本發(fā)明涉及一種支護(hù)施工方法，特別涉及地下室環(huán)形支撐支護(hù)施工方法。

背景技術(shù)：

在地下室支護(hù)體系中，內(nèi)支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)具有安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理等特點(diǎn)，在基坑工程中得到廣泛應(yīng)用。但常規(guī)對(duì)撐方式設(shè)置的內(nèi)支撐對(duì)地下室土方開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)的施工造成極大的不便，產(chǎn)生施工工期延長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性差等后果。采用環(huán)形支撐替代常規(guī)對(duì)撐方式的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。但是環(huán)形支撐在地下室開(kāi)挖較深時(shí)尤其是多道支撐時(shí)，第一道環(huán)形支撐所受到側(cè)壓力通常會(huì)超出混凝土極限抗壓強(qiáng)度，環(huán)形支撐會(huì)出現(xiàn)位移過(guò)大，環(huán)形支撐混凝土發(fā)生開(kāi)裂等不良現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種地下室環(huán)形支撐支護(hù)施工方法，解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

為此，本發(fā)明設(shè)置兩道支撐體系，第一道支撐設(shè)置在地下室頂部，第二道支撐設(shè)置在地下室中部，由于第一道支撐在地下室開(kāi)挖至底標(biāo)高部位受力會(huì)非常大，根據(jù)第一道支撐在施工中的受力特點(diǎn)將環(huán)形支撐做成桁架式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)剛度較大，抗變形能力強(qiáng)，而第二道支撐體系的受力會(huì)明顯減少，所以就單純采用梁式環(huán)形支撐?？紤]到角部受力會(huì)應(yīng)力集中，因此將四角部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)和環(huán)形支撐支頂結(jié)構(gòu)做成混凝土板，以加強(qiáng)角部剛度來(lái)抵抗變形。

圍護(hù)墻寬度為60～80mm，深度為地下室開(kāi)挖深度2～3倍，圍護(hù)墻所采用的混凝土為C30以上，一層環(huán)形外支撐離圍護(hù)墻的距離為1.5～3m，一層環(huán)形外支撐寬度為30cm，高度為40～50cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐離一層環(huán)形外支撐距離為1.2～1.6m，一層環(huán)形外支撐與圍護(hù)墻之間設(shè)置支頂撐，支頂撐寬度為30cm，高度為40～50cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐寬度為30cm，高度為40～50cm，一層環(huán)形外支撐和一層環(huán)形內(nèi)支撐之間設(shè)置混凝土桁架腹桿，混凝土桁架腹桿寬度為20cm，高度為40～50cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐和一層環(huán)形外支撐下面設(shè)置支撐柱，支撐柱采用混凝柱或者鋼柱，支撐柱盡量設(shè)置在工程樁上面，否則支撐柱下面設(shè)置臨時(shí)支撐樁。

二層環(huán)形支撐和圍護(hù)墻支頂結(jié)構(gòu)采用混凝土板和支頂撐相結(jié)合，地下室長(zhǎng)邊方向1/4長(zhǎng)度范圍和短邊方向1/3長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置混凝土板，地下室中部位置設(shè)置支頂撐，二層支頂撐與一層支頂撐投影位置相同，二層環(huán)形支撐的支撐柱和一層環(huán)形外支撐的支撐柱相同。

一層支護(hù)撐伸入圍護(hù)墻內(nèi)部，與圍護(hù)墻形成剛性連接，二層支護(hù)撐與圍護(hù)墻外面的預(yù)留鋼筋進(jìn)行焊接，形成鉸接結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。根據(jù)試驗(yàn)情況，一層支護(hù)撐與圍護(hù)墻形成剛性連接后，環(huán)形支撐變形均勻且變形相對(duì)較小，而圍護(hù)墻變形相對(duì)較大；二層支護(hù)撐與圍護(hù)墻形成鉸接結(jié)構(gòu)后，變形相對(duì)較大，但圍護(hù)墻變形相對(duì)較小。

施工步驟包括：

(1)圍護(hù)墻施工。

圍護(hù)墻不僅要進(jìn)行護(hù)坡，還要防止?jié)B水，圍護(hù)墻兼作地下室外墻。圍護(hù)墻施工采用空腹模板，空腹模板通過(guò)振動(dòng)錘豎向往復(fù)振動(dòng)產(chǎn)生的豎向激振力沉入地層，隨即向空腹內(nèi)注滿漿液，當(dāng)振動(dòng)沉模提升時(shí)，漿液在重力作用下從模板下端注入槽孔內(nèi)，先已沉入地層的模板成為后沉入模板的導(dǎo)向板，兩塊模板呈現(xiàn)板板相扣的作用，保證了各單板體在一個(gè)平面內(nèi)緊密結(jié)合成墻。

