超深基坑支撑无间歇复合式转换结构及施工方法
【专利摘要】本发明涉及一种超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，该施工方法包括基坑支护结构施工及基坑开挖、坑底处理、基础底板及基础底板换撑施工、拆除混凝土内支撑、施工挂网喷射混凝土护面层及焊接钢板、填充排桩墙和地下室外墙间的空间、施工地下主体结构及换撑结构等步骤，支撑转换结构采用强节点撑和弱面撑相结合的换撑措施，使得原来由混凝土内支撑承担的基坑侧土压力传递到地下主体结构上的传递路径更加合理。本发明提高了施工现场秩序和施工效率，相关措施保证了支撑转换结构的施工质量，显著降低混凝土内支撑拆除引起的附加变形，具有较好的技术经济效益。
【专利说明】
超深基坑支撑无间歇复合式转换结构及施工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种超深基坑支撑无间歇复合式转换结构的施工方法，适用于在排粧 墙或混凝土连续墙作为基坑围护结构中，地下主体结构施工中混凝土内支撑拆除前的换撑 结构施工。
【背景技术】
[0002] 随着地下空间的开发利用，越来越多的超深基坑围护结构被应用于地下结构的施 工中。对于地下连续墙或排粧墙结合钢筋混凝土内支撑这种应用最广泛的支护结构，在基 坑开挖结束进行地下主体结构的施工时，需要由下至上拆除内支撑。为保证基坑的稳定性 及控制变形，在拆除每道内支撑时，需要事先设置支撑转换，将所拆除支撑上受到的基坑侧 土压力由已建地下主体结构承担。
[0003] 常规基坑换撑结构通过在围护结构与地下主体结构楼板间的空间内填充素混凝 土而形成，该方法简便易操作，但从基坑变形监测数据中可以看出，在换撑上部内支撑拆除 后，围护结构及坑后土体的变形有所增加，甚至是大幅增加，这直接影响到基坑的稳定和周 围建(构)物及管线等设施的安全。
[0004] 针对现有换撑技术在实际工程中遇到的难点问题，有必要开发一种施工效率高、 换撑效果好的支撑转换方法，本发明正是在这样的背景下开发而成的，应用于实际支撑转 换施工中必将产生较好的经济社会效益。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有基坑内支撑转换施工中存在的换撑设置后内支撑拆 除围护结构产生过大变形的问题，提出了一种无间歇复合式支撑转换结构的施工方法，采 用强节点撑和弱面撑结合的转换措施，优化作用在围护结构上的土压力的传递路径，在围 护结构与地下室外墙间设置防水层，保证地下室的防水抗渗要求的同时可以作为施工变形 缝。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0007] 这种超深基坑支撑无间歇复合式转换结构，包括强节点撑、弱面撑、基础底板换撑 和防水层。
[0008] 作为优选:所述基础底板换撑采用上翻牛腿式结构，和基础底板整体浇筑混凝土 形成，基础底板换撑与排粧墙间设置有一层防水层。
[0009] 作为优选:所述弱面撑是由排粧墙和地下室外墙间泡沫混凝土填充形成的填充体 构成，填充体与地下室外墙间设有防水层，填充体与排粧墙间设有挂网喷射混凝土护面层。
[0010] 作为优选:所述强节点撑包括型钢撑和钢筋混凝土撑，型钢撑一端焊接于钢板上， 另一端穿过地下室外墙并伸入楼板结构中一定长度，型钢撑上下沿换撑纵向布设钢筋，整 体浇筑混凝土形成型钢撑和钢筋混凝土撑。
[0011] 超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，包括下列步骤：
[0012] 步骤一、基坑支护结构施工及基坑开挖:排粧墙和止水帷幕施工完毕后，开挖土体 并同步施工混凝土内支撑；
