一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法及其结构与流程

本发明属于建筑施工技术领域，具体涉及一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法及其结构。

背景技术：

当代建筑为了最大程度地利用城市地下空间，许多建筑物的结构设计形式为地上多幢主体建筑，地下室为一个整体超大超深地下室，不同建筑单体对应位置区域地下室层数不一致，为跌级式地下室。跌级式地下室施工过程中，为了最大程度地保证各幢楼的相对独立性，满足各幢楼各自的施工进度诉求要求，会造成浅基坑区域地下室结构先于深基坑区域地下室结构施工的状况。如何保证浅基坑区域支护梁拆除后，整个基坑支护体系的安全性、完整性就成了跌级式深基坑开挖过程中的重要内容之一。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法及其结构。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于包括如下步骤：基坑土方开挖；浅基坑区域底板暗及下一道支撑梁施工；放线定位；底板面至上一道支撑梁面标高处竖向肋板及内隔墙钢筋绑扎；上一道支撑梁处两个对称角撑处新增支撑梁及围檩梁钢筋绑扎；浅基坑区域底板面至上道支撑梁面标高处竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁模板安装；竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁混凝土浇筑；模板拆除、养护；浅基坑区域支撑梁拆除；支撑梁拆除位置内隔墙、竖向肋板及围檩梁施工；拆除支撑梁面至上层结构梁板面标高处内隔墙、竖向肋板及结构梁板柱施工。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于具体步骤如下：

1）基坑土方开挖 土方开挖采用分层开挖、先撑后挖及大基坑、小开挖的施工原则，各层土方开挖时均先进行浅基坑区域土方开挖，后进行深基坑区域土方开挖，出土口设置在深基坑区域；

2）浅基坑区域底板暗梁及下一道支撑梁施工

浅基坑区域土方开挖至地下室基底面进入地下室结构施工阶段，深基坑区域继续进行土开挖进行下一道支撑梁施工，浅基坑底板施工时先进行T形区域的基础底板施工，再进行T形以外区域基础底板施工，T形区域基础底板需同下一道支撑梁一同施工，在浅基坑区域的底板与浅基坑区域支撑梁相交位置底板内设置通长的暗梁，浅基坑区域支撑梁钢筋要锚固至暗梁内；

3）放线定位

浅基坑底板混凝土浇筑完成后，根据围护设计的图纸，在浅基坑区域地下室底板相应位置放好混凝土竖向肋板、内隔墙轴线、边线，在深基坑区域对应地下室底板以上一道支撑处放好新增支撑梁及围檩梁轴线、边线；

4）底板面至上一道支撑梁面标高处竖向肋板及内隔墙钢筋绑扎

放线定位完成后进行竖向肋板及内隔墙钢筋绑扎，水平钢筋绑扎高度从底板面至上一道支撑梁面标高止，竖向肋板的水平分布筋设置在竖向钢筋外侧，水平分布筋锚固在内隔墙中，竖向肋板端部设有与内隔墙连接的3Ф18锚固钢筋，锚固钢筋在上一道支撑梁梁面处进行弯折后锚固在内隔墙中；

5）上一道支撑梁处两个对称角撑处新增支撑梁及围檩梁钢筋绑扎

新增支撑梁、新增围檩梁与原支撑梁混凝土采用植筋方式进行连接，新增支撑梁、新增围檩梁的钢筋与竖向肋板、内隔墙的钢筋一同进行绑扎，连成统一的整体，新增支撑梁主筋在内隔墙中进行弯锚固定，新增围檩梁与内隔墙通过在内隔墙延围檩梁长度方向增设上下两排Φ16@300弯锚钢筋进行连接；

6）浅基坑区域底板面至上道支撑梁面标高处竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁模板安装

竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁、新增围檩梁的模板采用木模加钢管支架安装，竖向肋板、内隔墙螺杆水平间距≤500mm、竖向间距≤450mm；

7）竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁、新增围檩梁混凝土浇筑

浇筑混凝土前利用双面胶粘贴木模板接缝，竖向肋板、内隔墙、新增围檩梁相交位置钢筋网密集的地方，采用直径为3CM的振动棒，确保振捣密实；

8）模板拆除、养护

竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁、新增围檩梁侧模模板在混凝土强度达到1.2MPa时拆模，新增支撑梁、新增围檩梁底模在混凝土强度达到80%后进行拆除；侧模拆除后及时养护，以减少混凝土表面出现收缩裂缝等现象；

