深基坑工程中换撑技术的应用

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深基坑工程中，换撑技术是一种重要的施工方法，主要用于在基坑开挖过程中实现支撑体系的转换，确保基坑的安全与稳定。随着城市地下空间开发的深入，深基坑工程规模越来越大，地质条件复杂多变，传统的支撑方式难以满足施工需求，因此换撑技术得到了广泛应用。

换撑技术的核心是通过临时或永久性支撑结构的替换，使基坑支护体系逐步适应不同施工阶段的需求。例如，在地下连续墙或桩锚支护体系中，当基坑开挖到一定深度时，原有的支撑系统可能无法继续承担荷载，此时需要通过换撑技术将荷载转移到新的支撑体系上，如钢筋混凝土内支撑或钢支撑。这一过程要求精确计算和严格控制，以避免因支撑转换不当导致的基坑变形或失稳。

换撑技术的应用具有以下优势：一是能够优化基坑支护设计，减少材料浪费；二是提高施工效率，缩短工期；三是降低对周边环境的影响，确保建筑物、道路等设施的安全。然而，该技术也面临一定的挑战，如支撑转换时的应力调整、新旧支撑体系的衔接以及施工过程中的监测与控制等。

为确保换撑技术的成功应用，需结合具体工程地质条件进行详细设计，并采用先进的监测手段实时掌握基坑变形情况。同时，施工团队应具备丰富的经验，确保换撑过程平稳过渡，从而保障深基坑工程的安全与质量。

受基坑支护体系的限制，换撑技术在实践中应用 不多，但由于其作用独特，实际施工过程中往往能取得 较好的效果，特别适用于规模较大的内支撑型深基坑 支护工程中。深基坑工程中所说的换撑，指在特定的条 件下采用一定的技术措施来逐步取代发挥临时支撑作 用的内支撑结构体系，从而保证临时性内支撑拆除后 工程能安全保质地继续进行，其实质是应力的安全有 序的调整转移和再分配

广东广播中心大楼占地面积5000m²、建筑面积 63000m²，地上29层，地下2层，总高100.20m。受白云 机场航线高程管制的限制，该工程分两期进行，前期 为2层地下室和地上13层，后期在前期的基础上加建 16层

本工程土方开挖深度达10.10m，据钻孔取得的资 料显示，场地范围内第四纪（Q）堆积物主要为杂填土 淤泥（粉土及粉质粘土），厚6.4~11.5m，下伏基岩埋藏 较浅，为白垩系(K)泥质粉砂岩及粉砂岩。由于工程地 处市中心繁华地段，施工场地狭小，四周地下管线分布 密集复杂，临近建筑物多，加上工期与地质条件等方面 制约，经综合考虑，决定采用带钢筋混凝土内支撑的人 工挖孔桩结合摆喷止水幕墙进行支护（图1）。

钢筋混凝土内支撑是一种过渡性的支撑体系，当 工程施工到一定程度，这一临时支撑体系将全部拆除 对拆除时间、方法和拆除后应力转移的影响等问题应 认真研究。 换撑技术原理就是让支护桩因内支撑拆除所产生 的部分应力通过受力媒体分化或传递给具备足够承受 能力的第三者，即已经施工完成且达到相当强度的地 下室外壁及负一层楼板梁，而支护体等依然发挥正常 的支护作用。它既可采用相当数目的刚性支撑物放置 在支护桩与地下室外墙之间的指定部位或直接设置传 力带，也可利用基坑回填使回填物与地下室结构共同 作用来控制变形。换撑的力学本质是用类似均布荷载 的受力实体替代或部分替代原支护集中荷载的内支 撑.在此转换过程中.支护体系本身依然承担相当的支

护作用。 设置刚性支撑物，工期短、投入少，施工操作也相 对简单，但支撑点选择困难，难以布设全面，且换撑的 整体作用效果差，易被破坏，一般只适用于浅基坑或作 局部处理；而直接采用钢筋混凝土换撑梁等传力带的 施工方法，结构受力虽明显，施工过程安全可靠，但相 对工期较长，施工层次较复杂，实际操作困难，且会影 响后续工作，多用于较复杂尤其是特大型深基坑项目。 回填法施工层次分明，操作简单，易于控制，且实施效 果可靠，一步到位。特别是对本工程（仅2层地下室，支 护体与地下室外壁构成的巷道相对狭小），采用回填法 虽因防水施工而较晚介入，但选择回填既能弥补刚性 支撑物整体作用差的不足，又能避免设置传力带的困 难，因而比较适用。为方便施工，决定实际换撑采用回 填法，回填物主要采用碎石混合料，局部采用C20素混 凝土（图2)。

碎石混合料各材料粒径及级配要求如表1，回填时 应严格控制含泥量，试验证明，回填料含泥量应控制在 3%~5%。合理级配既可避免压实后颗粒间缺少砂粒充

表1碎石混合料各成分的粒径及含量

填而形成的架空结构，也保证了砂粉细粒间有足够大 颗粒以形成骨架，满足强度要求

钢网架安装专项施工方案编制范例3.3回填和内支撑拆除施工

确定回填碎石混合料的高度，在大梁和板面以下1 m左右的地面开始代以C20素混凝土浇筑，浇筑厚度 1.1~1.2m。待混凝土达到足够强度（养护时间不少于7 d）后，拆除钢筋混凝土结构的内支撑。 与换撑技术成功与否密切相关的内支撑拆除顺序 如下：拆除4个角支撑（简称工况a）一拆除对顶支撑上 的钢桁架连系梁及对顶支撑的旁支（简称工况b）一拆 除对顶支撑中的A与D（简称工况e）一拆除对顶支撑C （称工况d）一拆除对顶支撑B（简称工况e)。拆除过程 中还应做好以下工作： （1）严格控制基坑周边10m范围内的堆载和其 他荷载总和不超过15kPa； （2）认真做好支护桩和地下室结构的应力应变 测试； (3）注意观测邻近建筑物的位移与附加沉降，必 要时采取相应的应急措施。 以上相关步骤即各工况的变形增量控制参数如表 2所示

表2 多工况的变形增量控制菱数