深基坑内支撑支护结构施工技术

（广西建工集團 第二建筑工程有限责任公司，广西 南宁 530022）

【摘 要】文章以柳州某深基坑内支撑支护工程为例，针对该工程场地狭小，开挖深度大，水文地质及周边环境复杂的特点，详细介绍其面临的施工难点及采取的主要技术措施，通过采取多种支护结构形式相结合的二道内支撑梁支护措施，以及运用坑中坑降水技术，解决了施工难题并取得良好的成效。

【关键词】地下工程；深基坑；内支撑支护；施工技术

【中图分类号】F2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）07-0119-04

1 工程概况

某工程位于广西壮族自治区柳州市东环大道105号，南临广西215地质队办公楼，北面为文昌路，东侧为东环大道，西靠广西215地质队生活区。工程占地面积为7 554.18 m2，总建筑面积为56 293.1 m2。其中，地下建筑面积为15 965.1 m2，地上建筑面积为40 328 m2，地下室局部设人防工程。建筑高度为151.2 m，结构形式为框架-核心筒，地下3层，地上32层。

本工程基坑狭小，东西方向长约76.1 m，南北方向长约72.4 m，基坑周长约310 m，基坑占地面积为

5 913 m2，开挖深度为18.1～23.1 m。基坑支护结构的安全等级为一级，采用支护桩加2道钢筋混凝土内支撑结构形式，其中西面为双排桩，桩径为1 200 mm，东、南、北3面为单排桩，桩径为1 400 mm，桩间采用直径800 mm高压旋喷桩止水。基坑边与周边建筑物距离很近，西面8层住宅楼到基坑边的距离为8 m，南面3层办公楼到基坑边的距离仅6 m（如图1所示）。

2 水文地质情况

本项目基坑开挖深度大，根据岩土工程详勘报告，开挖后基坑侧壁主要由①1层杂填土、①2层杂填土、①3层素填土、②层淤泥质土、③层黏土、④1层坚硬～硬塑状红黏土组成，局部可能揭露④2层可塑状红黏土及下伏基岩，各岩土层物理力学性状差异较大（见表1），不均匀，开挖后基坑整体稳定性差。

地下室边线东面离东环大道非机动车道最近距离约14.5 m，地下室边线与道路间的地下管线（主要为电信、电力线缆及给水、排水管道等）分布复杂，地下线缆及管线埋深一般为路面以下1～2 m，其走向与拟建地下室边线走向大体一致，局部有穿插交错。

场区地下水分为上层滞水和岩溶裂隙水。上层滞水的水位埋深为0.5～9 m，为较高水位，水量较大，若在雨季，该地下水可遍布整个场区。岩溶裂隙水属承压水，水位埋深为6.9～8.8 m，水量受岩溶裂隙的发育程度及连通性控制，分部均匀性较差，年水位变幅为3～5 m。

3 工程难点

（1）基坑西侧为广西215地质队生活区，有4栋8层高的住宅楼，住宅楼基础为天然地基浅基础，埋深约1.5～3.0 m。场地内土质分布很不均匀，上层主要是杂填土，周边住宅楼对地下水及土体的变形相对敏感，土体一旦发生变形容易造成住宅楼沉降开裂。

（2）工程西面约1.4 km处为柳江，由于场地离柳江较近，与柳江水力联系密切，洪水期江水暂时性涨落对场地的地下水影响非常大。柳州市多年平均洪水位为82.22 m，高于基坑底的68.2 m，基坑开挖时正值雨季，地下水十分丰富，对基坑施工很不利。

（3）基坑面积约5 900 m3，内支撑梁区域的面积约1 900 m3，占基坑总面积的1/3。开挖两道内支撑梁下面的土方时，挖掘机要避免碰到内支撑梁和立柱桩，影响基坑支护结构的安全。

（4）基坑狭小，东西方向长约76.1 m，南北方向长约72.4 m，开挖深度最少达18 m。挖-9 m标高以上的土方时，自卸汽车装土后可以沿着运土坡道驶出基坑。开挖-9 m标高以下的土方时，坡道太陡，自卸汽车装土后爬坡困难，无法直接外运，土方的垂直运输很困难，需要采取非常规的运土方式。

4 主要技术措施

根据设计图纸的要求，基坑应严格按照如下施工工序进行：支护桩→立柱桩、旋喷桩施工→冠梁→土方开挖至第一道支撑底部→第一道内支撑梁施工→土方开挖至第二道支撑底部→第二道内支撑梁施工→降水井施工→土方开挖，同时桩间进行挂网喷面→挖至地下室底板底标高处。

