深基坑內支撐施工技術的應用探討

摘要：本文主要針對深基坑內支撐施工技術的應用展開了探討，通過結合具體的工程實例，對基坑內支撐的設計作了詳細闡述，并對內支撐施工技術的應用作了系統的分析，以期能為有關方面的需要提供參考借鑒。

關鍵詞：深基坑工程；內支撐；施工技術

內支撐支護施工技術是近年來發展速度較快的一種新型施工方式，目前在城市深基坑工程施工中得到廣泛的應用。而隨著我國城市化進程的不斷加快，城市高層建筑數量日益增加，內支撐支護施工技術的應用更是有了進一步的發展。基于此，本文就深基坑內支撐施工技術的應用進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定幫助。

1 工程概況

某綜合樓工程，地下3層，地上21層，占地面積3800m2，總建筑面積61000m2。建筑結構形式為框架剪力墻結構，基礎采用柱下獨立基礎、墻柱下筏板基礎和樁基礎。因場地條件限制，東側支護樁施工完畢后，相鄰地塊不允許施工錨桿（錨索）進入，導致錨桿（錨索）未能施工，經研究討論后，東側基坑支護采用內支撐施工。

1.1 場地工程地質條件與水文地質條件

場地各巖土層的分布與性質：素填土①：固結性差，均勻性差，主要由粉細砂（砂巖風化物）、風化粉砂巖團塊及少量黏性土組成，局部夾少量碎石和建筑垃圾。該層分布于整個場地，層厚0.30m～11.90m，平均厚度5.60m。強風化粉砂巖②：勘探深度范圍內整個場地均有分布，平均揭露厚度9.26m。屬極軟巖，巖體完整程度為“較完整”，巖體基本質量等級屬V級。中風化砂巖③：該層僅于場地局部地段有揭露，平均揭露厚度1.40m。按巖石堅硬程度劃分屬軟巖，巖體完整程度為“較完整”，巖體基本質量等級為Ⅳ級。中風化泥巖④：該層于場地大部分地段均有分布，平均揭露厚度5.14m。按巖石堅硬程度劃分屬極軟巖，巖體完整程度為“較完整”，巖體基本質量等級為V級。含鈣泥巖④1：該層于場地大部分地段均有分布，平均揭露厚度5.12m。按巖石堅硬程度劃分屬軟巖，巖體完整程度為“較完整”，巖體基本質量等級Ⅳ級。

根據鉆探結果，在勘探深度范圍內，揭露的地下水位上層滯水和基巖裂隙水：上層滯水：主要賦存于素填土○11層中，初見水位基本上位于素填土○11中下部，主要接受大氣降水、生活污水及水管滲漏的補給，其水位受季節影響變化較大，水量較小，無統一水位，施工時易將其疏干。基巖裂隙水：主要賦存于強風化粉砂巖○22中，主要接受大氣降水補給，水位、水質受季節影響較小，動態相對穩定，水量較大。基巖裂隙水初見水位大多位于強風化粉砂巖層○22中下部，該層水只有在粉砂巖被揭露后才流出，穩定水位一般與初見水位相差不大。

1.2 場地周邊環境

基坑東側有3棟建筑物，其中一棟3層建筑距基坑頂邊線為4.09m，另一棟3層建筑距基坑頂邊線為4.18m，基礎為天然地基。基坑支護工程已施工完畢。由于東側住戶阻撓錨桿（錨索）施工進入其地塊，東側基坑支護在完成支護樁及部分第一道錨索施工后未能往下施工，目前基坑東側設置為基礎階段施工運輸坡道。根據設計變更，東側支護變更為利用主體結構作為內支撐體系，施工地下室以東的基坑支護，由主體結構施工單位進行施工。項目非內支撐施工區域主體結構已施工至地下室頂板，并開始南樓、北樓上部主體施工。東面內支撐水平鋼梁施工安裝時，西面建筑物與支護樁間的土方已回填完成。

