本發(fā)明屬于深基坑換撐技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深基坑鉆孔灌注支護(hù)樁鋼管支撐換撐施工方法。

背景技術(shù)：

基坑工程中的換撐，是在特定條件下采取一定的技術(shù)措施逐步取代發(fā)揮臨時(shí)支撐作用的內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系，從而保證臨時(shí)性內(nèi)支撐拆除后，工程施工能繼續(xù)安全順利地進(jìn)行，其實(shí)質(zhì)是應(yīng)力的安全有序的調(diào)整、轉(zhuǎn)移和再分配。

在高層建筑深基坑支護(hù)施工的長(zhǎng)期實(shí)踐中，當(dāng)深基坑周邊承臺(tái)、基礎(chǔ)梁板體系施工完成后，緊跟其后將基礎(chǔ)梁板與支護(hù)樁之間空隙淤泥及雜物徹底清理干凈；然后，填充一定厚度的粗砂，全部采取C20混凝土填充密實(shí)，填充混凝土等待28天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，才能進(jìn)行水平鋼管支撐的換撐工作；最后，進(jìn)行地下室外墻、剪力墻及平臺(tái)梁板體系的施工。缺點(diǎn)是，該道工序的間歇時(shí)間足足有一個(gè)月之久，由于工期壓力，各專業(yè)工種勞力停工等待，機(jī)械設(shè)備的閑置等，會(huì)造成巨大的工期損失和經(jīng)濟(jì)損失。

為此，如何發(fā)明一種先進(jìn)可行、安全可靠的換撐機(jī)理技術(shù)方法，從而避免上述損失的產(chǎn)生，是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種深基坑鉆孔灌注支護(hù)樁水平鋼管支撐換撐施工方法，方法簡(jiǎn)單、切實(shí)可行，安全可靠，縮短換撐的等待時(shí)間，節(jié)約工期，避免勞動(dòng)力窩工、機(jī)械設(shè)備臺(tái)班閑置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：深基坑鉆孔灌注支護(hù)樁水平鋼管支撐換撐施工方法，其特點(diǎn)是該方法包括：換撐機(jī)理驗(yàn)算驗(yàn)證、填充換撐混凝土和換撐作業(yè)三部分；本方法具體步驟按照如下進(jìn)行：

步驟一：換撐機(jī)理驗(yàn)算驗(yàn)證，根據(jù)基坑支護(hù)方案和地質(zhì)報(bào)告相關(guān)參數(shù)，在周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)底板施工完成后，填充用換撐混凝土到位時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，對(duì)支護(hù)樁的受力狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)證：支護(hù)樁選用PHC管樁長(zhǎng)L，間距中心到中心為A，樁上部外露段L₁，嵌入段L₂，L＝L₁+L₂；施工一級(jí)放坡后平臺(tái)面起算至基坑深h，地面行走履帶式起重機(jī)或挖掘機(jī)，土的平均內(nèi)摩擦角γ，平均重度rkN/m³；埋置深度驗(yàn)算驗(yàn)證過(guò)程如下：

根據(jù)土的平均內(nèi)摩擦角γ，求出Ka＝tan2(45°—γ/2)

Kp＝tan2(45°+γ/2)

求出Ka/Kp

地面荷載：履帶式起重機(jī)或履帶式挖掘機(jī)在樁邊1.5m～3.5m時(shí)，可按PkN/m²計(jì)算，可求出：

λ＝P/rh

由λ值查常用幾何截面與結(jié)構(gòu)力學(xué)常用公式表得：w

則得理論計(jì)算埋深：x＝w×h

理論鉆孔深度為：C＝h+x

理論鉆孔深度C遠(yuǎn)小于實(shí)際樁長(zhǎng)L

因?yàn)橹苓叧信_(tái)或基礎(chǔ)梁、基礎(chǔ)底板施工完成后，支護(hù)樁之間空隙已填充完成，形成整體封閉，即:增高了y；所以基坑深度只剩余h-y，嵌入埋深為L(zhǎng)-h+y,與理論計(jì)算埋深對(duì)比，若嵌入深度遠(yuǎn)大于理論計(jì)算埋深x，則此時(shí)開(kāi)始換撐沒(méi)有任何安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；

步驟二：填充換撐混凝土，立即進(jìn)行周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁與支護(hù)樁之間的空隙換撐混凝土的填充；

1)填充前一定將周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁與支護(hù)樁之間空隙中的淤泥雜物徹底清理干凈；

2)先回填一定厚度的粗砂，保證填充混凝土厚度在800～1000mm之間；

3)采取比原設(shè)計(jì)C20混凝土高兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的C30混凝土進(jìn)行填充，填充混凝土要振搗密實(shí)，且找平到位；

步驟三：填充混凝土施工完成后，第二天即可開(kāi)始水平鋼管支撐換撐作業(yè)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟三換撐作業(yè)過(guò)程中，要隨時(shí)監(jiān)控支護(hù)樁頂變形位移情況，并做好記錄。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的步驟三換撐作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)支護(hù)樁的變形位移超出規(guī)范允許范圍時(shí)，尤其是變形、位移趨向于基坑內(nèi)側(cè)時(shí)，立即停止換撐，分析清原因，采取減輕冠梁外側(cè)荷載后，才能繼續(xù)換撐。

