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深基坑工程中的換撐,是在特定的條件下采取一定的技術措施來逐步取代發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,工程施工能繼續安全順利地進行,其實質是應力的安全有序的調整、轉移和再分配。
基坑換撐原理
換撐原理就是讓支護樁因內支撐拆除所產生的部分應力通過傳力構件傳遞給具有足夠承載能力的第三者,從而達到新的受力平衡。
它除可采用剛性支撐件(斜撐、水平支撐)連接支護樁和地下室結構來控制變形、實現應力傳遞外,也可采用回填方式來實現。
在此轉換過程中,圍護體系本身依然承擔相當的支護作用。設置斜撐,工期短、投入少,但支撐點選擇困難,難以布設全面(尤其是建筑物四角部位),換撐的整體作用效果差,易被破壞,且往往由于支護樁與墻體距離短,斜撐往往需穿過墻體與地下室底板牛腿相連,這樣會增加防水施工難度,拆除斜撐尚會延誤工期。
若直接采用水平剛性構件換撐連梁進行換撐,將支護樁的應力通過樓梁板最終實現。其優點是受力效果好、施工簡單又無需進行拆除施工,因此在工期較緊的工程較為合適。
由于靠現澆樓梁板來承受基坑內力,對工程本身的結構安全性提出了更高的要求,必須采取必要的技術措施,以確保施工的順利進行。采用在坑內回填料的方法來進行換撐,其特點是傳力帶的受力均勻性好,但實際施工時,往往防水施工介入較晚,且回填料密實度很難控制,對較大基坑的內力傳遞無法保證,因此回填料作傳力帶只作輔助之用。
特大型深基坑或結構受力極其復雜的工程,可采用專門設計的鋼筋砼換撐梁來實現換撐,這種方法施工層次復雜,實際操作性困難,工期較長。
換撐注意事項
拆除內支撐前,先進行內力釋放的施工,即在每隔一根支撐梁斷面,進行混凝土人工鑿除,而梁鋼筋不截斷,由梁鋼筋的變形來實現內力釋放,避免荷載突然增加造成對結構的破壞。
為使上人樓梯口、電梯井口等部位的應力能夠有效傳遞而不產生應力集中,需在樓梁板同標高位置增設臨時型鋼支撐,以消除對結構的破壞。
為確保在換撐過程中,土體的壓力能通過換撐連梁傳遞至樓梁板處,必須對后澆帶進行澆筑,使其連成局部整體,將后澆帶的鋼筋受壓狀態轉變成混凝土受壓狀態,同時又能保證后澆帶仍起作用;或者在樓梁板同標高位置后澆帶內增設臨時型鋼支撐嗎,以消除對結構的破壞。
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