混凝土柱、类柱轴心钢管混凝土和地下负一层顶板混凝土。

8、搭设地上一层模板，绑扎钢筋，同时在地下负二层对应临时混凝土柱下方，设置第二批临时钢管顶撑。

9、浇筑地上一层混凝土。

10、正常施工二至三层结构，其中主楼范围的扣件钢管立杆不拆除。

11、待条件允许时，少量拆除地下负一层横撑影响范围内的满堂支架，便于破除。

12、破除基坑横撑。

13、完成类柱的制作，待强度达到100%后，拆模。

14、拆除地下负一层及地上一到三层主楼范围内的满堂支架，破除临时混凝土柱。

15、拆除地下负二层扣件式钢管支架，移除地下负二层钢管顶撑。

临时混凝土柱和空心钢管柱托换结构的施工时，此类柱由于在基坑横撑破除前无法浇筑，故采用临时混凝土柱支托的方式进行施工，根据不同的施工工况设计不同的临时混凝土柱的位置与顶起梁的规格。

考虑到临时混凝土柱对梁的剪切等作用力，在负一层顶板局部梁加强。为进一步保证临时混凝土柱荷载有效传递于基础，在地下负二层对应临时混凝土柱部位设置ϕ300×10钢管支撑，直接支顶上部临时混凝土柱下部。

[临时钢管托换柱]

一道水平支撑设计时水平支撑梁顶标高一般在±0.00顶板与负二层顶板中间，在主楼结构施工至负一层区域后，投影到部分框架柱等竖向构件会出现边缘1/4部分被遮挡，柱中间300mm范围内无遮挡的情况。后拆撑技术实施时遇到部分主体框架柱和基坑支护水平支撑梁位置冲突的情况，导致主楼的此部分框架柱无法向上施工，如果甩项此部分框架柱，将影响上层结构荷载和施工荷载的传递，存在着较大施工风险，需要近一步采取相应措施，保证冲突柱部位的内力有效传递路径，确保上层楼层可进行正常施工。

根据上述问题，将此影响范围内的框架柱在中间设置钢管柱进行托换，框架柱部分区域受到影响，但一般轴心位置处未受影响，故在此类柱轴心位置处设置圆钢管，作为地下负一层的临时支撑。托换钢管柱型号ϕ300×10，表面焊接栓钉在地下负一层顶板浇筑同时向圆钢管中浇筑混凝土，形成钢管混凝土柱，支撑上部荷载。待基坑横撑破除后，在圆钢管周围绑扎钢筋，再浇筑柱外围混凝土。经设计计算此方法可以临时代替正式框架柱传递上部荷载。

如图10 所示，临时钢管托换柱施工时，此类柱在地下负一层范围内，在基坑横撑破除前，均依赖于钢管支撑承受上部结构荷载。钢管12的顶部与车库顶板15相连。钢管12的底部与负二层顶板相连。其中，钢管12采用ϕ300×10，表面焊接栓钉。钢管12内部在地下负一层顶板浇筑时，向内部填充同标号混凝土形成混凝土结构13。混凝土结构13中嵌入有连接锚筋14。连接锚筋14用于与车库顶板15或者负二层顶板16相连，用以提高混凝土结构13的支撑强度。

与主楼周边相连的车库梁在1/3处留施工缝作为主楼外架的工作面，因负一层车库的柱子与支撑梁冲突，冲突的车库柱子采用下挂柱的方式作为车库顶板的梁钢筋的锚固支座。例如，车库外挑的梁底标高为13.3米，主楼的板顶标高为15.57米，柱子在车库顶板处下挂2.27米。

[空心钢管传力构件]

如图11所示，由于临时柱直接作用到结构板，原设计为考虑到此部分应力，故在受临时混凝土柱应力作用的顶板下方设置ϕ300×10支撑空心钢管柱18，将上部作用力传至筏板19基础。车库顶板15与负二层顶板16之间设置有换撑柱17和框架柱20。

