建筑基坑工程中內撐式排樁施工技術應用研究

【摘要】建筑基坑工程中，支護與開挖是施工者經常遇到的傳統施工內容，具有技術復雜、干擾因素多的特點。而內撐式排樁施工技術是隨基坑支護研究深入而出現的一種新型技術，其可以有效保證基坑工程質量。因此，文章結合典型內撐式排樁施工技術應用項目，闡述了內撐式排樁施工技術的應用流程及要點，并對內撐式排樁施工技術的應用效果進行了進一步研究，以期為基坑施工提供一定參考。

【關鍵詞】建筑基坑工程;內撐式排樁施工;鋼筋混凝土

內撐式排樁施工技術又可稱之為樁排式地下墻、柱列式擋土墻，隸屬于板式支護結構體系，可以將單個鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁、鋼板樁等類型樁體并排連接，促使一個墻體同時具備防滲、擋土功能，提高建筑基坑工程施工效益。基于此，研究內撐式排樁施工技術在建筑基坑工程中的具體應用具有非常突出的現實意義。

1、內撐式排樁施工技術應用項目概述

某高層建筑一層地下室基坑位于濱海湖沼相沉積平原地貌單元上，各土層分布由上至下分別為雜填土（性質不均）、淤泥質黏土（干強度與韌性中等）、淤泥質粉質黏土（干強度與韌性中等）、淤泥質黏土（干強度與韌性中等）、粉質黏土混粉砂（干強度與韌性中等），土質較差。該基坑平面近似長方形，外包尺寸大約為69mx61m。基礎施工時，所選樁型為大直徑鉆孔灌注樁，挖深為8.26m（中間電梯井坑位置挖深為10.56m～11.69m），最大高度差為3.8m。該建筑基坑周邊環境高度復雜，東側建筑物密集分布，西北側為主干道路，交通流量較大，南側為廣場，場地較為狹窄，且對變形控制要求較為嚴格。經《建筑基坑工程技術規程》（DB33/T1008）的相關要求，為一級基坑。通過對基坑規模與周邊環境、場地地質進行分析，認為選擇內撐式排樁施工技術較為恰當，排樁類型為鋼筋混凝土樁，支撐為鋼筋混凝土桁架式角撐。

2、建筑基坑工程中內撐式排樁施工技術的應用流程及要點

2.1內支撐選型與布置

在內支撐結構選型與布置過程中，建筑施工技術人員可以根據基坑平面形狀、開挖深度、平面尺寸、圍護結構形式等因素，結合基坑周邊環境保護與鄰近建筑物運行情況，對多種內支撐形式進行比對[1]。常用的內支撐平面類型為桁架式角撐、邊桁架，兩者在桿件分工受力、桿件軸向受力方面具有一致性，但前者具有支撐總變形小、傳力路徑短、便于施工組織的優良特點，可以選擇鋼筋混凝土排樁與桁架式角撐結合的形式。

在內支撐平面類型確定之后，施工技術人員可以采用優缺點比對的方式，選擇恰當的內支撐材料。常用的內支撐材料有鋼支撐、鋼筋混凝土支撐兩種。前者具有材料強度佳、速度快、可重復使用、可預加支撐軸壓力、減少支護變形的優良特點，但也存在初始成本高、一次性耗材量大、截面尺寸小、易失穩、無法形成剛性連接等缺點[2]。而后者具有布置靈活、剛度大、穩定性好、松弛變形小、耐碰撞等優良特點，但也存在拆除難度大、施工時間長、支柱多、無法預先加設軸壓力的缺陷。綜合分析多種因素，可選擇鋼筋混凝土支撐。

2.2主體結構開挖施工

在鋼筋混凝土材料確定之后，施工技術人員可以結合設計方案，開展主體結構開挖施工。首先，采用跳打施打、隔兩根打一根的方式，進行圍護樁結構施工。一般次根樁需要在首根樁身砼強度提升到前期設計強度的百分之七十及以上后，方可進行正常施工。整體樁身砼的充盈系數、砼超灌標高分別應大于1.1、設計樁頂標準高度500.0mm，且應保證多余部分鑿除后樁頂砼強度與前期設計強度要求相符合[3]。

其次，在圍護樁結構施工任務完成且監測結果與設計質量要求相符合后，施工技術人員可以基坑支護設計平面布置方案為依據，利用分區段、分層的盆式開挖手段，從西部向東部順序推進。即將整個施工區域劃分為東、西兩個部分。在西部各層土方開挖階段，需要以施工水平支撐梁及穩定的維護體系構建、創造次層土方開挖條件為目標，進行1.8m深度左右的土方開挖。在土方開挖作業完成后，放出支撐梁位置大樣，并通過人工開挖手段，挖出支撐梁、墊層。同時夯實邊坡，并用水泥砂漿罩面，水泥砂漿厚度為25.0mm。水泥砂漿罩面之后，選擇C15砼設置墊層，墊層厚度為100.0mm。在墊層設置完畢后，進行支撐梁鋼筋并支模的安裝，并進行支撐梁混凝土的均勻澆筑、振搗。