圖1 基坑平面布置圖

2 基坑支護方案的確定

由于深基坑設計時未做好周邊環境調查，基坑支護樁施工完畢后，東側土方開挖至-3.00m位置開始支護至第一道錨索時，東側（電信小區）業主阻止項目錨桿（錨索）施工進入該地塊，經多次協調未果。而西側、南側、北側已施工至第三、第四道錨索，已不具備較好的條件改用全內支撐施工，且全內支撐施工會產生較大費用，初步估算采用單向（東西向）內支撐，扣除所減少的錨桿（錨索）需要增加費用1200萬元。經研究，先行施工1～14軸基坑，完成該部分的地下室結構施工后，利用1～14軸地下室結構做內支撐體系施工14～18軸深基坑，這樣初步估算利用主體結構作為內支撐的費用約為280萬元，可以節約大量建設資金投入。經主體結構設計單位、基坑支護設計單位、各參與單位及專家討論后決定采納該建議。

3 基坑內支撐設計

基坑東側地下室采用鋼梁內支撐施工方法，待該部位地下室主體施工完畢后再施工。東側地下室框架柱采用矩形鋼管混凝土柱，共16根矩形鋼管混凝土柱，在矩形鋼管混凝土柱上預埋鋼板預埋件作為內支撐鋼梁的連接構件。矩形鋼管混凝土柱的混凝土強度為C50，作為內支撐體系的一側支撐結構。另外利用交付使用的基坑支護系統中東面的支護樁及冠梁作為內支撐體系的另一側支撐結構，支護樁中段增設新增腰梁。內支撐體系共設上、下共兩排支撐鋼梁（見圖2～圖3）。

圖2 部分內支撐平面布置圖

圖3 內支撐剖面示意圖

在支護樁第二道鋼梁支撐標高位置設新增腰梁，內支撐鋼梁支撐于冠梁及新增腰梁上。上、下排水平支撐梁各共16道，水平支撐共有6種形式，均為焊接H型鋼。水平支撐鋼梁之間設置剛性系桿及水平支撐，以保證整個內支撐體系水平方向的穩定性。鋼板及型鋼為Q345B鋼，焊條為E43系列焊條，支座錨栓鋼號為Q345。組合H型鋼的腹板與翼緣之間的焊接采用自動埋弧焊且均滿焊，焊腳尺寸8mm。所有錨筋與鋼板均采用穿孔塞焊。

4 內支撐施工方法

4.1 工藝流程

工藝流程：測量放線→第一道內支撐鋼梁吊裝→支撐鋼梁的剛系桿、水平支撐安裝→土方開挖→支護樁上水平腰梁施工→第二道內支撐鋼梁吊裝→支撐鋼梁的剛系桿、水平支撐安裝→土方開挖→基礎、底板施工→地下室梁板、墻柱施工→水平內支撐拆除→清理→上部結構施工。

4.2 主要施工方法

4.2.1 第一道腰梁施工

根據設計圖紙，第一道腰梁設置于原支護樁上冠梁位置，由于原支護樁冠梁配筋不滿足強度要求，需要進行加強加固，并在冠梁側植筋，完成支托及預埋件的施工。（見圖4）

圖4 腰梁支加勁隔板示意圖

4.2.2 吊裝第一道內支撐鋼梁

根據設計要求，第一道內支撐鋼梁在地下室結構鋼柱側支撐在標高-0.15m處，支護樁側支撐在四段不同標高處，即-4.28m、-0.15m、-0.93m、-0.54m的冠梁處。H型鋼均采用Q345B鋼。吊裝鋼梁前，應先在矩形鋼管混凝土柱上安裝支承牛腿，第一道內支撐鋼梁的支承牛腿均為NT1，采用H型鋼300×600×600×12×12×12，牛腿長度為400mm，與柱外包鋼板焊接連接，內支撐與鋼柱連接如圖5所示，焊腳尺寸8mm。

因現場場地限制，無法使用汽車吊吊裝支撐鋼梁，故采用塔吊進行吊裝。受塔吊起重重量的限制，無法將整根鋼梁起吊，故采用將支撐鋼梁分段加工后在現場吊裝拼裝方法施工。參考塔吊起吊幅度對應的起吊重量及現場鋼梁與塔吊的距離后，將支撐鋼梁分為三段，兩端頭段長度為5m，中間段長度為鋼梁總長減去兩端頭長度后剩下的長度。第一道及第二道內支撐的最大內支撐鋼梁700×500×500×16×20×20，長度7m計算，需使用塔吊吊裝的最大距離為44m，7m內支撐鋼梁重量為1648.5kg，塔吊44m幅度處起重量為1705kg，滿足吊裝要求。

