本發(fā)明涉及建筑施工技術領域，特別涉及一種超大層高地下室結構的深基坑支護方法。

背景技術：

現(xiàn)有深大基坑支護體系通常采取設置混凝土支撐或鋼支撐，隨著基礎底板和地下樓層結構的施工而自下而上拆除各道支撐。然而，現(xiàn)有的深大基坑支護體系不適用于具有超大層高地下結構的深基坑工程。主要原因在于，超大層高地下結構的深基坑工程中，地下結構頂板施工完成前不能拆除各道支撐，否則地下墻體成為懸臂結構，影響其安全，而且還會導致基坑較大的二次變形產生。對于深大基坑而言，采用鋼筋混凝土支撐可充分利用其剛度，增大其布置間距，便于挖土施工。但鋼筋混凝土支撐在頂板結構完成后再行拆除，勢必造成采取支撐悶拆的工藝，施工難度大、安全性低，并影響施工速度。此外，對于存在臺階的階梯形深基坑，隨著土方開挖自上而下依次形成各步臺階，如臺階處基礎底板跟進施工，在下層土方開挖過程中臺階處邊坡土變形帶動基礎底板移動，并對樁基產生水平力，同時基礎底板容易開裂。

因此，需尋求一種能夠適應具有臺階式基礎底板的超大層高地下室結構的深基坑支護方法，以便于施工。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種超大層高地下室結構的深基坑支護方法，以解決現(xiàn)有的深大基坑支護體系施工難度大、安全性不高、施工效率低的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：

超大層高地下室結構的深基坑支護方法，深基坑呈階梯型，深基坑各階梯由上往下分為若干階梯區(qū)域且基坑面積逐漸遞減，該支護方法包括以下步驟：

步驟一、在圍護結構頂部設置一道混凝土支撐，并設置棧橋，在各個上層較大面積基坑階梯處設置混凝土支撐，在下層較小基坑面積階梯處設置鋼支撐；

步驟二、由上至下依次分若干階梯區(qū)域設置混凝土支撐和鋼支撐并開挖基坑內土方，直至基坑內土方開挖至基底，及時澆筑墊層和基礎底板；

步驟三、待基礎底板達到設計強度的80％后，由下往上施工地下室外墻及各階梯區(qū)域基礎底板，保留底部鋼支撐，同時依次拆除對應的混凝土支撐，并施工相應的鋼換撐，隨拆隨撐，直至澆筑完成地下室首層結構梁板；

步驟四、待地下室首層結構梁板達到設計強度的80％，且周邊密實回填后，由下往上依次拆除各階梯區(qū)域鋼支撐和鋼換撐。

進一步地，所述步驟二包括：

第一步、第一階梯區(qū)域混凝土支撐及棧橋全部形成并達到設計強度的80％后，基坑開挖至第二階梯區(qū)域壓頂梁或圍檁底標高，施工第二階梯區(qū)域混凝土壓頂梁、圍檁和混凝土支撐或鋼支撐；

第二步、待第二階梯區(qū)域混凝土壓頂梁、圍檁、混凝土支撐或鋼支撐全部形成，且達到設計強度的80％后，基坑開挖至第三階梯區(qū)域壓頂梁或圍檁底標高，施工第三階梯區(qū)域混凝土壓頂梁、圍檁、混凝土支撐或鋼支撐；

第三步、如此循環(huán)重復，待第N階梯區(qū)域混凝土壓頂梁、圍檁、混凝土支撐或鋼支撐全部形成，且達到設計強度的80％后，開挖至基底，及時澆筑基坑第N階梯區(qū)域墊層、基礎底板；其中，N為大于2的整數(shù)。

進一步地，所述步驟三包括：

一、待第N階梯區(qū)域基礎底板達到設計強度的80％后，由下向上施工地下室外墻以及第N-1階梯區(qū)域基礎底板，若N階梯區(qū)域為鋼支撐則保留，若為混凝土支撐則拆除，并同時施工相應的鋼換撐及周邊換撐結構，隨拆隨撐；

二、待第N-1階梯區(qū)域基礎底板達到設計強度的80％后，繼續(xù)由下向上施工地下室外墻以及第N-2階梯區(qū)域基礎底板，若N-1階梯區(qū)域為鋼支撐則保留，若為混凝土支撐則拆除，并同時施工相應的鋼換撐及周邊換撐結構，隨拆隨撐；

三、如此循環(huán)重復，待第一階梯區(qū)域基礎底板達到設計強度的80％后，拆除第一階梯區(qū)域混凝土支撐及棧橋，并澆筑對應的地下室首層結構梁板，預留洞口；其中，N為大于2的整數(shù)。

進一步地，所述步驟四包括：首先利用汽車吊將地下室首層結構梁板預留洞口處的鋼支撐予以拆除，然后由下往上依次拆除各階梯區(qū)域鋼支撐和鋼換撐。

進一步地，所述各階梯區(qū)域鋼支撐與地下室外墻交接處均埋設止水鋼板。

進一步地，所述鋼支撐為通過法蘭盤連接的雙拼鋼管或雙拼型鋼。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點和有益效果：

