混凝土内支撑技术在深大基坑中的应用与研究

槐燕红

（深圳市南山区建筑工务署，广东 深圳518052）

1 基坑工程概况

1.1 工程简介

该高层建筑项目位于市政主干路旁，距离政府办公大楼约15.54m，距离地铁线隧道约31.23m。施工空间狭小，地下室4 层建筑面积摘要.58m2，总建筑面积摘要.8m2，建筑高度98.6m，基坑呈矩形，周长335.37m，开挖面积摘要.33m2。基坑支护安全等级为一级。如图1 所示。

主体结构形式钢结构，基础采用旋挖钻孔灌注桩。

1.2 内支撑结构设计

图1 现场平面实景图

基坑采用“咬合桩+3 道内支撑”支护形式，基坑底标绝对标高为-2.25m，基坑地面绝对标高为14.5m～21.0m，基坑深度为16.75m～23.25m。

1.3 咬合桩采用灌注桩

荤桩桩径为1.2m，荤桩间距为1.6m，共422 根，冠梁设计深度21m～30m，桩底持力层以砾质黏性土为主，基坑东侧设计有三管旋喷桩，旋喷桩深度与咬合桩素桩深度相同。荤桩采用C30 水下混凝土，素桩采用C15 水下混凝土；三管旋喷桩桩径φ800mm，桩长与咬合桩素桩相同，桩间距0.6m ，约163 根。

1.4 设计3 道混凝土内支撑

首层内支撑除北侧A 区外，其余地方均以钢筋混凝土面板作为临时施工面；第二道内支撑和第三道内支撑B 区部分位置做板撑；第一道板撑与第二道板撑、第二道板撑与第三道板撑间通过坡道板连接，板厚均为350mm，临时施工面上荷载不得超过40kPa。第一道内支撑标高为+14.500m，第二道内支撑标高为+9.150m，第三道内支撑标高为+4.650m，内支撑高程间距分别为5.35m、4.5m、6.4m。

1.5 钢筋混凝土浇筑

钢筋混凝土梁、板均采用C35 混凝土浇筑，非板撑区域支撑梁截面为摘要mm×摘要mm，连系梁截面为600mm×600mm；板撑区域支撑梁截面为摘要mm×摘要mm，连系梁截面为600mm×摘要mm，第一道区域靠A 区部位一榀支撑梁截面为摘要mm×摘要mm，第二道撑此部位支撑梁截面为摘要mm×摘要mm；腰梁截面为900mm×摘要mm；冠梁截面摘要mm×摘要mm。

1.6 内支撑立柱桩

支撑立柱采用钢管立柱，坑底以下采用直径摘要mm 的C30 灌注桩，一共75 根。钢管采用Q345-B 钢管，直径为800mm，壁厚16mm，内灌C30 混凝土，钢管入灌注桩5m。

1.7 板撑出土设计

工程第三、四层土方采用板撑出土，板撑上设计有出土栈道，位于中部对撑板位置，自第一道对撑始，至第三道对撑止。坡道板厚为350mm，配筋与板配筋相同；坡道下设置摘要mm×摘要mm 承重梁，第一道板撑下第二道板撑坡道尺寸为23.75m×5.6m，坡度1∶4.3；第二道支撑下第三道支撑坡道尺寸为19.6m×5.6m，坡度1∶4.36。为保证坡道稳定性坡道纵向两侧立柱间加设剪刀撑，剪刀撑采用28 号槽钢焊接；坡道板和平台栈桥板边缘均设置摘要mm 高结构反梁。如图2 所示。

2 施工难点

1）工程场地东侧红线是政府办公大楼围墙，距离大楼约15.54m，南侧距离桃园路约27.22m，距离地铁1 号线隧道约31.23m，西侧红线是政府接访大厅及围墙，场地周围环境复杂，施工过程中减少对周边环境影响是重点。

图2 基坑支护开挖到坑底现场图

2）工程用地红线与基坑边线很近，施工场地非常狭窄，需要穿插立柱桩、工程桩、土方挖运及内支撑施工。施工场地合理布置、合理组织各工序施工和管理是本工程重点和难点。

3）工程基坑开挖深度最深达23.25m，总土方量1.4×105m3，属超大基坑支护及土石方工程，基坑开挖是本项目难点。如图3 所示。

图3 现场开挖内撑实景

3 施工部署

3.1 水平施工流程

土方开挖至第一道支撑底→第一道支撑施工→第一道支撑混凝土养护→土方开挖至第二道支撑底→第二道支撑施工→第二道支撑混凝土养护→土方开挖至第三道支撑底→第三道支撑施工→第三道支撑混凝土养护→剩余土方开挖。

3.2 竖向施工流程

1）土方开挖至第一道支撑底→第一道支撑底混凝土垫层施工→冠梁、第一道支撑系统钢筋施工（布置支撑梁受力监测点）→冠梁、第一道支撑系统模板施工→混凝土浇筑→混凝土养护。

2）土方开挖至第二道支撑底→第二道支撑底混凝土垫层施工→腰梁、第二道支撑系统钢筋施工（布置支撑梁受力监测点）→腰梁、第二道支撑系统模板施工→混凝土浇筑→混凝土养护。

3）土方开挖至第三道支撑底→第三道支撑底混凝土垫层施工→腰梁、第三道支撑系统钢筋施工（布置支撑梁受力监测点）→腰梁、第三道支撑系统模板施工→混凝土浇筑→混凝土养护。如图4 所示。

图摘要B2 北侧立柱环板焊接、腰梁绑扎现场图

4 施工技术要点

4.1 钢立柱安装

立柱桩钢管上部对称焊接4 根C25 钢筋，伸出现场地面，通过调整4 根钢筋与放线定位时外扩标志对准，调整使用4根钢筋上记号，使所有记号处于同一水平面后固定立柱桩钢筋笼吊耳，保证立柱桩垂直度。