進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)基坑開(kāi)挖完成后，長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，水分蒸發(fā)和流失，主動(dòng)土壓力不斷地減小，換撐時(shí)，支護(hù)樁變形位移應(yīng)向基坑外側(cè)回收才符合常態(tài)。

所述內(nèi)容中涉及到的長(zhǎng)度的單位均為國(guó)際單位制中的米，符號(hào)m。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、切實(shí)可行，保證基坑支護(hù)體系絕對(duì)安全的同時(shí)，使地下室外墻、剪力墻及平臺(tái)梁板體系順利施工，縮短換撐的等待時(shí)間，節(jié)約工期，避免了各專業(yè)工種勞力窩工停工和機(jī)械設(shè)備閑置，具有良好地經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是深基坑鉆孔灌注支護(hù)樁水平鋼管支撐換撐施工方法實(shí)施例示意圖。

圖中：1-水平鋼管支撐 2-基礎(chǔ)底板 3-周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁 4-混凝土 5-粗砂 6-支護(hù)樁 7-平臺(tái)面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

如圖1所示，深基坑鉆孔灌注支護(hù)樁水平鋼管支撐換撐施工方法，其特點(diǎn)是該方法包括：換撐機(jī)理驗(yàn)算驗(yàn)證、填充換撐混凝土和換撐作業(yè)三部分；本方法具體步驟按照如下進(jìn)行：

步驟一：換撐機(jī)理驗(yàn)算驗(yàn)證，根據(jù)基坑支護(hù)方案和地質(zhì)報(bào)告相關(guān)參數(shù)，在周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁3、基礎(chǔ)底板2施工完成后，填充用換撐混凝土4到位時(shí)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，對(duì)支護(hù)樁8的受力狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)算驗(yàn)證：支護(hù)樁8選用600×1300B型PHC管樁長(zhǎng)L＝15m，間距中心到中心為A＝1m，樁上部外露段L₁＝4.3m，嵌入段L₂＝10.7m，L＝L₁+L₂；施工一級(jí)放坡后平臺(tái)面7起算至基坑深h＝4.3m，地面行走履帶式起重機(jī)或挖掘機(jī)，土的平均內(nèi)摩擦角γ＝15.3°，平均重度r＝18.6kN/m³；埋置深度驗(yàn)算驗(yàn)證過(guò)程如下：

根據(jù)土的平均內(nèi)摩擦角γ＝15.3°，求出Ka＝tan2(45°—γ/2)＝0.528

Kp＝tan2(45°+γ/2)＝1.717

求出Ka/Kp＝0.338

地面荷載：履帶式起重機(jī)或履帶式挖掘機(jī)在樁邊1.5m～3.5m時(shí)，可按P＝40kN/m²計(jì)算，可求出：

λ＝P/rh＝0.5

由λ值查常用幾何截面與結(jié)構(gòu)力學(xué)常用公式表得：w＝1.5

則得理論計(jì)算埋深：x＝w×h＝6.45m

理論鉆孔深度為：C＝h+x＝10.75m

理論鉆孔深度C遠(yuǎn)小于實(shí)際樁長(zhǎng)L

因?yàn)橹苓叧信_(tái)或基礎(chǔ)梁3、基礎(chǔ)底板2施工完成后，支護(hù)樁6之間空隙已填充完成，形成整體封閉，即:增高了y＝1.5；所以基坑深度只剩余h-y＝2.8m，嵌入埋深為L(zhǎng)-h+y＝12.2m,與理論計(jì)算埋深x對(duì)比，嵌入深度遠(yuǎn)大于理論計(jì)算埋深x，則此時(shí)開(kāi)始換撐沒(méi)有任何安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；

步驟二：填充換撐混凝土，立即進(jìn)行周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁與支護(hù)樁6之間空隙換撐混凝土4的填充；

1)填充前一定將周邊承臺(tái)或基礎(chǔ)梁3底板與支護(hù)樁6之間空隙中的淤泥雜物徹底清理干凈；

2)先回填一定厚度的粗砂5，保證填充混凝土4厚度在800～1000mm之間；

3)采取比原設(shè)計(jì)C20混凝土高兩個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的C30混凝土4進(jìn)行填充，填充混凝土要振搗密實(shí)，且找平到位；

步驟三：填充混凝土施工完成后，第二天即可開(kāi)始水平鋼管支撐1換撐作業(yè)。

步驟三換撐作業(yè)過(guò)程中，要隨時(shí)監(jiān)控支護(hù)樁6頂變形位移情況，并做好記錄。

步驟三換撐作業(yè)過(guò)程中，當(dāng)支護(hù)樁6的變形位移超出規(guī)范允許范圍時(shí)，尤其是變形、位移趨向于基坑內(nèi)側(cè)時(shí)，立即停止換撐，分析清原因，采取減輕冠梁外側(cè)荷載后，才能繼續(xù)換撐。

當(dāng)基坑開(kāi)挖完成后，長(zhǎng)時(shí)間暴露在外，水分蒸發(fā)和流失，主動(dòng)土壓力不斷地減小，換撐時(shí)，支護(hù)樁變形位移應(yīng)向基坑外側(cè)回收才符合常態(tài)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同代替。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。