一是該基坑為階梯型深大基坑，基坑上部面積大，因而采用剛度較大的混凝土支撐，從而減小土方開挖對土體的擾動，同時增大混凝土支撐布置間距，便于基坑出土；基坑下部面積小，采用操作靈活、拆裝方便的鋼支撐支護體系，確保了階梯型基坑的變形控制的合理的范圍內。

二是地下室結構由下往上進行施工，基礎底板可以與周邊地下室結構同時澆筑，能夠避免自上而下施工造成的下層土方開挖過程中基坑臺階處邊坡土變形帶動基礎底板移動，并對樁基產生水平力導致基礎底板開裂的問題。

三是當?shù)叵率医Y構施工到第一階梯區(qū)域，因地下室從基坑最深處至地表面均無樓板結構，待第一階梯區(qū)域的結構以及地下室外墻、基礎底板施工完成后，拆除第二階梯區(qū)域混凝土支撐，因該區(qū)域一下的地下室結構已經完成，對基坑土體的擾動作用小，利用鋼支撐連接于已施工完畢的地下室外墻上作為換撐，且隨拆隨撐，待地下室首層樓板結構及周邊密實回填后再予以拆除，保證了超大層高地下室基坑施工的安全，避免了對混凝土支撐的悶拆，而且提高了施工效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實施例的超大層高地下室結構的深基坑支護方法中基坑支撐的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一實施例的超大層高地下室結構的深基坑支護方法中基坑換撐的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例的超大層高地下室結構的深基坑支護方法中第一階梯區(qū)域基坑換撐的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明一實施例的超大層高地下室結構的深基坑支護方法中第二階梯區(qū)域基坑換撐的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明一實施例的超大層高地下室結構的深基坑支護方法中第三階梯區(qū)域基坑換撐的結構示意圖。

圖中，A-地下室結構；1-圍護結構；10-第一階梯區(qū)域，11-第一階梯區(qū)域混凝土支撐，15-第一階梯區(qū)域基礎底板；20-第二階梯區(qū)域；30-第三階梯區(qū)域；21-第二階梯區(qū)域混凝土支撐，25-第二階梯區(qū)域基礎底板；33-第三階梯區(qū)域鋼支撐，35-第三階梯區(qū)域基礎底板；40-換撐結構；51-鋼格構柱，52-結構柱，53-立柱樁；60-地下室外墻；71-混凝土壓頂梁，72-圍檁；80-密實回填，81-墊層；90-止水鋼板。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明超大層高地下室結構的深基坑支護方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

實施例一

下面結合圖1至圖5以采用三道支撐，基坑各階梯分為三個階梯區(qū)域的超大層高地下室結構的深基坑支護為例，詳細說明本發(fā)明的超大層高地下室結構的深基坑支護方法。需要說明的是，在本實施例中，該深基坑支護結構施工前，基坑的圍護結構1、鋼格構柱51以及立柱樁53已施工完畢。

在本實施例中深基坑呈三步階梯型，基坑各階梯由上往下分為第一階梯區(qū)域、第二階梯區(qū)域、第三階梯區(qū)域且自上而下基坑面積逐漸遞減。因基坑呈階梯型，自上而下基坑面積遞減，因而在每個階梯的頂部設置支撐，以抵抗階梯型土體向周邊更深基坑的水平移動，如該支撐仍不能有效控制基坑的變形，在階梯的適當位置再增加支撐，以保證基坑安全。而且，上部基坑面積大，采用剛度較大的混凝土支撐進行支護，以減少基坑在開挖過程中的擾動，從而保證基坑變形控制在合理的范圍內，同時增大支撐布置間距，便于施工出土；下部基坑面積小，采用剛度符合要求且能節(jié)約施工工期的鋼支撐。

在本實施例中，各階梯區(qū)域的基礎底板采用由下往上的施工方法，基礎底板可以與周邊地下室結構A同時澆筑，能夠避免自上而下施工造成的下層土方開挖過程中基坑臺階處邊坡土變形帶動基礎底板移動，并對樁基產生水平力導致基礎底板開裂的問題。

請參考圖1至圖5，該超大層高地下室結構的深基坑支護方法包括以下步驟：

步驟一、在圍護結構1頂部設置一道混凝土支撐，并設置棧橋(未圖示)，在各個上層較大面積基坑階梯處設置混凝土支撐，在下層較小基坑面積階梯處設置鋼支撐；

步驟二、由上至下依次分若干階梯區(qū)域設置混凝土支撐及鋼支撐，并開挖基坑內土方，直至基坑內土方開挖至基底，及時澆筑第三階梯區(qū)域墊層和基礎底板；

步驟三、待基礎底板達到設計強度的80％后，由下往上施工地下室外墻60及各階梯區(qū)域基礎底板，同時保留底部鋼支撐33，依次拆除對應的混凝土支撐，并施工相應的鋼換撐，隨拆隨撐，直至澆筑完成地下室首層結構梁板；

