混凝土內支撐技術在深大基坑中的應用與研究

槐燕紅

（深圳市南山區建筑工務署，廣東 深圳518052）

1 基坑工程概況

1.1 工程簡介

該高層建筑項目位于市政主干路旁，距離政府辦公大樓約15.54m，距離地鐵線隧道約31.23m。施工空間狹小，地下室4 層建筑面積摘要.58m2，總建筑面積摘要.8m2，建筑高度98.6m，基坑呈矩形，周長335.37m，開挖面積摘要.33m2?；又ёo安全等級為一級。如圖1 所示。

主體結構形式鋼結構，基礎采用旋挖鉆孔灌注樁。

1.2 內支撐結構設計

圖1 現場平面實景圖

基坑采用“咬合樁+3 道內支撐”支護形式，基坑底標絕對標高為-2.25m，基坑地面絕對標高為14.5m～21.0m，基坑深度為16.75m～23.25m。

1.3 咬合樁采用灌注樁

葷樁樁徑為1.2m，葷樁間距為1.6m，共422 根，冠梁設計深度21m～30m，樁底持力層以礫質黏性土為主，基坑東側設計有三管旋噴樁，旋噴樁深度與咬合樁素樁深度相同。葷樁采用C30 水下混凝土，素樁采用C15 水下混凝土；三管旋噴樁樁徑φ800mm，樁長與咬合樁素樁相同，樁間距0.6m ，約163 根。

1.4 設計3 道混凝土內支撐

首層內支撐除北側A 區外，其余地方均以鋼筋混凝土面板作為臨時施工面；第二道內支撐和第三道內支撐B 區部分位置做板撐；第一道板撐與第二道板撐、第二道板撐與第三道板撐間通過坡道板連接，板厚均為350mm，臨時施工面上荷載不得超過40kPa。第一道內支撐標高為+14.500m，第二道內支撐標高為+9.150m，第三道內支撐標高為+4.650m，內支撐高程間距分別為5.35m、4.5m、6.4m。

1.5 鋼筋混凝土澆筑

鋼筋混凝土梁、板均采用C35 混凝土澆筑，非板撐區域支撐梁截面為摘要mm×摘要mm，連系梁截面為600mm×600mm；板撐區域支撐梁截面為摘要mm×摘要mm，連系梁截面為600mm×摘要mm，第一道區域靠A 區部位一榀支撐梁截面為摘要mm×摘要mm，第二道撐此部位支撐梁截面為摘要mm×摘要mm；腰梁截面為900mm×摘要mm；冠梁截面摘要mm×摘要mm。

1.6 內支撐立柱樁

支撐立柱采用鋼管立柱，坑底以下采用直徑摘要mm 的C30 灌注樁，一共75 根。鋼管采用Q345-B 鋼管，直徑為800mm，壁厚16mm，內灌C30 混凝土，鋼管入灌注樁5m。

1.7 板撐出土設計

工程第三、四層土方采用板撐出土，板撐上設計有出土棧道，位于中部對撐板位置，自第一道對撐始，至第三道對撐止。坡道板厚為350mm，配筋與板配筋相同；坡道下設置摘要mm×摘要mm 承重梁，第一道板撐下第二道板撐坡道尺寸為23.75m×5.6m，坡度1∶4.3；第二道支撐下第三道支撐坡道尺寸為19.6m×5.6m，坡度1∶4.36。為保證坡道穩定性坡道縱向兩側立柱間加設剪刀撐，剪刀撐采用28 號槽鋼焊接；坡道板和平臺棧橋板邊緣均設置摘要mm 高結構反梁。如圖2 所示。

2 施工難點

1）工程場地東側紅線是政府辦公大樓圍墻，距離大樓約15.54m，南側距離桃園路約27.22m，距離地鐵1 號線隧道約31.23m，西側紅線是政府接訪大廳及圍墻，場地周圍環境復雜，施工過程中減少對周邊環境影響是重點。