4.2 钢筋连接方式

工程钢筋大部分为三级钢，主筋直径均在25mm 以上，大部分为32mm，箍筋均为φ12mm。工程所有主筋连接采用机械连接。

机械连接接头：优先采用直螺纹接头，经设计人员同意可采用锥型螺纹接头。接头应符合JGJ 107—2010《钢筋机械连接通用技术规程》要求，机械连接区段长度为35d（d为连接钢筋最小直径），同一连接区段内受拉钢筋接头百分率应不大于50%，受压钢筋可不受限制[1]。

4.3 内支撑施工模架体系

4.3.1 非板撑区域

内支撑模板体系，底模板采用10mm 厚C15 混凝土垫层（每边宽出结构100mm），侧模板采用九夹板面板，50mm×100mm 木枋背楞，φ48mm×3.5mm 钢管，可拆式对拉螺栓，为确保工程质量，模板安装施工必须遵守如下程序：

1）防模板变形：梁模板安装时，按要求设置对拉螺栓，加固模板支撑，对拉螺栓应设专人检查，选用合格钢筋制作螺栓、螺帽、松紧螺栓；在浇筑混凝土前所有模板进行测量检查，并在浇筑混凝土时派有经验的木工值班，及时检查修正模板、支撑等。

2）梁模板一次性安装，严格控制底模标高，认真做好梁接头细部处理。

3）立模必须牢固，要在同一直线上。不得任意拆除立撑，防止外倾斜，确保安全。

4）严格控制模板安装质量，避免模板之间缝隙过大，在已浇混凝土接搓处，用水泥砂浆抹缝隙，避免混凝土在接缝处出现漏浆。

5）模板安装后认真检查支撑系统是否牢固，经质检员、安全监督员验收后才能浇捣混凝土，在浇捣混凝土过程中由专人负责值班，检查支撑、模板，若有变形、松动现象及时修整和加固。

6）模板拆除根据混凝土强度而定，混凝土强度达到规范要求后，由技术人员负责通知后方可拆除。

7）内支撑侧模对拉螺栓采用可拆式对拉螺栓。可拆式对拉螺栓为3 节，中部一节留在墙体内，内带止水环，两端螺杆分别通过锥形螺栓与中部一节连接，在拆模后两端螺杆及锥形螺栓可以拆除循环利用，具有拆装方便、节约材料、减少工序，缩短工期的特点[2]。

4.3.2 板撑区域

对于板撑区域，开挖时直接开挖至梁底，底模板采用10mm 厚C15 混凝土垫层，梁板支模均采用木模板施工。

4.4 支撑混凝土浇筑

1）冠梁及第一层内支撑梁板采用天泵进行浇筑，剩余内支撑及腰梁等混凝土浇筑采用2 台HBT60 固定混凝土输送泵，配合采用手动式混凝土布料机进行浇筑。

2）冠梁、腰梁及支撑混凝土设计强度等级均为C35；采用商品混凝土，梁浇筑振捣采用长棒插入式振捣器。

3）浇筑混凝土时派专人经常观察模板、钢筋等有无位移、变形或堵塞情况，发现问题立即停止浇灌并在已浇灌混凝土初凝前修整。

4）混凝土养护采用浇水养护，不少于10d ，每天浇水次数视温度而定，以保持混凝土处于足够湿润状态，此项工作安排专人负责。

5）支承梁尺寸及配筋，按设计要求确定。

6）支承梁承力面应平整，与支撑梁结合良好。

4.5 拆撑和换撑

1）拆撑遵循“先换撑，后拆撑”原则，当大底板浇筑完成后，在外墙和支护桩之间空隙采用C15 泡沫混凝土回填，楼层处采用C25 混凝土板带，厚度不小于楼板厚度，待强度达到设计值后，拆除内支撑。

2）支撑梁拆除采用金刚石绳锯切割方式将支撑梁分段拆除，使用汽车吊和塔吊吊出场外。绳锯切割法在切割前分段确定切割位置，在分割好的块体上根据切割先后顺序钻穿绳锯导线孔，使钢丝绳预紧，与混凝土梁紧密接触，然后再进行切割[3]。

5 施工监测

5.1 监测点布置

基坑变形监测体系监测点布置如图5 所示。

根据本项目监测工作具体要求，监测项目为：（1）巡视检查；（2）周边地表沉降监测；（3）周边地下管线沉降监测；（4）周边建筑物沉降监测；（5）围护桩测斜监测；（6）坑外地下水位监测；（7）立柱沉降监测；（8）支撑轴力监测。

图5 基坑监测点平面布置图

5.2 双监测确保施工安全

工程基坑支护结构复杂，在土方开挖和内支撑拆除时，施工单位每天进行基坑水平及竖向位移观测，甲方委托相应资质第三方监测单位进行基坑监测，在混凝土支撑拆除期间，拆撑 期 间 及 拆 撑 后7d 内，1d 2 次；7d ～14d，1d 1 次；14d ～28d，2d 1次；超过28d 后，3d 1 次，并严格按相关规范进行监测，确保拆撑期间，基坑处于安全状态[4]。

6 结语

在城市中心地带充分利用建筑红线超大基坑，地下室施工阶段空间非常紧张，采取合适内支撑结构选型、内支撑施工部署及支撑混凝土梁拆除等深化施工技术方法，确保基坑与周边环境安全，解决场地狭小问题。经过工程实践得出，内支撑体系在环境复杂地区对深大基坑升降及位移控制起到有效作用。