步驟四、待地下室首層結構梁板達到設計強度的80％，且周邊密實回填80后，由下往上依次拆除各階梯區(qū)域鋼支撐和鋼換撐。

特別地，在本實施例中，N等于3，從而步驟二包括：

第一步、第一階梯區(qū)域混凝土支撐11及棧橋全部形成并達到設計強度的80％后，基坑開挖至第二階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71或圍檁72底標高，施工第二階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71、第二階梯區(qū)域圍檁72和第二階梯區(qū)域混凝土支撐21或鋼支撐33；

第二步、待第二階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71、圍檁72、混凝土支撐21或鋼支撐33全部形成，且達到設計強度的80％后，基坑開挖至第三階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71或圍檁72底標高，施工第三階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71、混凝土圍檁72和第三階梯區(qū)域鋼支撐33；

第三步、待第三階梯區(qū)域混凝土壓頂梁71、圍檁72、混凝土支撐21或鋼支撐33全部形成，且達到設計強度的80％后，開挖至基底，及時澆筑基坑第三階梯區(qū)域墊層81和第三階梯區(qū)域基礎底板35。

較佳地，在本實施例中，N等于3，步驟三包括：

一、待第三階梯區(qū)域基礎底板33達到設計強度的80％后，由下向上施工地下室外墻60以及第二階梯區(qū)域基礎底板25，若第三階梯區(qū)域為鋼支撐33則保留，若為混凝土支撐21則拆除，并同時施工相應的鋼換撐及周邊換撐結構40，隨拆隨撐；且在第三階梯區(qū)域鋼支撐33與地下室外墻60交接處設置止水鋼板90。當然各階梯區(qū)域鋼支撐與地下室外墻60交接處均埋設止水鋼板90。

二、待第二階梯區(qū)域基礎底板25達到設計強度的80％后，繼續(xù)由下向上施工地下室外墻以及第一階梯區(qū)域基礎底板15，若第二階梯區(qū)域為鋼支撐33則保留，若為混凝土支撐21則拆除，并同時施工相應的鋼換撐(未圖示)及周邊換撐結構40，隨拆隨撐；

三、待第一階梯區(qū)域基礎底板15達到設計強度的80％后，拆除第一階梯區(qū)域混凝土支撐11及棧橋，施工地下室外墻60及結構柱52，并澆筑對應的地下室首層結構梁板，預留洞口，該預留洞口用于吊裝拆除的鋼支撐33。

各階梯區(qū)域基礎底板由下往上施工，避免了自上而下施工帶來的基坑臺階處邊坡土變形帶動基礎底板移動，同時避免了其對樁基產生水平力而導致的基礎底板開裂。

較佳地，步驟四包括：待地下室首層結構梁板達到設計強度的80％，且周邊密實回填80后，首先利用汽車吊將地下室首層結構梁板預留洞口處的鋼支撐予以拆除，以便汽車吊能夠吊入地下室結構A中，然后由下往上依次拆除各階梯區(qū)域鋼支撐和鋼換撐。較佳地，在本實施例中各階梯區(qū)域鋼支撐為通過法蘭盤連接的雙拼鋼管或雙拼型鋼。各階梯區(qū)域鋼支撐為十字雙拼鋼支撐，拼接長度短，后期拆除、吊裝方便。

綜上所述，本發(fā)明所提供的超大層高地下室結構的深基坑支護方法具有以下幾點優(yōu)勢：

一是該基坑為階梯型深大基坑，基坑上部面積大，因而采用剛度較大的混凝土支撐，從而減小土方開挖對土體的擾動，同時增大混凝土支撐布置間距，便于基坑出土；基坑下部面積小，采用操作靈活、拆裝方便的鋼支撐支護體系，確保了階梯型基坑的變形控制的合理的范圍內。

二是地下室結構由下往上進行施工，基礎底板可以與周邊地下室結構同時澆筑，能夠避免自上而下施工造成的下層土方開挖過程中基坑臺階處邊坡土變形帶動基礎底板移動，并對樁基產生水平力導致基礎底板開裂的問題。

三是當?shù)叵率医Y構施工到第一階梯區(qū)域，因地下室從基坑最深處至地表面均無樓板結構，待第一階梯區(qū)域的結構以及地下室外墻、基礎底板施工完成后，拆除第二階梯區(qū)域混凝土支撐，因該區(qū)域一下的地下室結構已經完成，對基坑土體的擾動作用小，利用鋼支撐連接于已施工完畢的地下室外墻上作為換撐，且隨拆隨撐，待地下室首層樓板結構及周邊密實回填后再予以拆除，保證了超大層高地下室基坑施工的安全，避免了對混凝土支撐的悶拆，而且提高了施工效率。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求的保護范圍。