如图12所示，为进一步保证临时混凝土托换柱21将载荷有效传递至筏板19基础，在地下负二层对应临时混凝土托换柱21的部位设置空心钢管柱18。空心钢管柱18的一端直接支顶混凝土托换柱21的底部，空心钢管柱18的另一端与筏板19相连。其中，空心钢管柱18与负二层顶板16之间设置有钢板22。空心钢管柱18与筏板19之间设置有垫板23。空心钢管柱18可采用自制固定架配合手拉葫芦安装到临时混凝土托换柱21的底部，并用铁楔塞实。

利用托换的思路代替主楼最多连续10根无法施工的框架柱主楼带支撑施工技术实现了主楼之间穿插施工替代原设计要求的整体施工，降低了材料投入量，加快了施工进度，圆满完成业主工期节点，为下一步与建设单位开展战略合作打下良好的基础。此技术创新性地为深基坑不拆除支撑梁影响主楼继续施工的矛盾提供了解决经验，在换撑工作没有整体施工完成，又急需向上继续施工，而且无法在前期基坑设计时避免支撑梁与结构冲突时，采用此带支撑梁施工技术，具有可操作性，对推动行业科技进步和提高行业竞争力的具有重大意义。

本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，包括立柱（1）、排桩（2）和水平支撑部件，所述立柱（1）在基坑中呈圆形排布形成基坑内侧支挡结构，所述排桩（2）沿基坑的边沿排布形成基坑侧壁防护结构，所述基坑侧壁防护结构的外侧设置有地下连续墙（7），所述水平支撑部件沿立柱（1）的轴向分层排布，多层水平支撑部件之间设置有支撑柱（6），所述水平支撑部件的一端与基坑内侧支挡结构相连，所述水平支撑部件的另一端与基坑侧壁防护结构相连；

所述水平支撑部件包括环梁、冠梁和传力组件，所述环梁与立柱（1）相连，所述冠梁与排桩（2）相连，所述冠梁通过传力组件与环梁相连；

所述传力组件包括第一传力箱、千斤顶（335）、第二传力箱和支撑梁，所述第一传力箱与冠梁相连，所述第一传力箱和第二传力箱之间具有放置千斤顶（335）的通道，所述千斤顶（335）的底座与第一传力箱相连，所述千斤顶（335）的伸缩端与第二传力箱相连，所述支撑梁的一端与第二传力箱相连，所述支撑梁的另一端与环梁相连，相邻层间的水平支撑部件中的支撑梁通过支撑柱（6）相连。

2.根据权利要求1所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述水平支撑部件包括顶部支撑组件（3）、层间支撑组件（4）和底部支撑组件（5），所述顶部支撑组件（3）位于基坑的顶部，所述底部支撑组件（5）位于基坑的底部，所述层间支撑组件（4）位于顶部支撑组件（3）和底部支撑组件（5）之间，所述顶部支撑组件（3）包括顶部环梁（31）、顶部冠梁（32）和顶部传力组件（33），所述顶部冠梁（32）通过顶部传力组件（33）与顶部冠梁（32）相连，所述顶部环梁（31）与立柱（1）相连，所述顶部冠梁（32）与排桩（2）相连，所述层间支撑组件（4）包括层间环梁（41）、层间冠梁（42）和层间传力组件（43），所述层间冠梁（42）通过层间传力组件（43）与层间冠梁（42）相连，所述层间环梁（41）与立柱（1）相连，所述底部支撑组件（5）包括底部环梁（51）、底部冠梁（52）和底部传力组件（53），所述底部冠梁（52）通过底部传力组件（53）与底部冠梁（52）相连，所述底部环梁（51）与立柱（1）相连。

3.根据权利要求2所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述顶部传力组件（33）包括顶部第一传力箱（331）、顶部第二传力箱（332）、千斤顶（335）和顶部支撑梁（333），所述顶部第一传力箱（331）通过连接螺栓（37）与顶部冠梁（32）相连，所述千斤顶（335）的底座与顶部第一传力箱（331）相连，所述千斤顶（335）的伸缩端与顶部第二传力箱（332）相连，所述顶部支撑梁（333）的一端通过第一紧固组件（336）与顶部第二传力箱（332）相连，所述顶部支撑梁（333）的另一端通过第二紧固组件（337）与顶部环梁（31）相连。

