大直徑圓環支撐基坑施工技術及工程實例

謝 強

(上海建工七建集團有限公司，上海 200050)

大直徑圓環支撐基坑施工技術及工程實例

謝 強

(上海建工七建集團有限公司，上海 200050)

介紹了大直徑圓環支撐基坑施工工藝的原理，對其施工工藝流程及支撐施工要求進行了闡述，并結合具體工程案例，對該基坑施工技術進行了評價，指出該技術具有受力性能合理、加快土方施工速度、經濟環保等特點。

大直徑，圓環支撐，基坑，工藝

1 概述

隨著城市發展，為了土地開發價值的不斷提高，超高層、地下空間建筑不斷涌現，也推動了建筑工程技術的不斷發展，同時，不同形式支護體系的出現，也對基坑施工技術提出更高、更嚴的要求，不僅要確保圍護結構施工質量，更要合理組織基礎施工流水作業，以確保基坑施工的安全性和時效性。在相同基坑條件下圓環支撐作為一種受力均勻、經濟合理節約的支護體系，在保證深基坑施工安全的前提下已經越來越多的得到推廣和應用，合理利用大直徑圓環支撐體系寬廣的無支撐施工區，可極大提高基礎施工效率，縮短土方施工周期，取得良好的經濟效益和社會效益[1-3]。

上海市南橋中企聯合大廈項目與上海市兒童醫院普陀新院項目基坑支護分別采用兩道直徑72 m和一道直徑140 m鋼筋混凝土圓環梁配合邊桁架的深基坑支護體系，需在保證深基坑施工安全的基礎上，提高基坑施工效率，降低開發成本。

本文結合上海市南橋中企聯合大廈項目與上海市兒童醫院普陀新院項目，總結了一套能有效利用大直徑圓環支撐體系，控制基坑施工變形、提高土方施工效率，確保周邊環境、既有建筑物、構筑物、地下管線安全的施工技術，值得在同類支撐體系中推廣。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝原理

桁架式圓環內支撐體系是以基坑中心區大直徑圓環梁結合邊桁架支撐結構抵御基坑強大的主動土壓力，使基坑出現65%～75%左右的無支撐施工區域，為大型土方機械入坑施工提供了多點開挖的條件。為適應鋼筋混凝土圓環桁架支撐結構四周均勻受力的特點，土方施工須使支撐區域土方同步對稱開挖，保證圓環支護體系快速進入整體受力階段。通過坑內各層各塊土方有計劃的安排，創造土方連續大開挖的局面。

2.2 工藝流程

大直徑圓環支撐基坑施工工藝見圖1。

2.3 測量定位要求

1)先確定測量基準點，依次定出圓環受力立柱樁及腹桿梁位置，并及時通知監理單位進行復核。

2)仔細做好墊層標高，確保混凝土支撐處于同一水平面。支撐底部需鋪設木模作為底模，底模寬度須大于支撐截面寬每邊150 mm～200 mm，并且標高一致，表面平整，下方土層密實。

3)圓環梁按均勻對稱曲線法逐段劃線定位，確保圓環梁同一半徑范圍內的圓度,以保證圓環梁受力狀態。

4)嚴格控制好圓環梁及邊桁架主、次梁的梁截面尺寸。

2.4 支撐施工要求

1)嚴格按照設計圖紙要求和現行鋼筋混凝土規范有關內容要求進行施工。

2)施工縫為垂直縫，不得留斜縫。后一段澆混凝土前，應鑿掉施工縫接口處的水泥浮漿和松動的石子并沖洗干凈。

3)為了盡可能的減少混凝土收縮應力對支撐及立柱樁的影響，支撐施工時采取分段進行，一般不宜超過30 m。

4)考慮后期島式挖土形式，支撐施工優先基坑四角邊桁架區域挖土及支撐施工。

2.5 施工棧橋平臺

配合大直徑圓環支撐體系中心留島式挖土，為保證大型機械入坑施工及后期中部土方收尾，同時減少場地狹小因素對基礎施工影響，在圓環支護體系上，需增設入坑施工棧橋(見圖2)。

2.6 挖土施工要點

1)確保大直徑環梁邊桁架支撐受力均勻穩定的要求，挖土過程中，安排專業指揮人員，不得損壞支撐梁。

2)嚴格控制每層挖土的深度進行放坡開挖，放坡比例一般不得大于1∶1.5。

3)必須采取同步對稱開挖，以使圓環梁在挖土階段得到受力基本勻稱的要求。

4)挖土施工采取中心留島式開挖，先開挖圓環梁及邊桁架區域土方，確保圓環支撐快速進入整體受力階段，減緩基坑變形，保證基坑施工安全，然后開挖中心區域土方，最終利用入坑施工棧橋進行中心區域土方收尾。