[0013] 步骤二、坑底处理:基坑开挖至坑底后，铺筑一层素混凝土垫层，其上施工防水层， 防水层上设置一层水泥砂浆找平层；
[0014] 步骤三、基础底板及基础底板换撑施工:基础底板与排粧墙间设置上翻牛腿式基 础底板换撑；
[0015] 步骤四、拆除混凝土内支撑:待基础底板及基础底板换撑强度达到要求后，拆除最 下一道混凝土内支撑；
[0016] 步骤五、施工挂网喷射混凝土护面层及焊接钢板:在排粧墙的换撑设置处的预埋 件上焊接钢板，并在粧间土表面设置挂网喷射混凝土护面层；
[0017]步骤六、填充排粧墙和地下室外墙间的空间:基础底板换撑上铺设防水层，侧面搭 设单侧模板支撑架，填充排粧墙和地下室外墙间的空间形成填充体；
[0018] 步骤七、施工最下层地下主体结构及换撑结构:在填充体侧表面铺设防水层，搭设 地下室外墙单侧模板及其它地下主体结构模板，浇筑混凝土形成地下主体结构，并同步施 工型钢撑和钢筋混凝土撑；
[0019] 步骤八、继续内支撑拆除及地下主体结构施工：重复步骤四~七直至地下室顶板 施工完毕。
[0020] 作为优选:所述方阵组件的四周设有挂锚点，方阵组件两两相对的挂锚点通过浸 塑钢索连接活动环，所述活动环连接至底部固定在水底的固定粧上。
[0021] 作为优选:两两相对的挂锚点两侧设有突出于挂锚点的减震垫。
[0022] 作为优选:所述方阵组件的四周设有挂锚点，所述挂锚点通过浸塑钢索连接钢筋 混凝土锚，浸塑钢索的长度为所处水体的历史最高水位。
[0023] 作为优选:所述方阵组件的四周设有挂锚点，对称挂锚点之间设有斜向交叉设置 的浸塑钢索，浸塑钢索连接至钢筋混凝土锚，浸塑钢索上还间隔设有不锈钢弹簧。
[0024]本发明的有益效果是：
[0025] (1)所采用强节点撑和弱面撑相结合的换撑措施，使得原来由混凝土内支撑承担 的基坑侧土压力传递到地下主体结构上的传递路径更加合理，有效保证内支撑拆除后不产 生附加变形，提尚基坑的稳定性；
[0026] (2)在基坑围护结构对应的换撑部位所设置的预埋钢板上焊接钢梁形成换撑腰 梁，该腰梁与剪力墙上设置的暗梁通过型钢连接，型钢穿过地下室外墙中的暗梁并插入楼 板结构一定深度，如此围护结构与地下主体结构间形成强节点撑；
[0027] (3)在基坑围护结构和地下室外墙间设置防水层并填筑泡沫混凝土，使得部分土 压力通过泡沫混凝土层直接传递给地下室外墙墙，即形成弱面撑结构；
[0028] (4)基坑围护结构和地下室外墙间设置的防水层满足地下室的防水抗渗要求的同 时，可以作为施工变形缝，保证围护结构和地下室主体结构独立沉降变形；
[0029] (5)基坑围护结构和地下室外墙间充填的泡沫混凝土将围护结构上的土压力传递 给地下室外墙，同时可以作为地下室的保温隔热层，降低建筑能耗；
[0030] (6)遵循"先撑后拆、由下之上"的地下主体结构施工顺序，提高结构施工效率及结 构安全。
【附图说明】
[0031 ]图1是超深基坑支撑无间歇复合式转换结构示意图；
[0032]图2是复合式支撑转换结构强节点结构三维示意图；
[0033]图3至图10是超深基坑支撑无间歇复合式转换施工过程图。
[0034]附图标记说明：1-排粧墙，2-止水帷幕，3-钢板，4-型钢撑，5-钢筋混凝土撑，6-防 水层，7-素混凝土垫层，8-水泥砂浆找平层，9-填充体，10-外墙施工缝，11-止水钢板，12-基 粧，13-内支撑格构柱，14-立柱，15-地下室外墙，16-混凝土内支撑，17-混凝土腰梁，18-混 凝土压顶梁，19-楼板结构，20-坑后地表，21-地层线，22-粧间土体，23-挂网喷射混凝土护 面层，24-基础底板，25-基础底板换撑。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明，以下实施例是对本发明 的解释并不局限于以下实施例。
