本發(fā)明涉及一種地下室支護，特別涉及無混凝土對撐的地下室支護施工方法。

背景技術：

傳統(tǒng)地下室支護技術是地下室支護設置了混凝土對撐來維持地下室支護穩(wěn)定，但是混凝土對撐會大大增加地下室支護成本，另外還對土方外運造成很大的影響，從而延誤了施工工期。如果通過地下室支護過程中應力的安全有序的調整、轉移和再分配，使地下室支護在無內支撐的情況下顯然可以取得顯著的經(jīng)濟效益和工期效益。但是如何在地下室支護施工過程中來避免無混凝土對撐情況下安全問題是工程人員面臨的課題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是提供一種無混凝土對撐的地下室支護施工方法，解決現(xiàn)有技術的問題。

為此，本發(fā)明采取一定的技術措施來逐步取代發(fā)揮臨時支撐作用的內支撐結構體系，從而保證臨時性內支撐拆除后，工程施工能繼續(xù)安全順利地進行。本發(fā)明適用于開挖深度為3.5～5m深度的地下室。

第一工況地下室支護結構采用如下：

支護樁采用鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁直徑為600～900mm。離支護樁中心點外側方向1.5～2m處設置止水帷幕，止水帷幕采用三軸水泥攪拌樁，三軸水泥攪拌樁樁徑為600mm或者500mm，相鄰三軸水泥攪拌樁相互咬合，咬合距離為200mm或者150mm。支護樁內側方向上部設置第一道鋼腰梁，第一道鋼腰梁頂標高與支護樁頂標高相同，第一道鋼腰梁與支護樁的預埋鋼筋焊接連接，預應力錨索錨固在第一道鋼腰梁，挖土深度1.5～2.5m位置在工程樁上面放置鋼墊板，鋼墊板下面的工程樁有2根～4根。鋼墊板厚度為10～12cm，鋼墊板設置位置離地下室邊緣13～15m，鋼墊板中間有凹槽，凹糟深度為8～12mm，長度和寬度為10～15cm，地下室被動區(qū)的加固區(qū)寬度為支護樁外邊緣切線以內1m范圍，加固區(qū)深度為地下室基底以下1.5m～2m。第一道鋼腰梁與鋼墊板之間設置第一次鋼支撐。

第二工況地下室支護結構采用如下：

支護樁內側方向中部設置第二道鋼腰梁，第二道鋼腰梁底標高為第一次土方開挖深度，第二道鋼腰梁與支護樁的預埋鋼筋焊接連接，第二道預應力錨索錨固在第二道鋼腰梁，工程樁在第二次土方開挖時進行鑿除，工程樁頂標高與地下室底板基底標高相同，工程樁上面設置鋼墊板，鋼墊板與第一道鋼腰梁之間設置第二次鋼支撐，鋼墊板與第二道鋼腰梁之間設置第二次鋼支撐。

