本發明涉及一種支護施工方法，特別涉及一種地下室支護施工方法。

背景技術：

在地下室支護體系中，內支撐支護結構具有安全可靠、經濟合理等特點，在基坑工程中得到廣泛應用。但常規對撐方式設置的內支撐對地下室土方開挖和地下結構的施工造成極大的不便，產生施工工期延長、經濟性差等后果。采用環形支撐替代常規對撐方式的支護結構體系，可以獲得較高的經濟效益。但是環形支撐在地下室開挖較深時尤其是多道支撐時，第一道環形支撐所受到側壓力通常會超出混凝土極限抗壓強度，環形支撐會出現位移過大，環形支撐混凝土發生開裂等不良現象。

技術實現要素：

本發明是提供一種地下室支護施工方法，解決現有技術的問題。

為此，本發明設置兩道支撐體系，第一道支撐設置在地下室頂部，第二道支撐設置在地下室中部，由于第一道支撐在地下室開挖至底標高部位受力會非常大，根據第一道支撐在施工中的受力特點將環形支撐做成桁架式結構，這種結構剛度較大，抗變形能力強，而第二道支撐體系的受力會明顯減少，所以就單純采用梁式環形支撐。考慮到角部受力會應力集中，因此將四角部位圍護結構和環形支撐支頂結構做成混凝土板，以加強角部剛度來抵抗變形。

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

二層環形支撐和圍護墻支頂結構采用混凝土板和支頂撐相結合，地下室長邊方向1/4長度范圍和短邊方向1/3長度范圍內設置混凝土板，地下室中部位置設置支頂撐，二層支頂撐與一層支頂撐投影位置相同，二層環形支撐的支撐柱和一層環形外支撐的支撐柱相同。

一層支護撐伸入圍護墻內部，與圍護墻形成剛性連接，二層支護撐與圍護墻外面的預留鋼筋進行焊接，形成鉸接結構，以適應圍護結構的特點。根據試驗情況，一層支護撐與圍護墻形成剛性連接后，環形支撐變形均勻且變形相對較小，而圍護墻變形相對較大；二層支護撐與圍護墻形成鉸接結構后，變形相對較大，但圍護墻變形相對較小。

施工步驟包括：

(1)圍護墻施工。

圍護墻不僅要進行護坡，還要防止滲水，圍護墻兼作地下室外墻。

圍護墻施工采用空腹模板，空腹模板通過振動錘豎向往復振動產生的豎向激振力沉入地層，隨即向空腹內注滿漿液，當振動沉模提升時，漿液在重力作用下從模板下端注入槽孔內，先已沉入地層的模板成為后沉入模板的導向板，兩塊模板呈現板板相扣的作用，保證了各單板體在一個平面內緊密結合成墻。

施工工藝包括：

1)開挖預留槽；

2)預鉆孔；

在兩塊模板的結合處預鉆孔，預鉆孔直徑為90～110cm；

3)振動沉模；

啟動振錘，將第一塊模板沉入地層中，達到設計深度，然后將第二塊模板沿施工軸線在第一塊前側與第一塊模板緊密并排，以第一塊模板為導向板，沉入地層達到設計深度；

4)灌注提升第一塊模板；

向第一塊模板內灌注漿體，然后邊提升邊灌注，直至拔出地面，漿體留在槽孔內，灌注提升結束后，要保持漿體達到墻頂設計高程；

5)再沉入模板；

以第二塊模板為導向板，沉入地層達到設計深度，再灌注提升第二塊模板；按以上程序循環施工，即可完成圍護墻。

目前傳統工藝是采用挖土開槽、泥漿護壁、清渣、澆筑水下混凝土、處理接縫系列工序，在透水地層中開槽時易于塌孔，圍護墻往往達不到厚度和出現斷墻現象。而本發明以強大的垂直激振力，將空腹模板沉入土層，模板和漿液起到了護壁作用，施工過程中不但不釋放土體應力，而且在振動沉模過程中，將其兩側土體擠壓密實，提高了抗滲能力。由于本發明在原土體被模板擠壓作用于下完成的。且在提拔模板過程中邊提模邊注漿，漿液從模板底產注人槽內，加之漿柱壓力大于土體側壓力，因此不會出現縮壁和塌壁現象。

(2)支撐柱施工。

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

(3)做一層環形外支撐、一層環形內支撐、混凝土桁架腹桿、一層支頂撐。

(4)挖土至二層環形支撐底標高部位，做二層環形支撐，圍護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，對于涌水量大的部位采用疏堵相結合的技術方案，對于涌水量小，水壓力小的部位采用強行封堵的方法，在澆搗素混凝土墊層時，局部范圍內用摻了速凝劑的混凝土澆搗，混凝土在1～2min即凝固。對于涌水量大的情況，用塑料軟管導水至集水坑中，待承臺底板澆搗完并達到80％強度時再封閉集水坑。集水坑的封堵按以下進行：把水集中于鋼管中，鋼管直徑為50mm，鋼管內壁有螺紋；用螺頭旋進鋼管中封閉水管，澆筑底板預留坑的混凝土。預留坑的內壁設置凹槽用于止水，后澆混凝土摻UEA膨脹劑，確保新舊混凝土的良好結合。