9）浅基坑区域支撑梁拆除

竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁、新增围檩梁混凝土强度达到设计强度的80%后，拆除浅基坑区域支撑梁，浅基坑区域支撑梁拆除过程采用人工凿除，内隔墙对应位置处支撑拆除过程中要保留支撑梁主筋，以保证该部位与新浇筑的竖向肋板、内隔墙、新增围檩梁有更好的连接；

10）支撑梁拆除位置内隔墙、竖向肋板及围檩梁施工

浅基坑区域支撑梁拆除清理完成后，在浅基坑区域支撑梁拆除后保留的支撑梁主筋区域进行竖向肋板、内隔墙、新增围檩梁钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑，混凝土浇筑时采用高一标高微膨胀混凝土进行浇筑，并振捣密实；

11）拆除支撑梁面至上层结构梁板面标高处内隔墙、竖向肋板及结构梁板柱施工

浅基坑区域支撑梁拆除位置内隔墙、竖向肋板及新增围檩梁施工完成后，进行原支撑梁梁面至上层结构梁面标高处内隔墙、竖向肋板及上层结构梁板和本层结构柱墙板施工，内隔墙、竖向肋板同结构柱一同进行绑扎、支模，竖向肋板水平分布筋设置在肋板竖向钢筋外侧并锚固在内隔墙中，当竖向肋板位置与结构梁水平投影位置从相重合且宽度相同时，在结构梁高度范围的腰筋取竖向肋板水平分布筋和结构梁腰筋两者中的大值、间距取小值；当竖向肋板位置与结构梁水平投影位置局部重合时，竖向肋板竖向、水平钢筋要避让结构梁主筋。

3.根据权利要求2所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于步骤1）中浅基坑区域和深基坑区域的第一层至第四层土方开挖采用坡道出土，深基坑区域第五层、第六层土方采用轮胎式抓斗机在栈桥上抓土装车外运。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于步骤2）中的暗梁宽度与深浅基坑相交处设置的地下连续墙宽度相同，高度从浅基坑区域底板顶面延伸至下一道支撑梁底面。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于步骤5）中的弯锚钢筋长度为内隔墙墙厚度及新增围檩梁宽度之和减去两侧混凝土保护层的厚度。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于步骤8）中的养护采取覆盖塑料薄膜或养护毯并与洒水养护相结合的方法，拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润，养护时间不少于7d；冬期施工时若不能洒水养护，采用涂刷养护剂与塑料薄膜相结合的养护方法，养护时间不少于14d。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法，其特征在于步骤11）中的内隔墙、竖向肋板同结构梁板柱一同浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中采用直径为3CM的振动棒，确保振捣密实。混凝土浇筑完成后竖向肋板、内隔墙侧模在强度达到1.2MPa时进行拆模，侧模拆除后采取覆盖塑料薄膜或养护毯并与洒水养护相结合的方法，拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润，养护时间不少于7d；冬期施工时若不能洒水养护，采用涂刷养护剂与塑料薄膜相结合的养护方法，养护时间不少于14d。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，安装在浅基坑区域和深基坑区域之间，其特征在于包括竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及新增围檩梁，所述内隔墙设置在浅基坑区域和深基坑区域之间，竖向肋板设置在浅基坑区域内，新增支撑梁及新增围檩梁设置在深基坑区域内，竖向肋板底部位于底板上，侧面紧靠在内隔墙一侧，新增围檩梁位于内隔墙另一侧，与竖向肋板相对，新增支撑梁位于原支撑梁与新增围檩梁之间。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，其特征在于新增支撑梁为直角三角形结构，两直角边分别紧靠在原支撑梁与新增围檩梁。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，其特征在于内隔墙端头与支撑梁主筋区域连接。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明通过将浅基坑底板采用分区施工，先进行T形区域的基础底板施工，再进行T形以外区域基础底板施工，T形区域基础底板需同下一道支撑梁一同施工，在进行T形底板和下一道支撑梁施工时，在浅基坑底板与支撑梁相交位置底板内设置通长暗梁，，保证支撑梁同浅基坑底板共同受力时的效果；

2）本发明对基坑支撑结构进行优化，在深浅基坑相交位置支撑梁处增加换撑构件，换撑构件主要包括在原角撑钝角与结构内隔墙相交位置增加支撑梁及围檩梁，并在围檩梁对应位置内隔墙处设置多道竖向肋板，在基础底板上一道支撑梁面对称角撑处增加支撑梁、围檩梁及竖向肋板，在浅基坑区域支撑梁拆除后，通过竖向肋板、混凝土内隔墙、新增支撑梁、围檩梁与浅基坑区域下层结构梁板形成一个新的由结构梁板、水平支撑梁共同组成的围护支撑体系，提高了跌级式地下室施工过程中各幢楼的相对独立性，满足各幢楼各自的施工进度诉求要求；