[0036] 图1是超深基坑支撑无间歇复合式转换结构示意图，图2是复合式支撑转换结构强 节点结构三维示意图，图3至图10是超深基坑支撑无间歇复合式转换施工过程图，参照图1 ~10所示，该施工过程主要包括基坑开挖及支护结构施工、坑底处理、底板浇筑、底板换撑 施工、内支撑拆除、弱面撑设置、强节点撑及地下主体结构施工等。
[0037]某基坑开挖深度20m，采用钻孔灌注粧和三轴水泥搅拌粧形成围护墙体，内部设置 4道混凝土内支撑16,钻孔灌注粧采用《^000(^1200,长度30m，内支撑的对撑采用1000 X 900，斜撑采用900 X 800，连接撑采用600 X 600;灌注粧顶部的混凝土压顶梁18采用1100 X 1000,混凝土腰梁17采用900X900;坑底采用300mm的素混凝土垫层7,上铺20mm厚的防水层 6以及10mm的水泥砂衆找平层8;基础底板24厚度1000mm，围护排粧墙1与地下室外墙15间距 900mm，基础底板换撑25采用上翻牛腿式传力结构，靠近围护墙处高1500mm，与基础底板24 整体饶筑；围护排粧墙1与地下室外墙15间填筑厚890mm的泡沫混凝土填充体9以及10mm厚 的防水层6;型钢撑4采用150 X 150 X 10 X 10mm，型钢撑4一端焊接于钢板3上，另一端穿过地 下室外墙15的暗梁并插入楼板结构19中100mm，型钢撑4水平间距2000mm，其上下各布设4根 φ:12的钢筋及φ8@2:00的箍筋，整体浇筑混凝土形成钢筋混凝土撑5。
[0038]上述超深基坑支撑无间歇复合式转换施工的主要过程(图3至图10)如下：
[0039]步骤一、基坑支护结构施工及基坑开挖:排粧墙1和止水帷幕2施工完毕后，开挖土 体并同步施工混凝土内支撑16;
[0040]步骤二、坑底处理:基坑开挖至坑底后，铺筑一层素混凝土垫层7,其上施工防水层 6，防水层6上设置一层水泥砂浆找平层8;
[00411 步骤三、基础底板24及基础底板换撑25施工:基础底板24与排粧墙1间设置上翻牛 腿式基础底板换撑25;
[0042]步骤四、拆除混凝土内支撑16:待基础底板24及基础底板换撑25强度达到要求后， 拆除最下一道混凝土内支撑16;
[0043]步骤五、施工挂网喷射混凝土护面层23及焊接钢板3:在排粧墙1的换撑设置处的 预埋件上焊接钢板3,并在粧间土表面设置挂网喷射混凝土护面层23;
[0044] 步骤六、填充排粧墙1和地下室外墙15间的空间：基础底板换撑25上铺设防水层6， 侧面搭设单侧模板支撑架，填充排粧墙1和地下室外墙15间的空间；
[0045] 步骤七、施工最下层地下主体结构及换撑结构:在填充体9侧表面铺设防水层6,搭 设地下室外墙单侧模板及其它地下主体结构模板，浇筑混凝土形成地下主体结构，并同步 施工型钢撑4和钢筋混凝土撑5;
[0046] 步骤八、继续内支撑拆除及地下主体结构施工：重复步骤四~七直至地下室顶板 施工完毕。
【主权项】
1. 一种超深基坑支撑无间歇复合式转换结构，其特征在于:包括强节点撑、弱面撑、基 础底板换撑(25)和防水层(6)。2. 根据权利要求1所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换结构，其特征在于:所述基础 底板换撑(25)采用上翻牛腿式结构，和基础底板(24)整体浇筑混凝土形成，基础底板换撑 (25)与排粧墙(1)间设置有一层防水层(6)。3. 根据权利要求1所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换结构，其特征在于:所述弱面 撑是由排粧墙（1)和地下室外墙（15)间泡沫混凝土填充形成的填充体(9)构成，填充体(9) 与地下室外墙（15)间设有防水层(6)，填充体(9)与排粧墙（1)间设有挂网喷射混凝土护面 层(23)。