建筑基坑工程中內撐式排樁施工技術應用研究

鄭文瀟

（福建旭坤建設工程有限公司， 福建 福州 350001）

0 引言

內撐式排樁是建筑工程基坑支護施工的常用技術，該技術可以充分保證建筑工程的地下施工過程的安全性和穩定性。目前為滿足我國經濟發展和人們生活需求，高層建筑不斷增多，項目施工設計的基坑深度隨之不斷增加。內撐式排樁施工技術逐步代替傳統支護技術中的放坡開挖、水泥護墻等，傳統支護技術已經無法滿足高層建筑深基坑施工的安全要求，內撐式排樁施工技術是應用廣泛的施工形式。

1 工程案例

1.1 項目基本情況

結合某城市高層建筑基坑工程，分析內撐式排樁施工技術在基坑開挖施工支護中的實際應用，對工程案例項目的支護技術施工過程進行深入研究。該項目的總建筑面積約80000m2，共6 幢高層居民樓和2 幢裙樓，其中地下室的總建筑面積約15000m2，居民樓占地面積在400～900m2之間，裙樓面積約16000m2，本建筑工程的基坑支護項目是整個工程的施工重點內容。案例工程的施工環境，位于城市偏僻的郊區，周圍有耕地、居民區、重要的市政道路、擬建疏解公路以及環城高速公路等，周邊或地下不存在密集的管道、管線或文物等，整個項目的施工環境良好。

1.2 項目地質情況

根據設計單位的勘探資料分析，基坑施工現場的土質自上往下依次是雜填土、沉積層、沖積層、殘積層以及中風化巖層等。案例工程土質結構的雜填土下面是軟塑狀的淤泥三角洲沉積層，沉積層的空隙比、含水比較高，沉積層下面是可塑狀的飽和中細砂，再往下是硬度和承載力較高的粉質黏土。粉質黏土層厚度是8.5～15.6m，項目中的平均厚度約12.45m。粉質黏土下面是為微風化或中風化巖層，在支護施工中是作為排樁的持力層。實際基坑工程的土質濕化程度偏高，因為當地氣候和施工地點環境原因，導致施工土層含水量過高。案例基坑工程的邊坡周圍100m 內沒有建筑物，施工過程不用考慮附加載荷外力.

2 建筑基坑工程內撐式排樁施工技術概述

2.1 內支撐

建筑基坑工程的內支撐是基坑支護的一種。基坑內支撐設計主要包括支撐的材料的選擇、支撐結構體系的布置、水平支撐的豎向設置、斜撐體系的豎向布置、支撐節點的構造 ；水平支撐體系的設計計算、豎向支撐體系的設計計算、坑內被動區加固設計計算以及換撐設計等。內支撐包括鋼支撐、混凝土支撐以及鋼與混凝土組合支撐。內支撐按照不同基坑的形狀、大小施工，可以分為斜撐、角撐和環撐等不同形式。選擇合理的內支撐方式開展施工，是保證基坑支護結構穩定的重點，在內支撐的安裝、澆筑過程中，做好安全防護措施，規范施工操作，防止發生坍塌、墜落等安全事故。

內支撐結構要對稱進行施工，施工中保持桿件受力均衡。在夏季施工存在較大溫度應力時，對支撐采取有效的降溫措施；當冬季施工或者遇到降溫天氣時，溫度引起的鋼材收縮容易造成支撐斷頭或者出現空隙，采用鐵楔對支撐結構進行可靠連接。內支撐結構的施工順序和設計要求保持一致，施工過程按照先支撐后開挖的原則。基坑進行土方開挖時分層均勻施工，基坑內不能形成較大的挖掘高差，避免造成支護結構、支撐桿件的受力不均勻，防止形成應力集中。另外，土方開挖或運輸過程中，土方機械避免碰撞內支撐。

2.2 排樁

建筑基坑工程的排樁支護施工可以分為懸臂式、錨拉式、內撐式及混合式等形式。內撐式排樁施工技術是在懸臂式的基礎上，是解決土壓力和嵌固力相互作用引起的樁頂位移問題的有效方法，主要是通過在排樁內側建立支撐的施工方式實現。排樁支護主要有鉆孔灌注樁、高壓旋噴樁及鋼板樁三類。鋼板樁主要應用在4m 以上深度的基坑，深基坑中缺乏足夠的支護剛度，抗剪切力較差，在基坑工程施工中很少應用。水泥樁作為基坑支護時，不可忽略實際工程的土質對水泥樁的影響，避免土質對樁身的腐蝕。國內內撐式排樁現階段常用的施工技術主要是鉆孔灌注樁（如圖1 所示），采取該方法進行施工，對現場周圍自然環境的影響較小，施工完成后支護性能安全穩定，強度和剛度均達到深基坑工程的施工需求，施工效果良好。