施工步驟包括：

(1)、施工工程樁。要設置鋼墊板的工程樁頂部施工標高與第二道腰梁頂部標高齊平，其他工程樁頂部施工標高為地下室底板底標高以下10cm。

(2)、施工支護樁。

(3)、施工止水帷幕。

(4)、加固地下室被動區(qū)。

地下室被動區(qū)加固采用旋噴水泥樁。

(5)、施工第一道鋼腰梁及預應力錨索。

將第一道鋼腰梁與支護樁的預埋鋼筋進行焊接。

鋼腰梁按連續(xù)梁計算。腰梁的彎矩設計取值時，錨索拉力取結構分析時算出的基本組合效應作為支點軸向力效應值。

鋼腰梁選用單槽鋼或雙槽鋼或雙工字鋼，當選用雙槽鋼或雙工字鋼時，型鋼腰梁應焊接為整體，焊接連接采用貼角焊，焊縫高度不應小于8mm。

第一道鋼腰梁施工完畢后施工預應力錨索。

預應力錨索技術參數(shù)采用如下：當錨索注漿采用水泥漿時，水灰比宜取0.45～0.50；采用水泥砂漿時，水灰比宜取0.40～0.45，且灰砂比宜取0.5～1.0，拌合用砂宜選用中細砂，含泥量不得超過砂重量的3％。3％。采用二次壓力注漿工藝時，二次壓力注漿宜采用水灰比0.50～0.55的水泥漿，二次注漿管應牢固綁扎在桿體上，注漿管的端部出漿口應采取防止注漿前漿液進入注漿管的密封措施，二次壓力注漿時，注漿壓力不宜小于1.5mpa；采用錨固段分段二次注漿工藝時，注漿宜在孔體注漿固結體的強度達到5mpa后進行，劈裂注漿管的出漿孔應沿錨桿錨固段全長設置，注漿順序應從錨桿端部開始，由內向外分段依次進行。

錨索施工采用如下：

1)當注漿體的強度達到設計強度的75％且不小于15mpa后，方可進行錨索的張拉鎖定。

2)采用鋼絞線整體張拉鎖定的方法。

3)錨索張拉應平緩加載，加載分級不宜大于0.3，每級荷載的間隔時間不小于3min；錨索鎖定前，在最大張拉力下應保持穩(wěn)定一段時間，對砂土地層，穩(wěn)定時間應大于5min～10min，對粘性土地層，穩(wěn)定時間應大于15min。

4)錨索索定時，張拉值可取設計張拉鎖定值的(1.1～1.15)倍。

5)在錨索鎖定后的48h內，錨索拉力低于設計鎖定值的90％時，應進行再次鎖定；錨索鎖定尚應考慮相鄰錨索張拉鎖定引起的預應力損失，當錨索拉力低于設計鎖定值的90％時，應進行再次鎖定。

6)鎖定后錨索外端部宜采用冷切割方法切除；錨具外切割后的鋼絞線保留長度不應小于50mm，采用熱切割時，不應小于80mm。

(6)、局部開挖地下室周邊土至第二道鋼腰梁頂部。

(7)、設置第一次鋼支撐。

工程樁頂部整平后上面放置鋼墊板，第一次鋼支撐通過鋼支撐支頂在鋼墊板凹槽內并用螺栓固定。

由于鋼支撐間距對地下室開挖安全至關重要。采用計算機仿真分析，根據(jù)地下室外側0.5m處最大土深層位移作為基準點，最大土深層位移控制為2mm。第一次鋼支撐設置深度為挖土深度1.5～2.5m位置。表1為第一次鋼支撐間距與深度關系，根據(jù)計算機仿真分析結果，第一次鋼支撐設置間距為1.35～3.75m。

表1第一次鋼支撐間距與深度關系

(8)、開挖地下室中間土。

(9)、局部開挖至地下室周邊土至地下室基底。

(10)、設置第二次鋼支撐

第二次鋼支撐設置二道。先設置第二道鋼腰梁的鋼支撐，第一道鋼腰梁的鋼支撐在先拆掉第一次鋼支撐情況下再進行設置，設置方法是拆除第一次鋼支撐后馬上設置第二次鋼支撐。

第二次鋼支撐設置深度為挖土深度2～3m位置。表2為第二次鋼支撐間距與深度關系，根據(jù)計算機仿真分析結果，第二次鋼支撐設置間距為1.70～3.83m。

表2第二次鋼支撐間距與深度關系

(11)、開挖地下室中間土。

(12)、澆搗地下室底板及混凝土側壁?；炷羵缺谂c鋼支撐交接處部位設置預埋孔。鋼墊板部位地下室底板中部預埋止水橡膠帶阻斷滲水路徑。

(13)、設置換撐。

混凝土側壁與支護樁之間空槽填塞碎石混合料。碎石混合料填塞在混凝土側壁與支護樁之間空槽內目的是使將鋼支撐的集中荷載轉換為作用在支護樁的均布荷載，為下步拆除鋼支撐做好準備。