(6)對二層環形支撐、混凝土板、二層支頂撐進行爆破，爆破完畢后拆除支撐柱。

采用靜態爆破，靜態爆破所采用膨脹材料的膨脹力超過30MPa，靜態爆破預留孔洞直徑為30～40mm，預留孔洞間距為0.3～0.4m控制，端部預留孔洞留置位置距結構底面150mm～200mm，構件橫截面上孔洞面積不超過截面面積10％；預留孔洞內鋼筋混凝土構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)對一層環形外支撐、一層環形內支撐、混凝土桁架腹桿、一層支頂撐進行爆破。

(9)澆筑一層地下室頂板。

附圖說明

圖1為一層地下室環形支撐支護結構示意圖，圖2為二層地下室環形支撐支護結構示意圖。

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

具體實施方式

某工程為18層大樓，系框筒剪力墻結構，地下室開挖深度為7.2m，地下室為不規則形狀，工程樁為鉆孔灌注樁，鉆孔灌注樁深度為42m。

本實施例設置兩道支撐體系，第一道支撐設置在地下室頂部，第二道支撐設置在地下室中部，第一道支撐環形支撐做成桁架式結構，第二道支撐體系采用梁式環形支撐。四角部位圍護結構和環形支撐支頂結構做成混凝土板8。

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

二層環形支撐7和圍護墻1支頂結構采用混凝土板8和支頂撐相結合，地下室長邊方向1/4長度范圍和短邊方向1/3長度范圍內設置混凝土板，地下室中部位置設置支頂撐，二層支頂撐9與一層支頂撐2投影位置相同，二層環形支撐7的支撐柱6和一層環形外支撐3的支撐柱6相同。

一層支護撐伸入圍護墻1內部，與圍護墻1形成剛性連接，二層支護撐與圍護墻1外面的預留鋼筋進行焊接，形成鉸接結構。

施工步驟包括：

(1)圍護墻1施工。

圍護墻1施工采用空腹模板，空腹模板通過振動錘豎向往復振動產生的豎向激振力沉入地層，隨即向空腹內注滿漿液，當振動沉模提升時，漿液在重力作用下從模板下端注入槽孔內，先已沉入地層的模板成為后沉入模板的導向板，兩塊模板呈現板板相扣的作用，保證了各單板體在一個平面內緊密結合成墻。

施工工藝包括：

1)開挖預留槽；

2)預鉆孔；

在兩塊模板的結合處預鉆孔，預鉆孔直徑為100cm；

3)振動沉模；

啟動振錘，將第一塊模板沉入地層中，達到設計深度，然后將第二塊模板沿施工軸線在第一塊前側與第一塊模板緊密并排，以第一塊模板為導向板，沉入地層達到設計深度；

4)灌注提升第一塊模板；

向第一塊模板內灌注漿體，然后邊提升邊灌注，直至拔出地面，漿體留在槽孔內，灌注提升結束后，要保持漿體達到墻頂設計高程；

5)再沉入模板；

以第二塊模板為導向板，沉入地層達到設計深度，再灌注提升第二塊模板；按以上程序循環施工，即可完成圍護墻1。

(2)支撐柱6施工。

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

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

(4)挖土至二層環形支撐7底標高部位，做二層環形支撐7，圍護墻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，對于涌水量大的部位采用疏堵相結合的技術方案，對于涌水量小，水壓力小的部位采用強行封堵的方法，在澆搗素混凝土墊層時，局部范圍內用摻了速凝劑的混凝土澆搗，混凝土在1～2min即凝固。對于涌水量大的情況，用塑料軟管導水至集水坑中，待承臺底板澆搗完并達到80％強度時再封閉集水坑。集水坑的封堵按以下進行：把水集中于鋼管中，鋼管直徑為50mm，鋼管內壁有螺紋；用螺頭旋進鋼管中封閉水管，澆筑底板預留坑的混凝土。預留坑的內壁設置凹槽用于止水，后澆混凝土摻UEA膨脹劑，確保新舊混凝土的良好結合。

(6)對二層環形支撐7、混凝土板8、二層支頂撐9進行爆破，爆破完畢后拆除支撐柱6。

采用靜態爆破，靜態爆破所采用膨脹材料的膨脹力為35MPa，靜態爆破預留孔洞直徑為35mm，預留孔洞間距為0.3～0.4m控制，端部預留孔洞留置位置距結構底面200mm，構件橫截面上孔洞面積不超過截面面積10％；預留孔洞內鋼筋混凝土構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)對一層環形外支撐3、一層環形內支撐4、混凝土桁架腹桿5、一層支頂撐2進行爆破。

(9)澆筑一層地下室頂板。

通過計算機模擬仿真分析，對本結構與其他支護體系進行對比。第一種情況為采用本實施例，第二種情況為單純采用內支撐，第三種情況為一層二層采用環形支撐。表1為不同支護體系位移及力學性能對比，表中發現本實施例的支護最大水平位移遠遠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不同支護體系位移及力學性能對比

經現場檢測該地下室在施工過程中結構穩定，支護位移不超過11mm，支撐梁結構穩定，無異常現象發生。