淺析基坑內支撐支護體系在工程中的應用

王云

中建五局第三建設有限公司 湖南 長沙 410000

引言

深基坑開挖過程受到基坑支護形式以及土體之間作用的影響，也和土體的工程力學特性息息相關。基坑支護是一個必須考慮土層與支護體系相互作用的復雜問題，近些年深基坑支護中，內支撐支護體系運用越加廣泛，本文主要圍繞此展開詳細分析。

1 深基坑支護體系概述

近些年，我國城市發展中土地資源日趨緊張，為了能夠使土地資源得到更高的利用，高層建筑越來越多，地下空間也逐漸被開發利用，如建設地下停車庫、地鐵隧道、地下商場等。在這一時期，深基坑工程也快速發展起來，隨著深基坑工程規模越來越大，對施工要求更加苛刻，構建安全、穩定的基坑支護體系十分關鍵。

目前，基于深基坑周邊環境的不同使得基坑支護類型的選擇也不同，常見的基坑支護類型有放坡開挖、重力式水泥土墻、土釘墻支護、排樁支護、地下連續墻支護、內支撐支護、錨桿支護等。在深基坑工程中，采用內支撐結構能夠有效地對周圍土體變形進行控制，對周圍建筑物的保護以及基坑整體的穩定起到良好的作用，深基坑內支撐體系主要有鋼筋混凝土支撐與鋼支撐，在深基坑的內支撐方案比選過程中，需要綜合環境條件、地質條件、技術及經濟等諸方面因素確定，切實保證深基坑安全性[1]。

2 深基坑內支撐支護體系在工程中的應用

2.1 工程概況

本項目處于工業園區，由6棟工業研發樓及輔助用房組成，地下2層，地上9～11層，占地面積2.99萬m2，總建筑面積10.5萬m2。其中地下建筑面積4.9萬m2，深基坑東西寬152.3m，南北長169m，開挖深度11.00m，局部挖深12.5m。基坑北側緊鄰既有排架結構工業廠房，西側供水管、燃氣管、電力通信管線等，基坑安全等級界定為二級。

2.2 基坑內支撐支護方案比選

本工程深基坑開挖深度為11.00m，局部落深12.5m，方案設計階段經多次比選論證。

方案1：采用傳統的雙層鋼筋混凝土內支撐(井字形對撐)方案，設鋼筋混凝土棧橋用于車輛站位。該方案優點在于設計較成熟，支撐傳力明確。缺點是內支撐對施工組織造成較大干擾，尤其是支撐下部出土非常困難，小型挖掘機與長臂機接力運至地面；地下室結構施工均受內支撐干擾，工期延長。另外，本項目基坑平面形狀近正方形、尺度大，而傳統對撐方案更適合于狹長形基坑。

方案2：參考上海中心等項目深基坑支護方案，結合本項目基坑平面近正方形的特點，利用圓環結構“拱”效應，設計圓環桁架鋼筋混凝土內支撐。該方案優點是基坑圓環內徑127m，該范圍沒有支撐干擾，出土及結構施工大大簡化；設計鋼筋混凝土棧橋至坑內，汽車及挖掘機開行至基坑挖運土方，效率提高；減少支撐數量，節約成本且減少產生的建筑垃圾。施工控制難點：需保證圓環的圓度和上下2層圓環同心度，確保拱效應形成；要保證圓環的平面度，防止平面外失穩；土方開挖應嚴格分層對稱，防止圓環整體位移。

綜上，本項目采用方案2。

2.3 基坑內支撐支護設計與施工控制要點

（1）基坑內支撐支護設計

止水帷幕采用φ850三軸攪拌樁，樁長19m；支護樁采用φ900@1100鉆孔灌注樁，樁長24～26.5m；設雙軸攪拌樁進行坑內加固；基坑中設2道鋼筋混凝土圓環形桁架內支撐，平面呈同心圓布置，內圓直徑127m，外圓直徑147m；內支撐沿豎向2層，間距5m。

（2）內支撐施工控制要點

①圓環支撐梁直徑大，需確保圓環的圓心位置以及圓環線型準確，確保圓環“拱”效應的可靠。利用設在圓心的全站儀每隔2°測設1點進行放樣(即將整個圓180等分)。每個環梁與連接梁的交點，根據支撐設計圖計算出方位角，直接用全站儀投點測設。②圓環桁架支撐體系平面外剛度較弱，需要保證其在同一水平面上，嚴格控制圓環桁架平整度，防止平面外失穩，采用水準儀嚴格控制桁架結構底面及頂面標高。③土方開挖需嚴格按設計工況分層、對稱，確保環梁支撐受力均勻對稱，否則可能因“偏壓”導致支撐體系整體位移。④中心島土方留待后續開挖，防止坑底隆起，土方開挖豎向分層。

2.4 監控量測

本工程監測項目包括：圍護樁頂水平、垂直位移，圍護樁側向變形（測斜），地下水位，支撐內力，地下管線位移，立柱、坑外地表沉降，建筑物沉降，坑底等監測。

本項目監測結果與分析情況如下：

（1）監測數據基本符合設計預期，煤氣管線最大位移僅4mm，均處于合理范圍。

（2）支撐軸力實測值為設計值的50%～80%，且隨開挖工況變化，支護結構體系安全可靠。

（3）需引起重視的是，基坑中部立柱發生隆起，且越靠近基坑中心隆起量越大，最大隆起量差達40mm。筏板封閉后的隆起量較小，累計最大僅8mm，且快速收斂[2]。

3 結束語

綜上所述，基坑支護體系的穩定性、安全性、變形性和經濟性一直是基坑工程研究中的熱點問題。深基坑支護結構形式多樣，內支撐是一種常見且有效的支護體系，在工程實踐中需根據項目實際情況合理選擇內支撐支護方案，并做到科學設計、規范施工，嚴格落實監控量測工作，保證深基坑作業有序落實。