合理碎石混合料級配既可避免壓實后顆粒間缺少砂粒充填而形成的架空結構，也保證了砂粉細粒間有足夠大顆粒以形成骨架，滿足強度要求。

碎石混合料采用碎石、砂粒、粉粒混合料，碎石粒徑為15～2mm，質量摻量為30％～40％；砂粒粒徑為2～0.1mm，質量摻量為40％～50％；粉粒粒徑小于0.1mm，質量摻量為20％～30％。

(14)、拆除鋼支撐和鋼墊板。

(15)、澆筑地下室頂板混凝土。

(16)、用防水混凝土封閉鋼支撐預埋和鋼墊板部位底板混凝土。

本發(fā)明施工成本低，施工工期短。

附圖說明

圖1為第一工況地下室支護示意圖，圖2為第二工況地下室支護示意圖。

各附圖中：1、支護樁，2、第一道鋼腰梁，3、預應力錨索，4、止水帷幕，5、地下室被動區(qū)，6、第一道鋼支撐，7、鋼墊板，8、工程樁，9、第二道鋼腰梁，10、第二次鋼支撐。

具體實施方式

實施例一

第一工況地下室支護結構采用如下：

支護樁1采用鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁直徑為600～900mm。離支護樁1中心點外側方向1.5～2m處設置止水帷幕4，止水帷幕4采用三軸水泥攪拌樁，三軸水泥攪拌樁樁徑為600mm或者500mm，相鄰三軸水泥攪拌樁相互咬合，咬合距離為200mm或者150mm。支護樁1內側方向上部設置第一道鋼腰梁2，第一道鋼腰梁2頂標高與支護樁1頂標高相同，第一道鋼腰梁2與支護樁1的預埋鋼筋焊接連接，預應力錨索3錨固在第一道鋼腰梁2，挖土深度1.5～2.5m位置在工程樁8上面放置鋼墊板7，鋼墊板7下面的工程樁8有2根～4根。鋼墊板7厚度為10～12cm，鋼墊板7設置位置離地下室邊緣13～15m，鋼墊板7中間有凹槽，凹糟深度為8～12mm，長度和寬度為10～15cm，地下室被動區(qū)5的加固區(qū)寬度為支護樁1外邊緣切線以內1m范圍，加固區(qū)深度為地下室基底以下1.5m～2m。第一道鋼腰梁2與鋼墊板7之間設置第一次鋼支撐6。

第二工況地下室支護結構采用如下：

支護樁1內側方向中部設置第二道鋼腰梁9，第二道鋼腰梁9底標高為第一次土方開挖深度，第二道鋼腰梁9與支護樁1的預埋鋼筋焊接連接，第二道預應力錨索3錨固在第二道鋼腰梁9，工程樁8在第二次土方開挖時進行鑿除，工程樁8頂標高與地下室底板基底標高相同，工程樁8上面設置鋼墊板7，鋼墊板7與第一道鋼腰梁2之間設置第二次鋼支撐10，鋼墊板7與第二道鋼腰梁9之間設置第二次鋼支撐10。