圖5 內支撐與鋼柱連接示意圖

4.2.3 支撐鋼梁的剛系桿、水平支撐安裝

水平支撐鋼梁之間設置剛性系桿及水平支撐，以保證整個內支撐體系水平方向的穩定性。水平支撐采用φ12的鋼桿，HRB400鋼材。剛系桿采用φ48×3.5鋼管，Q345A鋼材。在剛系桿與支撐鋼梁及其他構件相接的地方預埋連接件，剛系桿與預埋件滿焊連接，焊腳尺寸8mm。

4.2.4 第一層土方開挖

第一層土方開挖順序為由北向南退臺挖土，先將北側第一跨第一道支撐鋼梁吊裝完成后，再對北側第一跨的土方進行開挖，將北側第一跨的土方開挖至第二道支撐鋼梁的標高后，吊裝北側第二跨第一道支撐鋼梁，安裝北側第一、第二跨支撐件的剛系桿及水平支撐后，再對第二跨的土方進行開挖，循環以上步驟至開挖到最南側。若開挖中遇到普堅石或堅硬泥巖，勾機破碎頭無法破開時，采用靜音爆破破碎土方。

4.2.5 支護樁上新增的水平腰梁施工

新增腰梁以懸挑梁作為豎向支撐結構，懸挑梁采用植筋法錨固，鋼筋錨入支護樁內，采用改性環氧樹脂類A級植筋膠施工。在懸挑梁與支護樁的新舊混凝土交接處，將舊混凝土表面鑿毛，沖水充分濕潤后再澆筑腰梁混凝土。新增腰梁采用鋼梁，鋼梁A與鋼梁B采用方800×800×25×25，Q345鋼；鋼梁C采用方500×500×16×16，Q345鋼。懸挑梁上預埋鋼板預埋件，鋼梁與懸挑梁的連接采用焊接方法連接在懸挑梁鋼板預埋件上。

4.2.6 吊裝第二道內支撐鋼梁

在矩形鋼管混凝土柱上安裝支承牛腿，第二道內支撐鋼梁的支承牛腿采用H型鋼400×600×600×12×12×12，牛腿長度為400mm，與柱外包鋼板焊接連接，焊腳尺寸8mm；第二道內支撐鋼梁與第一道內支撐鋼梁一樣，采用分段加工后現場吊裝安裝，分段方法、連接方法與第一道內支撐鋼梁一樣。安裝內支撐鋼梁后，在鋼梁間安裝剛系桿及水平支撐，做法同第一道內支撐鋼梁。

4.2.7 第二層土方開挖

第二層土方開挖順序采用與第一道土方開挖相同的順序。在開挖內支撐部分第二層土方時，地下水會比較豐富，故在開挖至基底標高后，在基坑中設集水井，采用潛水泵抽排水。

4.2.8 水平內支撐拆除

施工完成地下室基礎，底板及負三、負二層柱，剪力墻施工至第二道內支撐鋼梁底后，拆除第二道水平內支撐，拆除完成水平內支撐鋼梁后再安裝負一層梁板模板，施工負一層梁板。第一道水平內支撐鋼梁拆除與第二道類似，負一層柱、剪力墻施工至第一道內支撐鋼梁底后，拆除第一道水平內支撐，拆除完成水平內支撐鋼梁后再安裝地下室頂板梁板模板，施工地下室頂板梁板。水平支撐鋼梁拆除時，須搭設腳手架做好支撐，先將中間較長一段拆除，再拆除兩端較短段。

5 結語

綜上所述，內支撐施工技術因其自身獨特的優點，在深基坑工程的施工中有著廣泛的應用。因此，為了進一步確保深基坑工程的施工，我們就要采取相應有效的技術做好工程的施工，以推進內支撐施工技術的良好應用，從而保障整個深基坑工程的施工質量。

參考文獻：

[1]周鳳珠、薛春滿.淺談深基坑內支撐支護施工技術[J].科技創新與應用.2014（08）.

[2]梁德初.淺談深基坑內支撐施工技術[J].廣西城鎮建設.2014（03）.