內支撐支護在深基坑工程中的應用

黃鷺君

（廈門永同昌置業有限公司， 福建 廈門 361000）

隨著我國經濟快速發展，在這個過程中，城市建設及交通設施建設規模逐漸擴大，特別是城市現代建筑多以高層甚至超高層建筑為主。在基坑開挖工作中，經常遇到場地緊湊、地基土工程地質較差、建筑物距離近，基坑開挖深度和尺度大以及周邊管線復雜等情況，而使得基坑工程施工受到約束，在深基坑工程實踐中，采用內支撐支護結構可有效的解決上述問題，實現建筑物施工質量及安全性的提高。

1 混凝土內支撐結構優缺點及適用范圍

1.1 混凝土內支撐結構優缺點

優點：（1）發揮鋼筋及混凝土材料的優點。深基坑土方施工中，基坑深度往往較大，擋土結構的水平壓力也較大，因此，鋼筋混凝土支撐表現為水平受壓為主，由于鋼筋混凝土支撐具有變形小的特點，可加大配筋或放大支撐截面的方法，亦可提高鋼筋混凝土支撐的強度，用以作為支撐的混凝土能充分發揮材料的剛度大和變形小的受力特性，能確保地下室施工和基礎施工以及周邊鄰近建筑物、道路和地下管線等公共設施的安全，因此，它是作為深基坑支護技術的新形式。（2）有效縮短基坑土方挖運工期。由于鋼筋混凝土內支撐的跨度大，尤其是應用圓環拱形鋼筋混凝土內支撐形式，在軟土地基深基坑施工時，在基坑平面內形成大面積無支撐的空曠區域，空曠區域可高達整個基坑面積的65%～75%，為多臺大型挖土機械同時運轉作業提供有利的施工面。提高了土方開挖速度，縮短土方施工工期，同時有利于基坑支護結構變形的時效控制和縮短基坑內的降水時間，保證鄰近建筑物的安全。（3）降低工程造價。采用了大跨度鋼筋混凝土內支撐梁或圓環拱形鋼筋混凝土內支撐形式，材料便宜，節省了其它支撐結構（如鋼結構）一次性投入的大筆資金。另外，由于采用機械化挖土，工效大大提高，降低了工程造價，從而獲得了明顯的經濟效益。（4）不受周邊場地不足的限制。如果基坑周邊狹窄或沒有用于通道的場地，也不會影響鋼筋混凝土支撐的施工，在沒有大型機械（如吊機）和沒有周邊道路的情況下，就可以進行支撐梁的鋼筋混凝土施工。在施工場地受限有情況下，經設計荷載驗算允許的前提下，可以在內支撐結構上搭設平臺和施工便道，用以安裝小型施工機械設備、堆放荷載較小的材料和布設電纜等，以便于基礎和地下室施工。

缺點：（1）自重大。由于混凝土內支撐自身材料比重大，造成內支撐體系整體重量較大。（2）不易于材料的回收，對環境有害。由于內支撐是一種臨時性支護工程。當地下室主體結構滿足施工強度時，需要進行內支撐的拆除，拆除后的材料不易回收，影響環境。

1.2 深基坑內支撐技術適用范圍

（1）適用于軟地基深基坑超深地下室基坑的施工。

（2）適用于基坑周圍管線復雜、對環境要求高、周邊建筑物較接近和土方工期緊迫的基坑施工。

（3）適用于基坑周邊場地狹窄，缺少材料和機械設備的堆放場地。

2 工程概況及支護設計概況

2.1 項目概況

擬建項目位于廈門國際郵輪城，本工程由一棟超高層建筑物（高143m）、部分裙樓及三層地下室組成。場地北側距廈門國際郵輪中心約20 m;東側距現有道路約8～18m;南側距現有東港南路5m;場地西側距現有停車場5m,場地15m外為廈門西海岸海域。場地原始地貌屬海灣灘涂地貌單元，現有場地標高約為黃海高程4.800m，基坑大致呈L形，周長約474m，基坑面積約12979m2，基坑開挖深度約13.40～14.40m。

2.2 基坑支護設計概況

（1）為減少對地面交通影響和控制周邊地面變形，基坑支護采用沖孔灌注樁圍護結構加兩道鋼筋混凝土內支撐支護型式。其中基坑東側位置圍護樁采用樁徑1100間距1400，樁長21m，其余位置圍護樁樁徑1000間距1300，樁長19～21m。同時，為控制支護結構的內力變及形設置兩道鋼筋混凝土內支撐。

項目位置鳥瞰圖

（2）為確保止水效果，減少降水對周邊環境的影響，在圍護樁之間采用直徑900素砼咬合樁或直徑600雙重管高壓旋噴樁進行擋土止水，止水帷幕深16。

（3）立柱采用鋼格構柱，以直徑1000沖孔灌注樁為基礎。

3 內支撐支護施工

3.1 內支撐施工流程

基坑支護與土方開挖工藝流程：在地面上施工圍護樁、格構立柱（含立柱樁）、咬合樁、高壓旋噴樁------場地平整至第一道內支撐梁底標高（-1.4m）------施工冠梁及第一道內支撐構件------開挖至第二道內支撐底標高（-8.0m)------施工腰梁及第二道內支撐構件------開挖至地下室底板底標高(-14.4m)