在東部各層土方開挖階段，施工技術人員需要以水平支撐施工完畢且砼與設計強度要求相符為啟動施工程序標識，利用機械開挖手段，繼續向深處開挖。在機械開挖至基坑底部土層厚度為500.0mm時，施工技術人員可以轉用人工開挖手段，邊開挖邊修整。特別是基坑周邊500.0cm壓坡段，應貫徹分批次、間隔原則，每批次進行500.0cm寬度開挖，開挖作業完成后立即進行C15毛石砼墊層封閉底部。需要注意的是，封閉底部墊層應與圍護樁緊貼，且墊層標準高度低于底板高度。同時在與基礎工程樁周邊間隔100.0mm位置（底板邊、圍護樁內邊線之間），均勻澆筑C15毛石砼墊層，保證基礎樁完整性[4]。

最后，配合土方開挖作業，運用盲溝疏導+集水井匯水的方式，配合φ48mm圍護欄桿、三根φ48mm鋼管、100mmx100mm預埋件、100mm厚C15素砼墊層，構建完整的基坑排水系統。

2.3施工過程質量監測

考慮到建筑基坑工程位于高度復雜的軟土地基環境中，西北側為車流量較大的交通要道，東南側建筑物分布密度較大，且周邊密布市政水電地下管線，為保證基坑工程實施階段基坑底部的穩定性以及周邊地質環境的安全性，施工技術人員可以科學設置支撐軸力、支護邊坡形狀變化監測設施，展開實時監測。具體監測時，除5個基準點外，還包括沉降監測點20點、測斜孔6個、水位觀測孔2個、鋼筋應力計6組12只。其中沉降觀測點多布置在東側，采用高精度水準儀，間隔一定的周期（開挖階段壓頂梁每星期）對基坑周邊鄰近道路、建筑物的沉降情況進行觀察、測量、記錄、匯總、分析;而測斜孔深度為14.0m，運用高精度測斜儀在水平支撐施工完畢前每五天進行一次監測，同時在西部水平支撐施工完畢但東部水平支撐進入施工時每三天進行一次觀測、記錄，獲取基坑開挖階段側壁土體隨深度變化在水平方向的位置移動情況[5]。

3、建筑基坑工程中內撐式排樁施工技術的應用效果

支護西側剖面中支護樁外側土體實測位移最大為81.56mm，上道內支撐實測軸力最大為4023kN，下道內支撐實測軸力為2786kN，支護結構壓頂梁沉降最大值為8.8mm（小于設計值），側壁最大水平位移為145mm（在容許范圍內且未達到破壞值），路面沉降最大值為10.02mm（小于設計值）且在中后期趨于穩定狀態。通過對建筑基坑工程監測結果進行分析，可知：該基坑采用內支撐排樁支護結構，在開挖與地下結構施工過程中，整個支護體系處于整體平穩無失衡狀態，支護樁測斜曲線也沒有出現較為突出的劇烈變化點。同時內支撐軸力變化均勻有序，東側毗鄰建筑物沉降變化幅度不大，西北側水電地下管線正常運作均未受施工影響。表明：內撐式排樁施工技術的應用，可以保證建筑基坑各桿分工軸向受力，維持中大跨度作業安全。同時桁架式角撐的應用，可以縮短傳力路徑，明確傳力方向，以四角撐相對獨立的形式，控制支撐總體變形處于較小水平。并為基坑分區挖土、分區換撐、支撐澆筑等施工組織作業順利進行提供依據。而鋼筋混凝土材料的應用，也可以最大限度提高平面布置靈活度。根據現場實際情況，任意確定界面形式、尺寸。同時基于鋼筋混凝土材料本身強度高、穩定性好、耐碰撞、無松弛變形的特點，可以提升基坑施工作業安全質量，保證施工效益。

總結：

綜上所述，相較于其他類型基坑支護形式而言，內撐式排樁施工技術在基坑開挖與主體工程地下結構施工時具有突出的優勢，其不僅可以利用內支撐結構為維護構件的平衡、穩定提供充足支撐，而且可以在側向小變形條件下承載傳力，充分發揮樁間土拱效應。基于此，在開挖深度大、開挖場地周邊存在重要建筑物、場地管線對變形要求較為嚴格、場地狹窄且地質條件復雜等建筑基坑施工過程中，施工技術人員可以根據現場情況，遵循標準的內撐式排樁施工技術實施流程，有序施工，保證施工任務順利完成。

參考文獻：

[1]肖淑君，彭衛平.某深大基坑支護設計方案選型分析[J].湖南大學學報：自然科學版，2018，45（S1）：190-196.

[2]莊小杰，龐戈，趙艷波，等.鋼斜撐結合排樁在基坑支護中的應用技術[J].安徽建筑，2020，239（03）：148-155.

[3]羅東偉.內撐式與錨拉式排樁相結合的深基坑支護技術經驗分析[J].智能城市，2018，004（008）：28-29.

[4]孫東哲.排樁內支撐支護體系在深基坑中的運用[J].中國金屬通報，2018，988（01）：114-115.

[5]曾建聰.內撐式排樁施工技術在建筑基坑開挖中的應用研究[J].福建建材，2020，228（04）：86-87.

作者簡介：

鄧文杰（1983.04-），男，江蘇阜寧人，大學本科，研究方向：建筑工程和交通路橋工程，中級工程師。