圖2 基坑支護開挖到坑底現場圖

2）工程用地紅線與基坑邊線很近，施工場地非常狹窄，需要穿插立柱樁、工程樁、土方挖運及內支撐施工。施工場地合理布置、合理組織各工序施工和管理是本工程重點和難點。

3）工程基坑開挖深度最深達23.25m，總土方量1.4×105m3，屬超大基坑支護及土石方工程，基坑開挖是本項目難點。如圖3 所示。

圖3 現場開挖內撐實景

3 施工部署

3.1 水平施工流程

土方開挖至第一道支撐底→第一道支撐施工→第一道支撐混凝土養護→土方開挖至第二道支撐底→第二道支撐施工→第二道支撐混凝土養護→土方開挖至第三道支撐底→第三道支撐施工→第三道支撐混凝土養護→剩余土方開挖。

3.2 豎向施工流程

1）土方開挖至第一道支撐底→第一道支撐底混凝土墊層施工→冠梁、第一道支撐系統鋼筋施工（布置支撐梁受力監測點）→冠梁、第一道支撐系統模板施工→混凝土澆筑→混凝土養護。

2）土方開挖至第二道支撐底→第二道支撐底混凝土墊層施工→腰梁、第二道支撐系統鋼筋施工（布置支撐梁受力監測點）→腰梁、第二道支撐系統模板施工→混凝土澆筑→混凝土養護。

3）土方開挖至第三道支撐底→第三道支撐底混凝土墊層施工→腰梁、第三道支撐系統鋼筋施工（布置支撐梁受力監測點）→腰梁、第三道支撐系統模板施工→混凝土澆筑→混凝土養護。如圖4 所示。

圖摘要B2 北側立柱環板焊接、腰梁綁扎現場圖

4 施工技術要點

4.1 鋼立柱安裝

立柱樁鋼管上部對稱焊接4 根C25 鋼筋，伸出現場地面，通過調整4 根鋼筋與放線定位時外擴標志對準，調整使用4根鋼筋上記號，使所有記號處于同一水平面后固定立柱樁鋼筋籠吊耳，保證立柱樁垂直度。

4.2 鋼筋連接方式

工程鋼筋大部分為三級鋼，主筋直徑均在25mm 以上，大部分為32mm，箍筋均為φ12mm。工程所有主筋連接采用機械連接。

機械連接接頭：優先采用直螺紋接頭，經設計人員同意可采用錐型螺紋接頭。接頭應符合JGJ 107—2010《鋼筋機械連接通用技術規程》要求，機械連接區段長度為35d（d為連接鋼筋最小直徑），同一連接區段內受拉鋼筋接頭百分率應不大于50%，受壓鋼筋可不受限制[1]。

4.3 內支撐施工模架體系

4.3.1 非板撐區域

內支撐模板體系，底模板采用10mm 厚C15 混凝土墊層（每邊寬出結構100mm），側模板采用九夾板面板，50mm×100mm 木枋背楞，φ48mm×3.5mm 鋼管，可拆式對拉螺栓，為確保工程質量，模板安裝施工必須遵守如下程序：

1）防模板變形：梁模板安裝時，按要求設置對拉螺栓，加固模板支撐，對拉螺栓應設專人檢查，選用合格鋼筋制作螺栓、螺帽、松緊螺栓；在澆筑混凝土前所有模板進行測量檢查，并在澆筑混凝土時派有經驗的木工值班，及時檢查修正模板、支撐等。

2）梁模板一次性安裝，嚴格控制底模標高，認真做好梁接頭細部處理。

3）立模必須牢固，要在同一直線上。不得任意拆除立撐，防止外傾斜，確保安全。

4）嚴格控制模板安裝質量，避免模板之間縫隙過大，在已澆混凝土接搓處，用水泥砂漿抹縫隙，避免混凝土在接縫處出現漏漿。

5）模板安裝后認真檢查支撐系統是否牢固，經質檢員、安全監督員驗收后才能澆搗混凝土，在澆搗混凝土過程中由專人負責值班，檢查支撐、模板，若有變形、松動現象及時修整和加固。

