深基坑宽肥槽换撑体系优化

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一、工程概况

总建筑面积：105909.44m2。地下建筑面积：23498.48m2，地上建筑面积：82410.96m2。主要包含17栋住宅楼。因已建别墅，现场可分为南、北区。南区无地库，北区有地下二层车库。北区1#楼-6#楼包含在地库范围内。

基坑平均开挖深度：9.2m。基坑面积约为11705m2，基坑周长约为508.8m。

基坑支护采用钻孔灌注桩+一道混凝土水平支撑相结合的支护形式，止水帷幕采用三轴水泥土搅拌桩。

剖面图

二、创效动机

2.1、问题的提出

基坑施工中的换撑工作是指在支护结构拆除后，采用一定的措施将支护结构侧向荷载传递到地下室结构上，从而保持基坑稳定，实现支护变形内力的传导和再分配。

原设计方案的换撑要求如下：

（1）待基础强度达到设计要求后，支护桩与基础之间分层夯实回填土，并在基础上皮设置C20素混凝土，300mm厚混凝土填实。

（2）主体结构施工至地下二层顶板，待主体结构强度达到设计要求后进行回填夯实，并在地下二层顶板相应标高处设置C30素混凝土换撑板带。混凝土达到设计强度后拆除水平支撑系统。

肥槽：为提供作业面而多开挖的那部分，一般指地下室外墙与基坑边之间的空间。

宽肥槽：本项目的地下室结构与支护结构间的距离为2.1m-12.3m，多处位置肥槽宽度超过3m（大于800mm为默认宽肥槽）。

深基坑专家论证及与专家沟通意见：

（1）宽肥槽区域需采取一定的换撑加强措施，将其连接起来，确保传力可靠（而绝非仅回填C30素混凝土换撑板带）。

（2）基础底板及地下二层顶板后浇带没有形成整体有效受力。

（3）汽车坡道等结构楼板缺失部位也没有形成整体有效受力。

2.2、创效方案及预期效果

换撑加强措施，具体方案思路如下：

（1）肥槽部位按照换撑板带净宽的不同相应采取素混凝土板带、配筋换撑板带、增设钢筋混凝土梁板带的形式。

（2）基础底板及地下二层顶板后浇带部位增设H型钢支撑传力杆件。

（3）汽车坡道等结构楼板缺失部位增设钢管支撑加强。基坑支护梁拆撑前，通过对肥槽、后浇带、汽车坡道等结构楼板缺失部位采取的换撑加强措施，确保了拆撑后，支护桩的内力能有效地传递到主体结构上。

整体性强，传力可靠，能有效降低深基坑安全施工风险，达到提质增效的目的。

三、创效策划

3.1、方案比选

肥槽换撑加强的两种主要方法

一是按原设计方案拆撑示意图，回填素混凝土换撑板带。

二是按肥槽部位换撑板带净宽的不同相应采取梁板式换撑板带等形式。

方案一（原设计方案）：回填素混凝土换撑板带。

优点：能将地下室结构与支护桩连成一个整体，起到换撑的作用。

缺点：当遇到有宽肥槽的情形时，不能确保该方法的传力可靠性、适用性，具有较高的深基坑安全施工风险。

方案二（变更后设计方案）

优点：肥槽部位按照换撑板带净宽的不同相应采取素混凝土板带、配筋换撑板带、增设钢筋混凝土梁板带的形式。对不同宽度的肥槽部位具有强的针对性、适用性，传力可靠，能有效降低深基坑安全施工风险。

缺点：工程量有增加，后期回填难度大。

值得强调的是：方案一未全面充分考虑后浇带、汽车坡道等结构楼板缺失部位采取的换撑加强措施，整个换撑体系缺乏传力的整体性。

综上所述，方案二换撑体系考虑全面，对不同宽度的肥槽部位更具有强的针对性、适用性，是本工程肥槽换撑加强的优先选择方案。

3.2、深基坑宽肥槽增设梁板式换撑板带

换撑板带平面布置示意图

肥槽部位按照换撑板带净宽的不同，具体部位使用要求如下：

斜线部分为配筋板带

换撑板带配筋图

梁1：300×600

梁2：300×400

换撑板带及换撑梁强度需达到100%方可进行拆撑工作。

不同换撑板带净宽的肥槽加强措施

（1）现场肥槽换撑板带净宽均大于800mm，即无300厚素混凝土板带做法。

（2）图中阴影区域均为换撑板带净宽大于800且小于3000的位置，采用300厚配筋换撑板带加强。

（3）图中除阴影区域外的大部分区域，换撑板带净宽均大于3000，即增设钢筋混凝土梁板式换撑板带。

这也从另一方面得出，原设计方案的300厚素混凝土换撑板带设计过于偏不安全，不适应于本项目宽肥槽换撑加强。

3.3、基础底板及地下二层顶板后浇带增设传力杆件

充分全面考虑全部断开的后浇带部位，基础底板及地下二层顶板后浇带增设传力杆件的方式换撑加强。

每隔3m用型钢支撑H300×300×10×15与两侧混凝土板一体浇筑。

型钢需伸入两侧板内各300mm，每根型钢两端端部设置350mm×350mm×12mm的端板，端板与H型钢满焊。

4.2、换撑施工要求

底板肥槽换撑施工

在基础底板周边设置于底板300厚度的同强度等级素混凝土换撑板带传递水平向基坑变形力。

地下二层顶板肥槽换撑体系施工

地下二层结构外墙周边与支护桩中间设置300厚的钢筋混凝土换撑板带，混凝土强度同地下二层顶板。

后浇带传力杆件换撑施工

每隔3m用型钢支撑H300×300×10×15与两侧混凝土板一体浇筑。型钢需伸入两侧板内各300mm，每根型钢两端端部设置350mm×350mm×12mm的端板，端板与H型钢满焊。

汽车坡道处的加固措施

因汽车坡道处没有顶部结构体，而汽车坡道位于外墙与主体结构之间，外墙部位受力比薄弱，需进行换撑，将力进行卸荷。

五、总结评价

常规回填素混凝土换撑板带，当遇到有宽肥槽的情形时，不能确保该方法的传力可靠性，且未全面充分考虑后浇带、汽车坡道等结构楼板缺失部位采取的换撑加强措施，具有较高的深基坑安全施工风险。

六、总结评价

深基坑宽肥槽部位按照换撑板带净宽的不同相应采取素混凝土板带、配筋换撑板带、增设钢筋混凝土梁板带的形式，具有较强的针对性。且全面充分考虑后浇带、汽车坡道等结构楼板缺失部位采取的换撑加强措施，使整个换撑体系传力可靠，整体性强，能有效降低深基坑安全施工风险。

本工程的深基坑宽肥槽换撑体系提质增量优化方案，可为今后天津等软土地区类似深基坑支护换撑工程提供相关经验，具有较高推广价值。

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