3）本发明通过采用跌级式深基坑竖向肋板换撑施工方法，保证整个基坑安全的前提条件下，浅基坑区域地下室梁板结构可先于深基坑区域地下室梁板构施工，在基坑施工过程中可不在拘泥于先深后浅的施工惯例，加快整个工程的施工进度，降低了企业运作工程的成本；

4）本发明的施工方法能够切实有效的提高工程施工进度，保证基坑施工过程中的安全，符合当前绿色施工的理念，提高了施工企业的社会形象，树立了工程质量高标准的标杆；

5）本发明的跌级式深基坑竖向肋板换撑施工方法，只在围护支撑体系上对撑角处增加了几道竖向肋板、支撑梁和围檩梁，达到了保证基坑安全前提下浅基坑区域主体结构先行施工的效果，提出了跌级式深基坑施工的新思路、新方法，特别适用于上部主体结构为多幢建筑的跌级式深基坑的施工。

附图说明

图1为本发明的暗梁位置安装示意图；

图2为本发明的新增竖向肋板及支撑梁、围檩梁的结构示意图；

图3为本发明的底板面至上一道支撑梁面竖向肋板与内隔墙锚固钢筋结构示意图；

图4为本发明的深浅基坑相交位置支撑体系结构示意图；

图5为本发明的新增围檩梁与内隔墙连接钢结构放大示意图；

图6为本发明的结构梁板柱、竖向肋板、内隔墙施工区域剖面结构示意图。

图中：1-底板，2-浅基坑区域支撑梁，3-暗梁，4-竖向肋板，5-内隔墙，6-竖向钢筋，7-锚固钢筋，8-上一道支撑梁，9-新增支撑梁，10-新增围檩梁，11-弯锚钢筋，12-支撑梁主筋区域，13-原支撑梁，14-地下连续墙，15-结构梁，A-浅基坑区域，B-深基坑区域。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

本发明的工作原理是在浅基坑下层结构施工完成后，先施工下层结构面至结构面以上一道支撑梁面两个对称角撑处新增支撑梁及新增围檩梁，以及新增支撑梁及新增围檩梁范围内的钢筋混凝土竖向肋板及混凝土结构内隔墙，待新增支撑梁、围檩梁、竖向肋板及混凝土结构内隔墙混凝土达到设计强度的80%后，拆除浅基坑区域支撑梁；拆撑完成后，浇筑对应混凝土内隔墙水平投影范围的混凝土内隔墙、竖向肋板及围檩梁，形成一个由竖向肋板、混凝土内隔墙、新增支撑梁、围檩梁与浅基坑处下层结构梁板形成一个新结构梁板水平换撑结构，从而保证了整个基坑在浅基坑区域进行地下室结构施工，而深基坑区域还在进行土方开挖过程中整个基坑的安全。

本发明的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，安装在浅基坑区域A和深基坑区域B之间，包括竖向肋板4、内隔墙5、新增支撑梁9及新增围檩梁10，所述内隔墙5设置在浅基坑区域A和深基坑区域B之间，竖向肋板4设置在浅基坑区域A内，新增支撑梁9及新增围檩梁10设置在深基坑区域B内，竖向肋板4底部位于底板1上，侧面紧靠在内隔墙5一侧，新增围檩梁10位于内隔墙5另一侧，与竖向肋板4相对，新增支撑梁9位于原支撑梁13与新增围檩梁10之间。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，其特征在于新增支撑梁9为直角三角形结构，两直角边分别紧靠在原支撑梁13与新增围檩梁10。

所述的一种跌级式深基坑竖向肋板换撑结构，其特征在于内隔墙5端头与支撑梁主筋区域12连接。

如图1-6所示，本发明的跌级式深基坑竖向肋板换撑的施工方法施工工艺流程：基坑土方开挖；浅基坑区域底板暗及下一道支撑梁施工；放线定位；底板面至上一道支撑梁面标高处竖向肋板及内隔墙钢筋绑扎；上一道支撑梁处两个对称角撑处新增支撑梁及围檩梁钢筋绑扎；浅基坑区域底板面至上道支撑梁面标高处竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁模板安装；竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁混凝土浇筑；模板拆除、养护；浅基坑区域支撑梁拆除；支撑梁拆除位置内隔墙、竖向肋板及围檩梁施工；拆除支撑梁面至上层结构梁板面标高处内隔墙、竖向肋板及结构梁板柱施工，其具体包括如下步骤：