施工工藝包括：

1)開(kāi)挖預(yù)留槽；

2)預(yù)鉆孔；

在兩塊模板的結(jié)合處預(yù)鉆孔，預(yù)鉆孔直徑為90～110cm；

3)振動(dòng)沉模；

啟動(dòng)振錘，將第一塊模板沉入地層中，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，然后將第二塊模板沿施工軸線在第一塊前側(cè)與第一塊模板緊密并排，以第一塊模板為導(dǎo)向板，沉入地層達(dá)到設(shè)計(jì)深度；

4)灌注提升第一塊模板；

向第一塊模板內(nèi)灌注漿體，然后邊提升邊灌注，直至拔出地面，漿體留在槽孔內(nèi)，灌注提升結(jié)束后，要保持漿體達(dá)到墻頂設(shè)計(jì)高程；

5)再沉入模板；

以第二塊模板為導(dǎo)向板，沉入地層達(dá)到設(shè)計(jì)深度，再灌注提升第二塊模板；按以上程序循環(huán)施工，即可完成圍護(hù)墻。

目前傳統(tǒng)工藝是采用挖土開(kāi)槽、泥漿護(hù)壁、清渣、澆筑水下混凝土、處理接縫系列工序，在透水地層中開(kāi)槽時(shí)易于塌孔，圍護(hù)墻往往達(dá)不到厚度和出現(xiàn)斷墻現(xiàn)象。而本發(fā)明以強(qiáng)大的垂直激振力，將空腹模板沉入土層，模板和漿液起到了護(hù)壁作用，施工過(guò)程中不但不釋放土體應(yīng)力，而且在振動(dòng)沉模過(guò)程中，將其兩側(cè)土體擠壓密實(shí)，提高了抗?jié)B能力。由于本發(fā)明在原土體被模板擠壓作用于下完成的。且在提拔模板過(guò)程中邊提模邊注漿，漿液從模板底產(chǎn)注人槽內(nèi)，加之漿柱壓力大于土體側(cè)壓力，因此不會(huì)出現(xiàn)縮壁和塌壁現(xiàn)象。

(2)支撐柱施工。

支撐柱下面如無(wú)工程樁，先施工臨時(shí)支撐樁后將支撐柱插入臨時(shí)支撐樁。若有工程樁，直接將支撐柱插入臨時(shí)支撐樁。

(3)做一層環(huán)形外支撐、一層環(huán)形內(nèi)支撐、混凝土桁架腹桿、一層支頂撐。

(4)挖土至二層環(huán)形支撐底標(biāo)高部位，做二層環(huán)形支撐，圍護(hù)墻在二層支撐部位局部剝落混凝土，在裸露主筋外面焊接預(yù)留鋼筋，然后澆筑混凝土板、最后做二層支頂撐。

(5)挖土至地下室底板底標(biāo)高以下10cm，先做素混凝土墊層，再澆筑地下室底板混凝土。

在澆筑地下室底板施工時(shí)，對(duì)于涌水量大的部位采用疏堵相結(jié)合的技術(shù)方案，對(duì)于涌水量小，水壓力小的部位采用強(qiáng)行封堵的方法，在澆搗素混凝土墊層時(shí)，局部范圍內(nèi)用摻了速凝劑的混凝土澆搗，混凝土在1～2min即凝固。對(duì)于涌水量大的情況，用塑料軟管導(dǎo)水至集水坑中，待承臺(tái)底板澆搗完并達(dá)到80％強(qiáng)度時(shí)再封閉集水坑。集水坑的封堵按以下進(jìn)行：把水集中于鋼管中，鋼管直徑為50mm，鋼管內(nèi)壁有螺紋；用螺頭旋進(jìn)鋼管中封閉水管，澆筑底板預(yù)留坑的混凝土。預(yù)留坑的內(nèi)壁設(shè)置凹槽用于止水，后澆混凝土摻UEA膨脹劑，確保新舊混凝土的良好結(jié)合。

(6)對(duì)二層環(huán)形支撐、混凝土板、二層支頂撐進(jìn)行爆破，爆破完畢后拆除支撐柱。

采用靜態(tài)爆破，靜態(tài)爆破所采用膨脹材料的膨脹力超過(guò)30MPa，靜態(tài)爆破預(yù)留孔洞直徑為30～40mm，預(yù)留孔洞間距為0.3～0.4m控制，端部預(yù)留孔洞留置位置距結(jié)構(gòu)底面150mm～200mm，構(gòu)件橫截面上孔洞面積不超過(guò)截面面積10％；預(yù)留孔洞內(nèi)鋼筋混凝土構(gòu)件的主筋或者箍筋割斷，確保鋼筋的束縛力不影響爆破效果。

