试议桩基内支撑在基坑支护中的应用

摘 要：通过X市建筑工程实例，介绍在复杂的周边环境和地质条件下，桩基内支撑支护结构的方案、施工工艺、方法。本工程案例具有较好的适用性及安全性,值得进一步推广应用。

关键词：桩基 内支撑 施工工艺施工方法保证措施

中图分类号：TU473.1 文献标识码： A 文章编号：

引 言

近年来，由于城市人口密度不断加大，建筑行业在向高层化，大深度方向发展，随着施工场地周围环境日趋复杂，对相邻环境的影响控制越来越严格。基坑支护的设计、施工、监测技术是我们逐渐涉及的技术难题，基坑的支护，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。目前，基坑支护的主要方式有：深层水泥土搅拌桩、护坡桩、土钉墙、地下连续墙、内支撑、预应力锚杆等。下面以某基坑支护方案的设计为例，对内支撑支护方式进行探讨。

1 工程概况

该工程分为 A、B 楼裙房及地下室，主体建筑 A座为 24 层，B座 48 层，裙房 1 层 ~4 层，建筑高度最高为 190m，总建筑面积为 198710m2。地下停车库 3 层，负1 层标高 - 6.00m，负 2 层标高 - 9.90m ，负 3 层标高 - 15.25m。主楼系框剪结构，裙房及地下室系框架结构，均为独立基础。地下车库外墙距离阜南路路牙 14.7m，距离X市地税局大楼29.3m，距离在***路路牙 10.2m。X市地税局大楼 22 层，框剪结构，人工挖孔桩基础。X市地税局一层地下车库紧临大楼南侧，人工挖孔桩基础，沿车库周边有 12m、深 0.5m 厚粉喷桩止水帷幕。沿阜南路埋藏有大量地下管网，分布暂不详。在***西路为城市主干道。东侧沿红线有煤气管道分布。

2 地质情况及内支撑支护

本工程场地岩土层自上而下分布有：①杂填土、②粉质粘土、③1粘土（粉质粘土）、③2粉质粘土、④粉土（粉、细砂）、⑤粉土夹砂、⑥1强风化砂岩、⑥2中风化砂岩。场地地下水主要为①、④、⑤中埋藏有潜水型地下水，局部有③1粘土（粉质粘土)的地段有弱承压性。⑥1、⑥2存在少量裂隙水。地下水位埋深1.3m-2.5m，水量丰富，与附近古河道存在水力联系。

桩墙－内支撑支护技术，由排桩或排桩加止水帷幕、地下连续墙组成的挡土结构和按基坑平面设计的内支撑体系，是软土地区应用最多的一种深基坑支护形式。根据基坑周围土质、开挖深度可设置成单层或多层的支护结构，一般用工具式钢构件或钢筋混凝土构架形成对撑、角撑、水平桁架或拱圈等，以保持深基坑开挖时的边坡稳定。

从支撑受力时间、适应性、材料重复利用性、稳定性以及结合现场情况等，选用钢管材料作为内支撑结构。

3 基坑支护方案

本基坑支护工程设计目的：①确保周边*市地税局大楼、5层商办楼、一层车库、***路、*** 路、”地下管网不因基坑施工受到影响，保证边坡安全稳定；②确保地下车库施工人员安全；③为地下车库施工提供良好的操作空间；④因施工场地狭小，基坑支护应尽量缩小放坡空间，给主体施工提供必要的的施工场地。综合分析本工程特征，经多方案经济、技术及安全性比较，本基坑标高 - 2.50m以上采用自然放坡硬化，标高 - 2.50m 以下采用桩基（挖孔桩）+ 内支撑支护方案。基坑支护段周长约450m。

4 施工工艺流程

4.1 基坑支护总体施工顺序- 2.5m 以上土方开挖- 2.5m 以上边坡混凝土面施工标高 - 7.5m旋喷桩降水井挖孔桩、立柱桩- 3m 内排旋喷桩冠梁、第一层支撑- 6.95m 以上土方开挖第二层支撑- 12.05m以上土方开挖第三层支撑- 12.05m 以下土方开挖。

5 关键项目施工方法及质量保证措施

5.1 管井降水、排水施工

①基坑内暂布设 9 口降水井，基坑外侧布设 23 口降水井。

②管井井径 800mm,下入 300mm 无砂水泥井管，孔内与无砂水泥管侧壁间填 1mm~5mm粒径的绿豆砂。

③基坑开挖前应提前两周进行降水，确保基坑各分层开挖面无明水；应保证水井的施工质量，钻进时尽量采用清水和稀泥浆，保证水井的出水量。

④严格控制填滤料的规格，保证水井出清水，防止水井淤塞和坑外掏空。

⑤整个基坑施工期间，基坑外侧管井内水位必须低于标高- 13.0m。

⑥降水单位在基坑开挖期间应每天测报抽水量及坑内地下水位对周边建筑物的影响。每日观测水位的变化，如发现水位变化异常迹象，应及时通知设计、业主、总包、监理等相关单位，分析原因，查找渗漏点。