1）基坑土方开挖

土方开挖严格遵守分层开挖，先撑后挖及大基坑，小开挖的施工原则，出土口设置在深基坑区域B，各层土方开挖时均先进行浅基坑区域A土方开挖后进行深基坑区域B土方开挖，深浅基坑的第一层至第四层土方开挖采用常规的坡道出土，深基坑区域第五层、第六层土方采用轮胎式抓斗机在在栈桥上抓土装车外运；

2）浅基坑区域底板暗梁及下一道支撑梁施工

浅基坑区域A土方开挖至地下室基底面进入地下室结构施工阶段，深基坑区域继续进行土开挖进行下一道支撑梁施工，本发明为了加快基坑整体施工进度，浅基坑区域A的底板1施工时先进行T形区域的基础底板施工，再进行T形以外区域基础底板施工，T形区域基础底板需同下一道支撑梁一同施工，为了保证浅基坑区域支撑梁同浅基坑区域的底板1共同受力时的效果，在底板1与浅基坑区域支撑梁2相交位置底板内设置通长的暗梁2，暗梁2宽度同深浅基坑A相交处设置的地下连续墙14，高度从底板1顶面至下一道的浅基坑区域支撑梁2底面，浅基坑区域支撑梁2钢筋要锚固至暗梁3内，如图1所示；

3）放线定位

浅基坑区域A的底板1混凝土浇筑完成后，根据围护设计图纸，在浅基坑区域A地下室底板相应位置放好混凝土竖向肋板、内隔墙轴线、边线，在深基坑区域B对应地下室底板以上一道支撑处放好新增支撑梁9及新增围檩梁10的轴线、边线，如图2所示；

4）底板面至上一道支撑梁面标高处竖向肋板及内隔墙钢筋绑扎

放线定位完成后进行竖向肋板4及内隔墙5钢筋绑扎，水平钢筋绑扎高度从底板1面至上一道支撑梁面标高止，竖向肋板4水平分布筋设置在竖向钢筋6外侧，水平分布筋锚固在内隔墙5中，竖向肋板4端部设有3Ф18与内隔墙连接的锚固钢筋7，锚固钢筋7在上一道支撑梁8面处进行弯折后锚固在内隔墙5中，如图3所示；

5）上一道支撑梁处两个对称角撑处新增支撑梁及围檩梁钢筋绑扎

如图4所示，新增支撑梁9、新增围檩梁10与原支撑梁13的混凝土的连接采用植筋方式进行连接，新增支撑梁9、新增围檩梁10钢筋与竖向肋板4、内隔墙5钢筋一同进行绑扎，连成统一的整体；

新增支撑梁9主筋在内隔墙5中进行弯锚固定，新增围檩梁10与内隔墙5通过在内隔墙5延新增围檩梁10长度方向增设上下两排Φ16@300的弯锚钢筋11进行连接，弯锚钢筋11长度为内隔墙5墙厚及新增围檩梁10宽度之和减去两侧混凝土保护层。

6）浅基坑区域底板面至上道支撑梁面标高处竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁模板安装

竖向肋板4、内隔墙5、新增支撑梁9、新增围檩梁10模板安装时采用木模加钢管支架，竖向肋板4、内隔墙5螺杆水平间距≤500mm、竖向间距≤450mm；

7）竖向肋板、内隔墙、新增支撑梁及围檩梁混凝土浇筑

浇筑混凝土前利用双面胶粘贴木模板接缝，竖向肋板4、内隔墙5、新增围檩梁10相交位置钢筋网密集，空隙狭小，普通振动棒无法满足振捣密实的要求，采用直径为3CM的振动棒，确保振捣密实。

8）模板拆除、养护

竖向肋板4、内隔墙5、新增支撑梁9、新增围檩梁10的侧模均在强度达到1.2MPa时拆模，新增支撑梁9、新增围檩梁10的底模在混凝土强度达到80%后方可进行拆除，侧模拆除后及时养护，以减少混凝土表面出现收缩裂缝等现象，本发明施工时养护主要采取覆盖塑料薄膜或养护毯并与洒水养护相结合的方法，拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润，养护时间不少于7d；如遇冬期施工时若不能洒水养护，采用涂刷养护剂与塑料薄膜相结合的养护方法，养护时间不少于14d；