3.2 基坑土方開挖

該基坑支護結構進行了內支撐支護模式的應用，其中旋噴水泥樁位于樁間中間，屬于止水帷幕。在基坑支護工作及土方開挖工作中，需要進行分別節拍流水方案的應用，在施工中，需要遵循先支護后開挖的原則，進行先上后下的施工，當基坑圍護結構施工完畢后才可展開開挖，每道內支撐底下土方開挖必須待內支撐梁混凝土強度達到100%后方可進行土方開挖。土方施工應嚴格遵照分階段、分層、分塊、對稱平衡開挖的原則，每層開挖深度控制在 2米，淤泥層中每層開挖深度不超過1米，整體長度控制在25米左右。在深基坑實踐中，實現內支撐架設環節與基坑土方開挖環節的結合是必要的。支撐架設時間影響到深基坑的穩定性，在支撐構件設計中，必須遵循嚴格性的設計方案。在內支撐施工中，需要嚴格遵循先撐后挖的理念。由于場地受限，可用厚度≥50cm的填土覆蓋在支撐梁上以作保護，避免車輛從已施工完成的內支撐上面通過，壓壞支撐結構。

3.3 混凝土內支撐的拆除

內支撐是一種臨時性支護體系。隨著地下室主體結構的施工進展，需要進行內支撐的拆除。根據設計要求，地下室承臺、底板施工完畢，底板邊至圍護樁內邊線之間澆筑 400厚素混凝土（強度同底板）做為傳力帶。當地下二層梁板施工完畢后，在地下室外墻與圍護樁之間采用C15素砼填充至地下二層樓板標高處，在其強度達到設計值后，方可拆除第二層水平內支撐。當地下室一層樓板施工完畢，在地下室外墻與圍護樁之間進行土方回填，并在地下一層樓板標高處澆注400厚素混凝土（強度同底板）做為傳力帶，當傳力帶砼強度達到設計值后，方可拆除第一層水平內支撐。利用地下室梁板結構替換水平內支撐，即為換撐。換撐能夠有效的控制混凝土內支撐梁拆除過程中圍護樁的內力失衡，直接影響基坑和主體工程施工的安全性與穩定性。在工程實踐中，可采用靜態膨脹劑拆除法與人工法的結合。這種爆破方法比較簡單，在混凝土脹裂過程中，噪音小、無粉塵。針對剩下的部分殘塊，需要進行機械拆除方法與人工拆除方法的結合，實現工作效率的提高。鑿下碎渣垃圾及時清理外運。

4 基坑監測

地下室基坑圍護結構的穩定性關系到工程的施工安全，還關系到附近建筑物，周邊道路設施及城市管線的保護。因此必須采取信息施工的方法對基坑支護結構及施工環境全過程監測。

根據相關規范規定、施工圖設計要求，結合本基坑周圍環境、巖土工程條件、基坑本身的特點、基坑工程現場實際現狀及相關工程的經驗，按照安全、經濟、合理的原則，測點布置主要選擇在 2倍以內基坑開挖深度范圍布點，設置的監測

項目如下：

4.1 周邊環境監測

（1）基坑周邊地表豎向位移監測

（2）周邊建（構）筑物變形監測

（3）基坑周邊地下水位監測

（4）地表裂縫監測

（5）周邊地下管線變形監測

基坑周邊環境監測平面布置圖

4.2 基坑支護監測

（1）圍護結構水平位移及豎向位移監測

（2）圍護結構深層水平位移監測（測斜孔）

（3）圍護樁內力、支撐內力監測

（4）立柱沉降監測

基坑開挖過程中，必須對支護結構及周邊環境的水平位移、側向變形及沉降變形進行實時監測，以科學的態度，通過將監測數據與預測值作比較，及時調整支護結構系統的受力均衡問題，使得整個基坑開挖過程能始終處于安全、可控的范疇內，從而有效的控制施工對建(構)筑物、地下管線影響，保障基坑始終處于安全運行的狀態。

基坑支護結構監測平面布置圖

目前，本工程基坑開挖至第二道內支撐梁施工，共實施監測80次的結果如下：基坑支護結構水平位移最大累計變化值為 11mm，垂直沉降最大累計變化值為11mm，周邊建筑物最大沉降累計變化值為 6mm,周邊地表最大沉降累計變化值為8mm,立柱沉降最大累計變化值為6mm，圍護樁內力最大累計變化值為290.56，支撐內力最在累計變化值為1974.93。觀測結果均符合設計和規范要求。在施工過程中，止水帷幕無開裂滲漏現象發生，無地表水滲入現象。

5 結語

由于該項目地處海岸沿線，灘涂填土造地軟土地質，周邊建筑環境復雜，施工場地受限，內支撐支護的應用有較的解決了上述難點，為項目的安全實施提供了有力保障，降低了工程造價的同時極大地縮短工期。實踐證明，此項目的內支撐方案安全可靠、經濟合理，為項目的后期施工提供較好的施工環境。

[1]《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）.中華人發共和國國家標準.

[2]《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）.中華人發共和國國家標準.

[3]深基坑支護結構優化設計探討[J]. 武亞軍,盧文閣,欒茂田,侯仰杰. 建筑結構. 2000(11)

[4]深基坑內支撐支護結構的工程應用淺析[J]李景陽 科技創新與應用 2013（16）

[5]廈門昌富源酒店（2006G01-A4地塊）基坑支護工程監測方案 中國兵器工業北方勘察設計研究院有限公司 2015年5月