4. 根据权利要求1所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换结构，其特征在于:所述强节 点撑包括型钢撑(4)和钢筋混凝土撑(5)，型钢撑(4) 一端焊接于钢板(3)上，另一端穿过地 下室外墙（15)并伸入楼板结构（19)中一定长度，型钢撑(4)上下沿换撑纵向布设钢筋，整体 浇筑混凝土形成型钢撑(4)和钢筋混凝土撑(5)。5. -种超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，其特征在于，包括下列步骤： 步骤一、基坑支护结构施工及基坑开挖:排粧墙（1)和止水帷幕(2)施工完毕后，开挖土 体并同步施工混凝土内支撑(16); 步骤二、坑底处理：基坑开挖至坑底后，铺筑一层素混凝土垫层（7)，其上施工防水层 (6)，防水层(6)上设置一层水泥砂浆找平层(8); 步骤三、基础底板(24)及基础底板换撑(25)施工:基础底板(24)与排粧墙（1)间设置上 翻牛腿式基础底板换撑(25); 步骤四、拆除混凝土内支撑（16):待基础底板(24)及基础底板换撑(25)强度达到要求 后，拆除最下一道混凝土内支撑(16); 步骤五、施工挂网喷射混凝土护面层（23)及焊接钢板（3):在排粧墙（1)的换撑设置处 的预埋件上焊接钢板(3)，并在粧间土表面设置挂网喷射混凝土护面层(23); 步骤六、填充排粧墙（1)和地下室外墙（15)间的空间：基础底板换撑(25)上铺设防水层 (6)，侧面搭设单侧模板支撑架，填充排粧墙（1)和地下室外墙（15)间的空间形成填充体 (9)； 步骤七、施工最下层地下主体结构及换撑结构:在填充体(9)侧表面铺设防水层(6)，搭 设地下室外墙单侧模板及其它地下主体结构模板，浇筑混凝土形成地下主体结构，并同步 施工型钢撑(4)和钢筋混凝土撑(5); 步骤八、继续内支撑拆除及地下主体结构施工：重复步骤四~七直至地下室顶板施工 完毕。6. 根据权利要求5所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，其特征在于，所述 步骤三中，基础底板换撑（25)和基础底板（24)是整体浇筑混凝土形成的，基础底板换撑 (25)与排粧墙(1)间设置有一层防水层(6)。7. 根据权利要求5所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，其特征在于，所述 步骤五中，排粧墙（1)在施工过程中，在换撑预设位置的钢筋笼上设置了预埋件，在粧间土 表面设置挂网喷射混凝土护面层(23)前将钢板(3)焊接至预埋件上。8. 根据权利要求5所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，其特征在于，所述 步骤六中，排粧墙(1)和地下室外墙(15)间的填充体(9)采用泡沫混凝土填充形成。9.根据权利要求5所述的超深基坑支撑无间歇复合式转换施工方法，其特征在于，所述 步骤七中，型钢撑(4) 一端焊接于钢板(3)上，另一端穿过地下室外墙（15)并伸入楼板结构 (19)中一定长度，型钢撑(4)上下沿换撑纵向布设钢筋，整体浇筑混凝土形成型钢撑(4)和 钢筋混凝土撑(5)。
【文档编号】E02D17/04GK105951848SQ201610522144
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】王新泉
【申请人】杭州江润科技有限公司