(7)澆筑二層地下室頂板。

(8)對(duì)一層環(huán)形外支撐、一層環(huán)形內(nèi)支撐、混凝土桁架腹桿、一層支頂撐進(jìn)行爆破。

(9)澆筑一層地下室頂板。

附圖說(shuō)明

圖1為一層地下室環(huán)形支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為二層地下室環(huán)形支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。

各附圖中：1、圍護(hù)墻，2、一層支頂撐，3、一層環(huán)形外支撐，4、一層環(huán)形內(nèi)支撐，5、混凝土桁架腹桿，6、支撐柱，7、二層環(huán)形支撐，8、混凝土板，9、二層支頂撐。

具體實(shí)施方式

某工程為18層大樓，系框筒剪力墻結(jié)構(gòu)，地下室開(kāi)挖深度為7.2m，地下室為不規(guī)則形狀，工程樁為鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁深度為42m。

本實(shí)施例設(shè)置兩道支撐體系，第一道支撐設(shè)置在地下室頂部，第二道支撐設(shè)置在地下室中部，第一道支撐環(huán)形支撐做成桁架式結(jié)構(gòu)，第二道支撐體系采用梁式環(huán)形支撐。四角部位圍護(hù)結(jié)構(gòu)和環(huán)形支撐支頂結(jié)構(gòu)做成混凝土板8。

圍護(hù)墻1寬度為70mm，深度為地下室開(kāi)挖深度2.5倍，圍護(hù)墻1所采用的混凝土為C30，一層環(huán)形外支撐3離圍護(hù)墻1的距離為2m，一層環(huán)形外支撐3寬度為30cm，高度為45cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐4離一層環(huán)形外支撐3距離為1.4m，一層環(huán)形外支撐3與圍護(hù)墻1之間設(shè)置支頂撐，支頂撐寬度為30cm，高度為45cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐4寬度為30cm，高度為45cm，一層環(huán)形外支撐3和一層環(huán)形內(nèi)支撐4之間設(shè)置混凝土桁架腹桿5，混凝土桁架腹桿5寬度為20cm，高度為45cm，一層環(huán)形內(nèi)支撐4和一層環(huán)形外支撐3下面設(shè)置支撐柱6，支撐柱6采用混凝柱或者鋼柱，支撐柱6盡量設(shè)置在工程樁上面，否則支撐柱6下面設(shè)置臨時(shí)支撐樁。

二層環(huán)形支撐7和圍護(hù)墻1支頂結(jié)構(gòu)采用混凝土板8和支頂撐相結(jié)合，地下室長(zhǎng)邊方向1/4長(zhǎng)度范圍和短邊方向1/3長(zhǎng)度范圍內(nèi)設(shè)置混凝土板，地下室中部位置設(shè)置支頂撐，二層支頂撐9與一層支頂撐2投影位置相同，二層環(huán)形支撐7的支撐柱6和一層環(huán)形外支撐3的支撐柱6相同。

一層支護(hù)撐伸入圍護(hù)墻1內(nèi)部，與圍護(hù)墻1形成剛性連接，二層支護(hù)撐與圍護(hù)墻1外面的預(yù)留鋼筋進(jìn)行焊接，形成鉸接結(jié)構(gòu)。

施工步驟包括：

(1)圍護(hù)墻1施工。

圍護(hù)墻1施工采用空腹模板，空腹模板通過(guò)振動(dòng)錘豎向往復(fù)振動(dòng)產(chǎn)生的豎向激振力沉入地層，隨即向空腹內(nèi)注滿漿液，當(dāng)振動(dòng)沉模提升時(shí)，漿液在重力作用下從模板下端注入槽孔內(nèi)，先已沉入地層的模板成為后沉入模板的導(dǎo)向板，兩塊模板呈現(xiàn)板板相扣的作用，保證了各單板體在一個(gè)平面內(nèi)緊密結(jié)合成墻。

施工工藝包括：

1)開(kāi)挖預(yù)留槽；

2)預(yù)鉆孔；

在兩塊模板的結(jié)合處預(yù)鉆孔，預(yù)鉆孔直徑為100cm；

3)振動(dòng)沉模；

啟動(dòng)振錘，將第一塊模板沉入地層中，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，然后將第二塊模板沿施工軸線在第一塊前側(cè)與第一塊模板緊密并排，以第一塊模板為導(dǎo)向板，沉入地層達(dá)到設(shè)計(jì)深度；