4.1 支护桩、立柱桩及旋喷桩施工

支护桩和立柱桩均采用旋挖成孔灌注桩的形式，支护桩共177根，其中直径为1 000 mm的桩共64根，直径为1 400 mm的桩共113根；立柱桩共21根，为钢格构柱与钻孔灌注桩组合式，桩径为1 000 mm。由于受较高的地下水影响，采用旋挖钻机干法钻进工艺时，上层杂填土渗透系数大，地下水不断渗出，孔壁容易坍塌。施工时部署2台XR320D旋挖钻机，施工中采用泥浆护壁钻进的工艺，通过泥浆保持孔壁的稳定、冷却钻头、悬浮钻渣。钻孔时，先用捞砂斗挖土到岩层面，进入岩层后再更换为岩心钻，钻进过程中需定时监控钻杆的垂直度，垂直度偏差控制在0.5%之内。紧接着是下钢筋笼，钢筋笼在钢筋加工厂焊接完成后，用50 t的履带吊直接吊运到桩位并安装到孔内。钢筋笼整体吊装与传统的孔口搭接工艺相比，单桩可节省3～4 h，且钢筋笼的直线度和搭接质量更容易控制，最后浇筑桩身水下混凝土。支护桩施工完成后，立即同时进行立柱桩和旋喷桩的施工。立柱桩施工时，混凝土只灌注到基坑底面标高，桩身上部约18 m的部分留空。混凝土浇筑到设计高度后，每隔10 min用测绳测量混凝土面标高，若发生混凝土漏浆下沉则及时补料，稳定后才能将导管拔出。旋喷桩采用三管旋喷工艺，施工中使用一台ZSL-70全液压履带式工程钻机提前钻孔，高压旋喷桩机跟进喷浆，钻机和桩机均为自行式机械，施工方便。喷浆过程中，严格控制浆压、水压、气压均在设计范围内，喷管提升速度控制在0.1～0.2 m/min，水灰比控制在1.0～1.2。

4.2 土方开挖及内支撑施工

土方开挖施工采用盆式开挖，严格按照设计工况进行，先撑后挖，分层分段对称开挖，内支撑梁混凝土强度达到设计强度的80%后才能开挖下一层土方。土方开挖时，各工序施工安排要紧凑，形成流水作业，优先挖除内支撑梁区域的土方，尽快完成内支撑梁施工，减少基坑无支撑的暴露时间，避免基坑产生过大的变形。遇到雨天土方无法外运时，先将内支撑梁区域的土方挖出，倒运到无内支撑梁的区域，为内支撑梁提供工作面，优先保证内支撑梁的施工。土方挖至内支撑梁的底面标高后，定出平面位置，直接在土面上铺胶合板作为底模，钢筋绑扎完成后，梁的两侧木模板用对拉螺杆加固。开挖下一层土方时，立即将底模板拆除，避免模板沾在梁底形成安全隐患。运土坡道设置在基坑西北面，该区域的内支撑梁施工时，需将部分坡道的土方挖除，内支撑梁混凝土浇筑完成并洒水养护7 d后，分层将土方回填压实。

土方开挖分5层进行，第1层为第一道内支撑梁以上部分土方，该层土方深约4 m，一次全部挖除。第2层为第一道内支撑梁与第二道内支撑梁之间土方，第3层为第二道内支撑梁以下6 m土方，第2、3层土方开挖时均由2台PC120小型挖掘机开到内支撑梁底下挖土，再用大型挖掘机倒运装车，自卸汽车从西北角的运土坡道出坑。挖两道内支撑梁下土方时，分层对称开挖，并注意避开立柱桩和内支撑梁，开挖前由测量员提前测量出立柱桩的位置，并做好标记，立柱桩周边1.5 m的区域采用人工挖除。第4层土方开挖时，由东侧向西侧后退出土，并穿插冲孔灌注桩基础施工。各区域土方挖除后，由南向北逐步挖除运土坡道的土方，最后用长臂挖掘机在北面的基坑边挖出余土，装入自卸汽车运出。冲孔灌注桩基础施工完成后，进行第5层土方开挖，此时长臂挖掘机已无法取土，改用1台QY130汽车吊配4 m3容量的料斗和1台皮带输送机进行土方垂直运输。2套设备同时运土，皮带输送机可用自卸汽车直接在皮带轮下方装土，汽车吊用料斗吊运土方到基坑北侧的一块6 m×15 m的区域，再用挖掘机装车外运。基坑剖面如图2所示。