2.7 支撐拆除要點

1)支撐拆除前需滿足換撐條件，拆除作業采用機械結合人工拆除。

2)作為整道支撐核心受力的大直徑圓環梁，支撐拆除過程中先分區對稱拆除邊桁架與圓環梁連系，釋放支撐應力。待圓環梁整體與邊桁架脫離后，分段拆除圓環梁。

3 施工技術特點

3.1 受力性能合理

桁架式圓環內支撐形式，是一種以水平受壓為主的圓環內支撐結構體系，能夠充分發揮混凝土材料的受壓特性，具有足夠的剛度和變形小的特點。合理組織挖土施工流程，充分發揮圓環支撐體系整體受力性能強的特點，以利于基坑施工安全。

3.2 加快土方施工速度

利用大直徑圓環支撐中心近整個基坑65%～75%無支撐空曠區，形成開闊的工作面，保證大型施工機械的入坑施工，挖土速度可以顯著提高，達到縮短土方施工工期的目的。同時合理布置施工棧橋平臺，可減少場地狹小等因素的影響，以利于基礎施工。

3.3 經濟環保

大直徑圓環支撐體系一般比同類基坑井字形布置的鋼筋混凝土支撐體系節省投資10%～14%左右，在同樣保證深基坑施工安全基礎上，降低了支撐圍護開發成本，本身具有良好的經濟效益。

4 應用實例一：南橋中企聯合大廈工程

4.1 工程概況

本項目由一棟38層高的辦公塔樓及3棟4層高的商業裙房組成，會展中心位于南側商業裙房的4層。用地總面積為30 266 m2，總建筑面積為105 594.8 m2，其中地上建筑面積為76 072.7 m2，地下建筑面積為29 522.1 m2。主樓辦公塔樓區域設兩道直徑72 m混凝土圓環支撐(見圖3)。

4.2 工程監測與結果評價

采用大直徑圓環支撐基坑施工技術，南橋中企聯合大廈項目基坑變形水平位移累計最大值為19 mm，小于設計報警值30 mm，完全滿足設計要求。相對于本工程地下一層采用斜拋撐支撐體系施工區域，地下二層采用大直徑圓環支撐施工技術區域基坑變形更小，穩定性更佳，基礎施工效率更高。

5 應用實例二：上海市兒童醫院普陀新院工程

5.1 工程概況

上海市兒童醫院普陀新院工程位于上海長風生態商務區，基坑總面積約28 000 m2，基坑開挖深度7.9 m～8.4 m。基坑圍護采用φ900，φ1 000鉆孔灌注樁(φ850@600三軸攪拌樁止水)加一道直徑140 m鋼筋混凝土圓環支撐的圍護形式(見圖4)。

5.2 工程監測與結果評價

基坑開挖結束至結構施工完畢，監測報告表明，圍護墻頂監測點垂直水平位移變形變化較小，滿足了施工要求，累計水平位移為9.0 mm，遠遠低于設計要求的20 mm水平位移變形報警值，同時在26 d內完成近17萬m3深基坑挖土施工，說明采用大直徑圓環支撐基坑施工技術既控制基坑圍護結構的變形、保護了周邊環境和道路管線的正常使用，確保了深基坑工程施工質量及施工安全，同時也極大提高了施工進度。

6 結語

大直徑圓環支撐施工技術，能有效利用大直徑圓環支撐體系特點，合理安排施工流水作業，在保證深基坑施工安全、可靠的基礎上，提高深基坑施工效率，是值得在同類型基坑施工中推廣的深基坑施工技術。

[1] 許開軍,毛 云,謝昭宇.鋼筋混凝土圓環支撐系統在深基坑設計與施工中的應用[J].巖土工程學報，2014(S1):62.

[2] 尹 驥,管 飛,李象范.直徑210 m超大圓環支撐基坑設計分析[J].巖土工程學報,2006(S1):111-116.

[3] 藍海江.雙圓環內支撐在基坑支護設計中應用實例[J].廣東土木與建筑,2013(6):28-30.

On construction technique of large-diameter ring support foundation pit and its engineering cases

Xie Qiang

(ShanghaiNo.7ConstructionCo.,Ltd,Shanghai200050,China)

The paper introduces the principle for the construction craft of the large-diameter ring support foundation pit, illustrates its construction craft procedure and support construction points, evaluates the foundation pit construction technique by combining with the engineering cases, and points out the technique can accelerate civil construction speed and protect environment economically with reasonable stress performance.

large-diameter, ring support, foundation pit, craft

2015-01-18

謝 強(1978- )，男，工程師

1009-6825(2015)09-0069-03

TU463

A