4.根据权利要求3所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述顶部环梁（31）的侧壁上嵌入有预埋板（34），所述预埋板（34）上设置有与第二紧固件相匹配的螺纹孔，所述预埋板（34）的底部连接有第一锚筋（35）。

5.根据权利要求4所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述顶部冠梁（32）与顶部第一传力箱（331）的连接处设置有承台（36），所述承台（36）内嵌入有连接件（38），所述连接件（38）上设置有与连接螺栓（37）相匹配的螺纹孔，所述连接螺栓（37）通过螺纹与连接件（38）相连，所述连接件（38）的底部连接有第二锚筋（39）。

6.根据权利要求3所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述顶部第一传力箱（331）的下方设置有第一托架（334），所述第一托架（334）与排桩（2）相连，并对顶部第一传力箱（331）的底部形成支撑。

7.根据权利要求3所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述顶部第一传力箱（331）和顶部第二传力箱（332）之间设置有保力盒（338），所述保力盒（338）的一端与顶部第一传力箱（331）相连，所述保力盒（338）的另一端与顶部第二传力箱（332）相连。

8.根据权利要求2所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述层间传力组件（43）包括层间第一传力箱（431）、层间第二传力箱（432）、千斤顶（335）、第二托架（434）和层间支撑梁（433），所述层间第一传力箱（431）与层间冠梁（42）相连，所述千斤顶（335）的底座与层间第一传力箱（431）相连，所述千斤顶（335）的伸缩端与层间第二传力箱（432）相连，所述层间支撑梁（433）的一端与层间第二传力箱（432）相连，所述层间支撑梁（433）的另一端与层间环梁（41）相连，所述第二托架（434）位于层间第一传力箱（431）的下方，所述第二托架（434）与排桩（2）相连，并对层间第一传力箱（431）的底部形成支撑。

9.根据权利要求2所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构，其特征在于，所述底部传力组件（53）包括底部第一传力箱（531）、底部第二传力箱（532）、千斤顶（335）、第三托架（534）和底部支撑梁（533），所述底部第一传力箱（531）与底部冠梁（52）相连，所述千斤顶（335）的底座与底部第一传力箱（531）相连，所述千斤顶（335）的伸缩端与底部第二传力箱（532）相连，所述底部支撑梁（533）的一端与底部第二传力箱（532）相连，所述底部支撑梁（533）的另一端与底部环梁（51）相连，所述第三托架（534）位于底部第一传力箱（531）的下方，所述第三托架（534）与排桩（2）相连，并对底部第一传力箱（531）的底部形成支撑。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的深基坑工程主楼区域后拆支撑结构的施工方法，其特征在于，包括：

步骤一、根据主楼区域确定基坑工程的施工场地范围，整平基坑的土体结构，沿基坑的边沿布设地下连续墙（7），在地下连续墙（7）的内侧沿基坑的边沿布设排桩（2）形成基坑侧壁防护结构，并在基坑的中部布设呈圆形排布的立柱（1）形成基坑内侧支挡结构；

步骤二、在基坑侧壁防护结构的顶部浇筑冠梁，在基坑内侧支挡结构的顶部浇筑环梁，在冠梁和环梁之间依次连接第一传力箱、千斤顶（335）、第二传力箱和支撑梁，进而完成顶部支撑组件（3）的安装；

步骤三、在顶部支撑组件（3）的上方浇筑第一顶板（9），第一顶板（9）上预留供挖机设备进入的作业通道，挖机设备进入施工场地向下进行第一层土体结构挖掘；

步骤四、重复步骤二中的操作，进而完成层间支撑组件（4）的安装，并在层间支撑组件（4）的上方浇筑第二顶板（10），挖机设备继续向下挖掘第二层土体结构；

步骤五、按照步骤二至步骤四中所述的施工工序，先在基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间布置水平支撑部件，再进行基坑土体结构的挖掘，直到挖掘至基坑的底部；

步骤六、在基坑的底部浇筑底板，保留基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的多层水平支撑部件，并完成地下室外墙（8）的结构浇筑；

步骤七、在建筑主体结构向上施工的同时，逐步拆除基坑中基坑侧壁防护结构与基坑内侧支挡结构之间的水平支撑部件。

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