⑦视施工现场情况沿地面及基坑内设明沟及集水井，及时排除雨水、地面流水及基坑渗漏水。

⑧基坑内降水井位置应避开侧墙以及支撑点，如相矛盾可将其平面位置作适当调整，以相邻井间距不大于 15m为准。

⑨降水井在运营期间，应视出水量变化分别定期洗井，确保降水井的工效。

⑩坑内地下水采用管井进行排泄，应视场地条件及作业区段划分设置排水沟，如在雨季施工必须准备足够的抽排水设备。

当现场发现有未知的泄漏水源或电缆时，须将其引走或在基坑范围以外将其截断或改道。

5.2 土方开挖施工

①基坑支护平面图与地下室结构平面图一致时方可进行土方开挖。

②- 2.50m以上土方一次性挖除。

③- 2.50m 以下基坑开挖必须自上而下分层、分区、分段进行，严禁超深开挖土方。每层土方开挖顺序为Ⅰ、Ⅱ区同时开挖土方，Ⅰ、Ⅱ区支撑体系施工结束后Ⅲ、Ⅳ区同时开挖土方，Ⅲ、Ⅳ区支撑体系施工；或者首先施工Ⅲ、Ⅳ区，再施工Ⅰ、Ⅱ区。每层开挖深度至支撑梁底，不得超深。

④应在围护桩龄期达到 28d 后方可进行土方开挖。

⑤上层支撑体系全部施工完毕且混凝土强度达到设计强度的80%后，方可进行下层土方的开挖。

⑥整个挖土过程必须有专人指挥，严格控制挖土深度，谨防挖土机械对围护桩、立柱桩钢格构柱及支撑系统产生破坏。

⑦在基坑下运土车辆通过的路段中，遇到混凝土支撑梁时，应加以保护，避免车辆压坏支撑梁，可先用掘土机将土覆盖在支撑梁上，且覆盖厚度不小于 50cm，。

⑧随着挖土深度加深，护壁和立柱的支撑点凿毛也同时进行。

⑨挖土之前，应预先在支护结构体系上设置变形、位移的观测点，并做好原始数据的记录。随着施工的进展过程，定期、随时检查，及时发现问题，并立即向有关部门汇报，采取相应的预防措施

⑩挖土时应根据基坑土质情况留有一定的安全坡度，防止塌方而造成事故。当第一层土方挖去后，应立即在基坑边设置高度超过1.2m 的安全栏杆。

6 变形观测

土方开挖和基坑使用期间均应委托有专业测量资质的单位对内支撑、坡顶、道路及地税局大楼及 5 层商办楼等进行变形监测，每次监测数据及分析结果应及时向施工及设计方反馈，以便指导施工。边坡变形观测点应布置在变形较大以及土质相对较差处，每段观测点不少于 3 个观测点，每栋建筑物观测点不少于 6 个。变形监测点需在挖孔桩、旋喷桩及土方开挖前埋设，一般 1d~2d 监测一次，但监测周期必须同时满足下列要求：①每层土方开挖后监测一次；②雨后监测一次；③变形加速且不收敛时加密观测次数；④基坑开挖至设计标高后，2d~5d监测一次，半个月后 5 天监测一次，以后每 15d 观测一次。根据本工程土质条件对基坑的变形要求，本基坑变形预警值为：①垂直部位累计水平位移 15mm,自然放坡部位水平位移累计 20mm；②连续 3 天水平位移速率达 3mm/d；③周边建筑物附加变形 10mm。

7 结 语

由此工程实例，我们可以总结出桩基内支撑支护结构工程施工的一些经验。

①支护结构的设计应充分考虑基坑开挖深度、现场地质情况、场地条件及基坑自身的形状等诸多因素，从而选择一个经济合理、安全可靠、施工简便的支护方案。

②挖土工作应按施工组织设计进行。合理的挖土方案能弥补支护系统的缺陷和考虑不周的地方，保证支护充分发挥作用；而好的支护方案又能方便挖土，提高工作效率，降低生产成本。

③从监测结果看，土体的最大水平位移没有超过 15mm，应力测试的结果也较理想，整个支护体系的效果良好。

参考文献

[1]龚晓南，高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[2]武亚军，卢文阁，栾茂田，候仰杰.深基坑支护结构优化设计探讨[J].建筑结构，2000，（11）.

[3]王沛，赵军，丁克胜.内撑式支护结构支撑内力的实测与计算分析[J].施工技术，2000，（1）.

[4]赵志给，赵帆.深基坑工程技术的进步与展望[J].建筑技术，2003，（2）高有潮.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社，1998.