4)灌注提升第一塊模板；

向第一塊模板內(nèi)灌注漿體，然后邊提升邊灌注，直至拔出地面，漿體留在槽孔內(nèi)，灌注提升結(jié)束后，要保持漿體達(dá)到墻頂設(shè)計(jì)高程；

5)再沉入模板；

以第二塊模板為導(dǎo)向板，沉入地層達(dá)到設(shè)計(jì)深度，再灌注提升第二塊模板；按以上程序循環(huán)施工，即可完成圍護(hù)墻1。

(2)支撐柱6施工。

支撐柱6下面如無(wú)工程樁，先施工臨時(shí)支撐樁后將支撐柱6插入臨時(shí)支撐樁。若有工程樁，直接將支撐柱6插入臨時(shí)支撐樁。

(3)做一層環(huán)形外支撐3、一層環(huán)形內(nèi)支撐4、混凝土桁架腹桿5、一層支頂撐2。

(4)挖土至二層環(huán)形支撐7底標(biāo)高部位，做二層環(huán)形支撐7，圍護(hù)墻1在二層支撐部位局部剝落混凝土，在裸露主筋外面焊接預(yù)留鋼筋，然后澆筑混凝土板8、最后做二層支頂撐9。

(5)挖土至地下室底板底標(biāo)高以下10cm，先做素混凝土墊層，再澆筑地下室底板混凝土。

在澆筑地下室底板施工時(shí)，對(duì)于涌水量大的部位采用疏堵相結(jié)合的技術(shù)方案，對(duì)于涌水量小，水壓力小的部位采用強(qiáng)行封堵的方法，在澆搗素混凝土墊層時(shí)，局部范圍內(nèi)用摻了速凝劑的混凝土澆搗，混凝土在1～2min即凝固。對(duì)于涌水量大的情況，用塑料軟管導(dǎo)水至集水坑中，待承臺(tái)底板澆搗完并達(dá)到80％強(qiáng)度時(shí)再封閉集水坑。集水坑的封堵按以下進(jìn)行：把水集中于鋼管中，鋼管直徑為50mm，鋼管內(nèi)壁有螺紋；用螺頭旋進(jìn)鋼管中封閉水管，澆筑底板預(yù)留坑的混凝土。預(yù)留坑的內(nèi)壁設(shè)置凹槽用于止水，后澆混凝土摻U EA膨脹劑，確保新舊混凝土的良好結(jié)合。

(6)對(duì)二層環(huán)形支撐7、混凝土板8、二層支頂撐9進(jìn)行爆破，爆破完畢后拆除支撐柱6。

采用靜態(tài)爆破，靜態(tài)爆破所采用膨脹材料的膨脹力為35MPa，靜態(tài)爆破預(yù)留孔洞直徑為35mm，預(yù)留孔洞間距為0.3～0.4m控制，端部預(yù)留孔洞留置位置距結(jié)構(gòu)底面200mm，構(gòu)件橫截面上孔洞面積不超過(guò)截面面積10％；預(yù)留孔洞內(nèi)鋼筋混凝土構(gòu)件的主筋或者箍筋割斷，確保鋼筋的束縛力不影響爆破效果。

(7)澆筑二層地下室頂板。

(8)對(duì)一層環(huán)形外支撐3、一層環(huán)形內(nèi)支撐4、混凝土桁架腹桿5、一層支頂撐2進(jìn)行爆破。

(9)澆筑一層地下室頂板。

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬仿真分析，對(duì)本結(jié)構(gòu)與其他支護(hù)體系進(jìn)行對(duì)比。第一種情況為采用本實(shí)施例，第二種情況為單純采用內(nèi)支撐，第三種情況為一層二層采用環(huán)形支撐。表1為不同支護(hù)體系位移及力學(xué)性能對(duì)比，表中發(fā)現(xiàn)本實(shí)施例的支護(hù)最大水平位移遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于第二種情況和第三種情況，分別為第二種情況的38.6％，為第二種情況的57.9％。本實(shí)施例的最大軸力顯著減少，分別為第二種情況的59.6％，為第二種情況的79.9％。本實(shí)施例的最大彎矩顯著減少，分別為第二種情況的62.8％，為第二種情況的79.0％。

表1 不同支護(hù)體系位移及力學(xué)性能對(duì)比

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)該地下室在施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，支護(hù)位移不超過(guò)11mm，支撐梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生。