施工步驟包括：

(1)、施工工程樁8。要設置鋼墊板7的工程樁8頂部施工標高與第二道腰梁頂部標高齊平，其他工程樁8頂部施工標高為地下室底板底標高以下10cm。

(2)、施工支護樁1。

(3)、施工止水帷幕4。

(4)、加固地下室被動區(qū)5。

地下室被動區(qū)5加固采用旋噴水泥樁。

(5)、施工第一道鋼腰梁2及預應力錨索3。

將第一道鋼腰梁2與支護樁1的預埋鋼筋進行焊接。

鋼腰梁按連續(xù)梁計算。腰梁的彎矩設計取值時，錨索拉力取結構分析時算出的基本組合效應作為支點軸向力效應值。

鋼腰梁選用單槽鋼或雙槽鋼或雙工字鋼，當選用雙槽鋼或雙工字鋼時，型鋼腰梁應焊接為整體，焊接連接采用貼角焊，焊縫高度不應小于8mm。

第一道鋼腰梁2施工完畢后施工預應力錨索3。

預應力錨索3技術參數(shù)采用如下：當錨索注漿采用水泥漿時，水灰比宜取0.45～0.50；采用水泥砂漿時，水灰比宜取0.40～0.45，且灰砂比宜取0.5～1.0，拌合用砂宜選用中細砂，含泥量不得超過砂重量的3％。3％。采用二次壓力注漿工藝時，二次壓力注漿宜采用水灰比0.50～0.55的水泥漿，二次注漿管應牢固綁扎在桿體上，注漿管的端部出漿口應采取防止注漿前漿液進入注漿管的密封措施，二次壓力注漿時，注漿壓力不宜小于1.5mpa；采用錨固段分段二次注漿工藝時，注漿宜在孔體注漿固結體的強度達到5mpa后進行，劈裂注漿管的出漿孔應沿錨桿錨固段全長設置，注漿順序應從錨桿端部開始，由內向外分段依次進行。

錨索施工采用如下：

1)當注漿體的強度達到設計強度的75％且不小于15mpa后，方可進行錨索的張拉鎖定。

2)采用鋼絞線整體張拉鎖定的方法。

3)錨索張拉應平緩加載，加載分級不宜大于0.3，每級荷載的間隔時間不小于3min；錨索鎖定前，在最大張拉力下應保持穩(wěn)定一段時間，對砂土地層，穩(wěn)定時間應大于5min～10min，對粘性土地層，穩(wěn)定時間應大于15min。

4)錨索索定時，張拉值可取設計張拉鎖定值的(1.1～1.15)倍。

5)在錨索鎖定后的48h內，錨索拉力低于設計鎖定值的90％時，應進行再次鎖定；錨索鎖定尚應考慮相鄰錨索張拉鎖定引起的預應力損失，當錨索拉力低于設計鎖定值的90％時，應進行再次鎖定。

6)鎖定后錨索外端部宜采用冷切割方法切除；錨具外切割后的鋼絞線保留長度不應小于50mm，采用熱切割時，不應小于80mm。

(6)、局部開挖地下室周邊土至第二道鋼腰梁9頂部。

(7)、設置第一次鋼支撐。

工程樁8頂部整平后上面放置鋼墊板7，第一次鋼支撐通過鋼支撐支頂在鋼墊板7凹槽內并用螺栓固定。

第一次鋼支撐設置深度為挖土深度1.5～2.5m位置，第一次鋼支撐設置間距為1.35～3.75m。

(8)、開挖地下室中間土。

(9)、局部開挖至地下室周邊土至地下室基底。

(10)、設置第二次鋼支撐10

第二次鋼支撐10設置二道。先設置第二道鋼腰梁9的鋼支撐，第一道鋼腰梁2的鋼支撐在先拆掉第一次鋼支撐情況下再進行設置，設置方法是拆除第一次鋼支撐后馬上設置第二次鋼支撐10。

第二次鋼支撐10設置深度為挖土深度2～3m位置，第二次鋼支撐10設置間距為1.70～3.83m。

(11)、開挖地下室中間土。

(12)、澆搗地下室底板及混凝土側壁?；炷羵缺谂c鋼支撐交接處部位設置預埋孔。鋼墊板7部位地下室底板中部預埋止水橡膠帶阻斷滲水路徑。

(13)、設置換撐。

混凝土側壁與支護樁1之間空槽填塞碎石混合料。碎石混合料填塞在混凝土側壁與支護樁1之間空槽內目的是使將鋼支撐的集中荷載轉換為作用在支護樁1的均布荷載，為下步拆除鋼支撐做好準備。

碎石混合料采用碎石、砂粒、粉?；旌狭希槭綖?5～2mm，質量摻量為30％～40％；砂粒粒徑為2～0.1mm，質量摻量為40％～50％；粉粒粒徑小于0.1mm，質量摻量為20％～30％。

(14)、拆除鋼支撐和鋼墊板7。

(15)、澆筑地下室頂板混凝土。

(16)、用防水混凝土封閉鋼支撐預埋和鋼墊板7部位底板混凝土。

從地下室開挖的全過程來看，最大土體深層位移為9mm，本工程的土方開挖是安全可靠的。