4.3 降水井施工

根据本工程地下水分布情况，设计方案设置了10口降水井，以便降低地下水位，配合基础施工。第4层土方挖除后，立即进行降水井施工，降水井成孔采用冲击成孔方式，孔径1 000 mm，水井深度要求进入中风化岩3 m。成孔后，将包裹了雙层铁丝网的钢筋笼沉入井中，钢筋笼与孔壁之间的空隙回填级配碎石，井口放置

1 400 mm直径的钢护筒，避免泥浆流入降水井。

4.4 坑中坑施工

基坑大部分区域开挖深度为18.1 m，基底主楼核心筒处的最大开挖深度达23.1 m，此施工范围为坑中坑，面积约400 m2，坑底在岩层面附近，地下水十分丰富。为确保边坡稳定安全，坑中坑放坡45°，边坡开挖后压入3 m长的φ48 mm钢管作为土钉加固土体，钢管的垂直和水平间距均为2 m。边坡面层采用挂网喷锚加固措施，沿基坑边坡底设置1道钢筋混凝土挡墙，挡墙高1 m，厚0.3 m。坑中坑每边设置3个井点降水，开挖前把地下水降到坑底以下0.5 m。降水时密切注意基坑周边水位下降情况，坑中坑土方开挖后并未发现异常情况，边坡整体稳固。

5 基坑监测

由于工程基坑开挖较深，为保证基坑施工时周边建筑物、道路及管线的安全，基坑监测包括了支护结构和周边建筑物、管线的沉降观测。监测点布置如下：①基坑深层水平位移监测，沿基坑边在支护桩内布设8个观测点，测点编号为T1～T8。②基坑周边地表竖向位移监测，沿着基坑东面的东环大道和北面的文昌路，在靠近基坑一侧的人行道上布设12个观测点，测点编号为D1～D12。③基坑竖向位移及基坑水平位移监测，沿着基坑顶周边，在冠梁上布设13个观测点，测点编号为P1～P13。④基坑水位观测，在基坑边四周，距离冠梁约1.5 m的位置布设7个观测点，测点编号为S1～S7。⑤基坑周边建筑物竖向位移观测，在周边建筑物的四角和长边中点布设观测点，共布设42个观测点，测点编号为J1～J42。⑥基坑周边管线竖向位移监测，沿着基坑东侧的东环大道每隔15 m左右布设6个观测点，测点编号为G1～G6。⑦基坑支撑内力监测，在冠梁和第一、第二道内支撑梁布设32个观测点，每个观测点有4个应力计，测点编号为N1～N32。基坑及周边建筑物、管线共设置了120个观测点，基坑土方开挖时监测频率为1次/1 d，土方开挖完毕且监测值稳定后，监测频率降低到1次/3 d。

基坑东北角土方开挖到-16.5 m后，进行冲孔灌注桩施工时，内支撑梁上有轻微震动，完成约10根桩后，发现内支撑梁与支护桩连接处局部有裂纹，部分支护桩间混凝土喷面脱落。监测单位对有裂纹部位进行重点监测，到桩基础施工完成，裂纹没有扩展，支护结构变形均在设计范围内，未出现危害基坑安全的状况。施工过程中，各个监测点的沉降速率、累积沉降、位移值及内力值均小于设计的控制值，并满足《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497—2009）中的相关规定，基坑和冲孔桩基础施工对周边建筑物及管线未造成不良的影响。

6 结语

针对深基坑深度大、平面窄的特点，本工程根据土方开挖各阶段采用不同的挖土方法和机械设备，取得了较好的效果。施工中，支护结构与土方开挖流水交叉作业，减少施工间歇，加快施工进度，并通过实时基坑监测确保基坑安全。从支护桩开始施工到完成土方开挖，共历时18个月，其中支护结构施工8个月，冲孔灌注桩基础施工7个月，土方开挖7个月。通过精心组织施工，不断优化施工方案，解决各施工难点，顺利完成基坑支护结构和桩基础工程，工程均达到施工质量验收规范和设计要求。

参 考 文 献

[1]梅晓丽，陈杰，刘伟.某工程超大深基坑地基与基础施工技术[J].施工技术，2014（1）.

[2]王自忠，杨世相，王晓曙，等.复杂条件下某工程基坑支护技术[J].施工技术，2013（19）.

[3]JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[4]GB 50202—2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[5]GB 50497—2009，建筑基坑工程监测技术规范[S].

[6]刘俊岩.深基坑工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2001.

[责任编辑：陈泽琦]

【作者简介】林家富，男，广西玉林人，本科，广西建工集团第二建筑工程有限责任公司高级工程师，从事建筑工程技术管理工作。