圖1 內撐式排樁施工

3 內撐式排樁支護的施工要點

3.1 地下水處理

案例項目的勘探過程已探明施工現場地層存在豐富的地下水，水源以大氣降水為主。因為地下水存在長期滲透情況，現場周圍的多條地表徑流對施 工過程有潛在影響，施工現場基坑地層存在間隔性的地下水層。表層水主要分布在雜填土層中，深度在3m 左右。中層水主要位于6m 左右深度的沉積層或沖基層內，其水量比表層水較多。地層地下水主要分布在硬土層中，在巖層承壓能力和地表水源共同影響下，水量最高。案例工程在施工過程中對不同的水層采取差異化處理措施。

表1 地下室處理措施

3.2 鉆孔灌注樁

案例項目采用的鉆孔灌注樁直徑800mm，樁長是基坑深度的1.8 倍，以保證其嵌固力和支護安全，控制樁間距1200mm。因為現場土層含水量較大，在施工過程中采用1∶0.48 的水灰比，合理控制摻灰量。鉆孔施工時選擇低檔帶漿進行下鉆，嚴格控制噴漿量和壓力，壓力控制0.5MPa 左右。鉆孔采用“二噴四攪”工藝，合理控制施工時間，科學規劃鉆孔灌注樁排樁施工，按照規范流程施工和管理，重點檢查施工過程的接頭絲扣連接情況和控制鋼筋籠施工環節，對鋼筋籠進行必要的保護措施，避免外力擠壓導致變形。在鉆孔灌注樁施工完畢后，頂部支撐采用鋼筋混凝土壓頂梁（如圖2 所示）。結合實際項目參數進行力學計算，在建筑基坑工程內部設置合理數量的鉆孔灌注樁，作基坑內撐結構的中間支座，保證支撐結構受力的安全性和穩定性。

圖2 灌注樁施工示意圖

3.3 基坑開挖

案例項目的基坑工程進行挖深的土方量較大，結合理論和實踐經驗，確定采取分層開挖的方法進行施工，構件檢驗合格后再進行基坑開挖。在進行第一層挖掘施工中，設置滿足機械移動的坡道，在坑下進行土方裝載和外運。基坑第一層的開挖全部采用機械施工（如圖3 所示），在第一層土方挖掘完成后架設第一道支撐，機械施工便利高效，避免支撐設置時間過晚導致樁頂受力發生位移。

圖3 基坑開挖機械施工

進行第二層土方挖掘作業時，需要根據支撐的受力情況合理安排施工順序和施工進度。開挖順序按照東西南北四個方向對稱的方式進行，然后進行中央區域的開挖作業，完成支撐圍護樁部分作業，最后進行基坑四角位置的作業。在對內撐腳土方進行挖掘時，應注意保護支撐構件，防止機械故障或人為原因造成結構損傷。鋼筋混凝土支撐在施工注意事項如下：樁頂鋼筋裸露部分應滿足基坑工程的設計要求，對浮漿進行鑿毛處理；鋼筋搭接施工時，應控制受力筋錯開搭接40d 以上，負鋼筋的跨度范圍選擇在1/3 處；在進行模板施工時，需要設置專人隨時觀察控制澆搗作業，如果發現模板出現異常情況及時進行科學地處置；送料過程中，保證料斗始終是滿料的狀態，防止料斗吸入空氣，保證基坑的施工質量。

4 結語

總之，建筑基坑工程中內撐式排樁施工技術在建筑基坑開挖中具有廣泛的應用價值。需要結合實際工程項目情況具體應用，在施工過程中應充分考慮不同項目的地質條件、氣候環境和施工環境，科學選擇施工技術、材料、工藝。基坑開挖前保證對施工現場進行充分的勘探工作，選擇合理的地下水處理措施、采取分層施工策略進行基坑開挖，根據科學的施工順序規范施工，保證基坑內支撐排樁平衡受力，保證基坑開挖質量的安全和高效。