9）浅基坑区域支撑梁拆除

竖向肋板4、内隔墙5、新增支撑梁9、新增围檩梁10的混凝土强度达到设计强度的80%后，方可拆除浅基坑区域支撑梁2，浅基坑区域支撑梁2拆除过程中必须采用人工凿除，尽量减少凿撑对未拆支撑的扰动，防止未拆支撑处混凝土出现松动、开裂，对于内隔墙5对应位置处支撑拆除过程中要保留支撑梁主筋，以保证该部位与新浇筑的竖向肋板4、内隔墙5、新增围檩梁10有更好的连接；

在同一层水平支撑浅基坑区域支撑梁拆除后，原有的支撑体系的结构受力体系发生了变化，主要由竖向肋板4、内隔墙5、新增支撑梁9、新增围檩梁10、浅基坑区域A的下层结构梁的底板1与深基坑区域B中未拆除区域的原支撑梁13共同组成新的水平换撑结构，来承担原支撑体系水平力。

10）支撑梁拆除位置内隔墙、竖向肋板及围檩梁施工

浅基坑区域支撑梁2拆除清理完成后，在浅基坑区域支撑梁2拆除后保留支撑梁主筋区域12进行竖向肋板4、内隔墙5、新增围檩梁10的钢筋绑扎、模板安装及混凝土浇筑，本区域混凝土浇筑时采用高一标高微膨胀混凝土进行浇筑，并振捣密实，如图5所示；

11）拆除支撑梁面至上层结构梁板面标高处内隔墙、竖向肋板及结构梁板柱施工

浅基坑区域支撑梁2拆除位置内隔墙5、竖向肋板4及新增围檩梁10施工完成后，进行支撑梁面至上层结构梁面标高处内隔墙5、竖向肋板4及上层结构梁板和本层结构柱墙板施工，

内隔墙5、竖向肋板4同结构柱一同进行绑扎、支模，竖向肋板4水平分布筋设置在肋板竖向钢筋6外侧并锚固在内隔墙5中，当竖向肋板4位置与结构梁水平投影位置从相重合且宽度相同时，在结构梁高度范围的腰筋取竖向肋板4水平分布筋和结构梁腰筋两者中的大值、间距取小值；当竖向肋板4位置与结构梁15水平投影位置局部重合时，竖向肋板4竖向、水平钢筋要避让结构梁主筋，如图6所示；

内隔墙5、竖向肋板4同结构梁板柱一同浇筑混凝土，混凝土浇筑过程中采用直径为3CM的振动棒，确保振捣密实，混凝土浇筑完成后竖向肋板4、内隔墙5侧模在强度达到1.2MPa时进行拆模，侧模拆除后采取覆盖塑料薄膜或养护毯并与洒水养护相结合的方法，拆模前和养护过程中均应经常洒水保持湿润，养护时间不少于7d；冬期施工时若不能洒水养护，采用涂刷养护剂与塑料薄膜相结合的养护方法，养护时间不少于14d。

本发明通过跌级式深基坑竖向肋板换撑施工工法在工程建设过程中的推广实施， 在保证整个基坑安全的前提条件下，浅基坑区域地下室梁板结构可先于深基坑区域地下室梁板构施工，在基坑施工过程中可不在拘泥于先深后浅的施工惯例，加快整个工程的施工进度，降低了企业运作工程的成本，它只在围护支撑体系上对撑角处增加了几道竖向肋板、支撑梁和围檩梁，达到了保证基坑安全前提下浅基坑区域主体结构先行施工的效果，提出了跌级式深基坑施工的新思路、新方法。

实施例1 钱江新城D09号地块金融中心项目-中国工商银行

钱江新城D09号地块金融中心项目-中国工商银行，位于杭州市钱江新城，东临剧院路，南边为江锦路，西靠梁祝路，北侧为民心路。总建筑面积291862㎡，地下层数为3-5层，基坑开挖深度为17m～24m，深浅基坑高差达6m，共设有五道支撑梁。在基坑施工过程中，在第三道至第一道支撑梁深浅基坑交接处两个对称角撑位置增设竖向肋板、支撑梁和围檩梁，保证了浅基坑区域主体结构先行施工过程中，整个基坑的安全。

实施例2 浙江国贸商业金融总部项目

浙江国贸商业金融总部项目位于杭州市钱江新城，市民中心东南方向，东北侧为香樟路，西北侧为新塘河及富春路，西南侧为钱江新城森林公园，东南侧为规划森林路，属于钱江新城核心地块。总建筑面积112164平方米，地上37层，地下4-5层，基坑开挖深度为24m～31m，深浅基坑高差达7m，共设置5道支撑梁。在基坑施工过程中，在支撑梁处增设竖向肋板、支撑梁和围檩梁，保证了浅基坑区域主体结构先行施工过程中，整个基坑的安全。