试析分区复杂环境下大型深基坑分区换撑施工技术

论文导读：
【摘要】本文结合淮海中路3号地块深基坑工程的施工实践，讨论了在不同结构形式及施工工况下的换撑施工技术，实践表明，本工程的换撑设计有效地控制了基坑的变形量，确保了基坑本身的稳定并保护了周边环境。

0 引言
随着城市旧区改造和地下空间的开发利用，越来越多的工程选址邻近保护建(构)筑物旁，如浅基础建筑、保护建筑、重要地下管线、地铁车站隧道等，这类建(构)筑物对变形比较敏感，设计通常采取将大基坑划分为若干小基坑进行分区施工，由于周边环境复杂，保护要求高，对工程施工的变形控制提出了很高的要求，除了基坑土方开挖过程中的环境保护措施外，地下室回筑阶段拆撑、换撑的过程也是控制基坑变形的重要环节之一。
本文结合具体工程实践，针对不同的结构形式，介绍了常规换撑以及在特殊条件下的换撑处理措施，决了深基坑水平传力体系的平稳、快速、安全的转换，在保护周边环境的前提下取得最优的经济效果，为类似工程提供借鉴。
1 工程概况
本工程位于陕西南路、南昌路、襄阳南路、淮海中路合围的区域。在淮海中路一侧紧邻运营中的地铁1号线区间隧道，距离最近处约8m；在基坑南侧和东侧分别与南昌路及陕西南路下的地铁10号线车站及12号线车站相接。相接处的地下连续墙为地铁车站（外墙）和地块基坑（围护墙）共用墙。基坑总面积28600m2，地下室4层（临地铁一号线一侧局部为地下3层），挖深为1

4.5m、19.1m和20.8m，总土方量约47万m3。

因本工程与地铁10、12号线穿插施工，周边环境复杂，整个工程分为11个基坑，依次按序分区开挖。除12号线车站基坑在本工程主体结构完成后开挖外，10号线车站基坑与本工程基坑开挖顺序为：1-A、1-B→1-D→3-E→2-A、1-P→3-A、4-C、4-A→2-B、3-D2→4-B→3-B1、3-B2区。基坑围护及基坑分隔墙采用地下连续墙形式，墙厚1m，1-D区为5道钢筋混凝土支撑，北四坑（4-A、4-B、3-B1、3-B2区）第一道为钢筋混凝土支撑，第

2、3、4道为φ609钢支撑，其余基坑均为四道钢筋混凝土支撑。

图1基坑分区与周边环境示意图
本工程围护墙墙深为32m和42m，中隔墙墙深为40m、42m和44m，厚度均为1m，中隔墙两侧结构设1.5m宽后浇带，其总长度达760延米；地下室外墙厚度为1m，地下室外墙与围护墙之间的1m间隙采用级配砂回填。
相邻两侧深基坑结构施工及中隔墙拆除后均需进行换撑，工作量较大，换撑及拆撑的快速施工对基坑变形的控制及地铁运营安全起到举足轻重的作用。
2 方案确定

2.1 常规换撑

（1）底板换撑
底板换撑是通过底板与围护结构之间设置的混凝土传力带将围护结构的土压力传递至底板，本工程底板换撑存在两种情况：地下室外墙处底板传力带，设计已将底板结构延伸一部分至地下室外墙，考虑到施工便利性和更快地浇筑底板混凝土形成顶撑，采用素混凝土将高差部分填平作为换撑的加强（图2）。
图2底板换撑示意图
分期墙处底板后浇带宽度为1.5m，采用混凝土板式换撑，传力带截面尺寸3000×1500×500mm，沿后浇带间隔3m设置，即每幅地墙设置2块换撑，换撑带采用C35素混凝土浇筑，板底及后浇带内密实回填黄砂（图3）。
（2）中楼板换撑
中楼板换撑处理方式与底板换撑类似，也是采用换撑板（梁）的形式，通过延伸结构楼板（梁）至地下连续墙或分期墙的方式将围护结构的侧向力传递至梁板结构，换撑宽度2m，按照间距2m进行布置，换撑板（梁）的配筋与周边梁板结构的配筋相同。中楼板换撑形式如图3所示。
图3中隔墙处换撑示意图
由于本工程顶圈梁顶标高为-2.0m，地下室顶板面标高为-0.1m，两者存在1.9m的高差。后期施工的基坑第一道支撑产生的水平力作用在中隔墙上使其上端形成悬臂结构，对整个基坑的变形控制带来不利影响，故需在中隔墙顶圈梁位置设传力设施。具体方法为在中隔墙顶圈梁施工时预留L形传力块插筋，待施工先期基坑的地下室顶板时，同时浇筑传力块，确保传力块与顶板形成整体。钢筋混凝土传力块厚0.5m，宽2m，间距2m布置，传力块形式见图4。
图4传力块示意图
中隔墙拆除后，常规做法是采用型钢换撑，后浇带封闭时型钢不取出。考虑到本工程共分11个论文导读：在支撑拆除期间及拆除后，中隔墙拆除前后的换撑以及地下室局部缺失部位的换撑施工期间，每天的监测结果表明，基坑位移、周边地面沉降、围护结构的变形均满足设计规定的变形限值要求，且无异常突变现象。分期墙拆除历时个月，相邻分区的地下结构均处于稳定状态，由此可见，本工程换撑的设计、施工是可行的。上一页12
分区施工，后浇带达到76摘自：毕业论文翻译www.7ctime.com
0延长米，若采用常规型钢换撑不回收的方法，不仅增加了施工成本，而且换撑施工周期较长。鉴于以上因素，并经设计复算，本工程采用在楼板面上设置埋件，型钢换撑置于板面的方法作为换撑，详见图3，大大加快了换撑形成速度，在后浇带封闭后型钢换撑可回收再利用，降低了施工投入。

2.2 特殊条件下换撑

（1）梁式换撑
与地铁10号线连通口处地下1夹层楼板缺失，缺失面积350m2，且地下室外墙留有门洞，无法按常规方式设置板式换撑。考虑到此区域楼板缺失面积不大，故采用梁式换撑的形式，根据结构柱与梁的布置，设置东西向混凝土梁主撑，中隔墙处设八字撑，主撑规格800×800，八字撑规格600×800，配筋，详见下图。
（2）肋板式换撑
本工程地下二层有两处楼板缺失，两处楼板缺失区域面积分别达到了1165m2和1170m2，且相邻基坑尚未开挖，挑空处楼板（梁）边线至中隔墙或地下室外墙最近处为9m和14m，结合支撑格构柱或结构柱布置梁式换撑有一定困难，对后续高排架的施工造成不便。为了在支撑拆除后尽快形成换撑，减少地墙的变形从而保护周边环境，此部位采用了肋板式换撑。换撑肋板高度5m，上口宽3.5m，底宽6m，厚度0.5m，每幅地墙设置2块，肋板采用C35混凝土，钢筋根据侧压力大小计算确定。详见下图。
3 实施效果
本工程各分区基坑在支撑拆除期间及拆除后，中隔墙拆除前后的换撑以及地下室局部缺失部位的换撑施工期间，每天的监测结果表明，基坑位移、周边地面沉降、围护结构的变形均满足设计规定的变形限值要求，且无异常突变现象。分期墙拆除历时个月，相邻分区的地下结构均处于稳定状态，由此可见，本工程换撑的设计、施工是可行的。