6）模板拆除根據混凝土強度而定，混凝土強度達到規范要求后，由技術人員負責通知后方可拆除。

7）內支撐側模對拉螺栓采用可拆式對拉螺栓?？刹鹗綄菟? 節，中部一節留在墻體內，內帶止水環，兩端螺桿分別通過錐形螺栓與中部一節連接，在拆模后兩端螺桿及錐形螺栓可以拆除循環利用，具有拆裝方便、節約材料、減少工序，縮短工期的特點[2]。

4.3.2 板撐區域

對于板撐區域，開挖時直接開挖至梁底，底模板采用10mm 厚C15 混凝土墊層，梁板支模均采用木模板施工。

4.4 支撐混凝土澆筑

1）冠梁及第一層內支撐梁板采用天泵進行澆筑，剩余內支撐及腰梁等混凝土澆筑采用2 臺HBT60 固定混凝土輸送泵，配合采用手動式混凝土布料機進行澆筑。

2）冠梁、腰梁及支撐混凝土設計強度等級均為C35；采用商品混凝土，梁澆筑振搗采用長棒插入式振搗器。

3）澆筑混凝土時派專人經常觀察模板、鋼筋等有無位移、變形或堵塞情況，發現問題立即停止澆灌并在已澆灌混凝土初凝前修整。

4）混凝土養護采用澆水養護，不少于10d ，每天澆水次數視溫度而定，以保持混凝土處于足夠濕潤狀態，此項工作安排專人負責。

5）支承梁尺寸及配筋，按設計要求確定。

6）支承梁承力面應平整，與支撐梁結合良好。

4.5 拆撐和換撐

1）拆撐遵循“先換撐，后拆撐”原則，當大底板澆筑完成后，在外墻和支護樁之間空隙采用C15 泡沫混凝土回填，樓層處采用C25 混凝土板帶，厚度不小于樓板厚度，待強度達到設計值后，拆除內支撐。

2）支撐梁拆除采用金剛石繩鋸切割方式將支撐梁分段拆除，使用汽車吊和塔吊吊出場外。繩鋸切割法在切割前分段確定切割位置，在分割好的塊體上根據切割先后順序鉆穿繩鋸導線孔，使鋼絲繩預緊，與混凝土梁緊密接觸，然后再進行切割[3]。

5 施工監測

5.1 監測點布置

基坑變形監測體系監測點布置如圖5 所示。

根據本項目監測工作具體要求，監測項目為：（1）巡視檢查；（2）周邊地表沉降監測；（3）周邊地下管線沉降監測；（4）周邊建筑物沉降監測；（5）圍護樁測斜監測；（6）坑外地下水位監測；（7）立柱沉降監測；（8）支撐軸力監測。

圖5 基坑監測點平面布置圖

5.2 雙監測確保施工安全

工程基坑支護結構復雜，在土方開挖和內支撐拆除時，施工單位每天進行基坑水平及豎向位移觀測，甲方委托相應資質第三方監測單位進行基坑監測，在混凝土支撐拆除期間，拆撐 期 間 及 拆 撐 后7d 內，1d 2 次；7d ～14d，1d 1 次；14d ～28d，2d 1次；超過28d 后，3d 1 次，并嚴格按相關規范進行監測，確保拆撐期間，基坑處于安全狀態[4]。

6 結語

在城市中心地帶充分利用建筑紅線超大基坑，地下室施工階段空間非常緊張，采取合適內支撐結構選型、內支撐施工部署及支撐混凝土梁拆除等深化施工技術方法，確保基坑與周邊環境安全，解決場地狹小問題。經過工程實踐得出，內支撐體系在環境復雜地區對深大基坑升降及位移控制起到有效作用。