浅析基坑内支撑支护体系在工程中的应用

王云

中建五局第三建设有限公司 湖南 长沙 410000

引言

深基坑开挖过程受到基坑支护形式以及土体之间作用的影响，也和土体的工程力学特性息息相关。基坑支护是一个必须考虑土层与支护体系相互作用的复杂问题，近些年深基坑支护中，内支撑支护体系运用越加广泛，本文主要围绕此展开详细分析。

1 深基坑支护体系概述

近些年，我国城市发展中土地资源日趋紧张，为了能够使土地资源得到更高的利用，高层建筑越来越多，地下空间也逐渐被开发利用，如建设地下停车库、地铁隧道、地下商场等。在这一时期，深基坑工程也快速发展起来，随着深基坑工程规模越来越大，对施工要求更加苛刻，构建安全、稳定的基坑支护体系十分关键。

目前，基于深基坑周边环境的不同使得基坑支护类型的选择也不同，常见的基坑支护类型有放坡开挖、重力式水泥土墙、土钉墙支护、排桩支护、地下连续墙支护、内支撑支护、锚杆支护等。在深基坑工程中，采用内支撑结构能够有效地对周围土体变形进行控制，对周围建筑物的保护以及基坑整体的稳定起到良好的作用，深基坑内支撑体系主要有钢筋混凝土支撑与钢支撑，在深基坑的内支撑方案比选过程中，需要综合环境条件、地质条件、技术及经济等诸方面因素确定，切实保证深基坑安全性[1]。

2 深基坑内支撑支护体系在工程中的应用

2.1 工程概况

本项目处于工业园区，由6栋工业研发楼及辅助用房组成，地下2层，地上9～11层，占地面积2.99万m2，总建筑面积10.5万m2。其中地下建筑面积4.9万m2，深基坑东西宽152.3m，南北长169m，开挖深度11.00m，局部挖深12.5m。基坑北侧紧邻既有排架结构工业厂房，西侧供水管、燃气管、电力通信管线等，基坑安全等级界定为二级。

2.2 基坑内支撑支护方案比选

本工程深基坑开挖深度为11.00m，局部落深12.5m，方案设计阶段经多次比选论证。

方案1：采用传统的双层钢筋混凝土内支撑(井字形对撑)方案，设钢筋混凝土栈桥用于车辆站位。该方案优点在于设计较成熟，支撑传力明确。缺点是内支撑对施工组织造成较大干扰，尤其是支撑下部出土非常困难，小型挖掘机与长臂机接力运至地面；地下室结构施工均受内支撑干扰，工期延长。另外，本项目基坑平面形状近正方形、尺度大，而传统对撑方案更适合于狭长形基坑。

方案2：参考上海中心等项目深基坑支护方案，结合本项目基坑平面近正方形的特点，利用圆环结构“拱”效应，设计圆环桁架钢筋混凝土内支撑。该方案优点是基坑圆环内径127m，该范围没有支撑干扰，出土及结构施工大大简化；设计钢筋混凝土栈桥至坑内，汽车及挖掘机开行至基坑挖运土方，效率提高；减少支撑数量，节约成本且减少产生的建筑垃圾。施工控制难点：需保证圆环的圆度和上下2层圆环同心度，确保拱效应形成；要保证圆环的平面度，防止平面外失稳；土方开挖应严格分层对称，防止圆环整体位移。

综上，本项目采用方案2。

2.3 基坑内支撑支护设计与施工控制要点

（1）基坑内支撑支护设计

止水帷幕采用φ850三轴搅拌桩，桩长19m；支护桩采用φ900@1100钻孔灌注桩，桩长24～26.5m；设双轴搅拌桩进行坑内加固；基坑中设2道钢筋混凝土圆环形桁架内支撑，平面呈同心圆布置，内圆直径127m，外圆直径147m；内支撑沿竖向2层，间距5m。

（2）内支撑施工控制要点

①圆环支撑梁直径大，需确保圆环的圆心位置以及圆环线型准确，确保圆环“拱”效应的可靠。利用设在圆心的全站仪每隔2°测设1点进行放样(即将整个圆180等分)。每个环梁与连接梁的交点，根据支撑设计图计算出方位角，直接用全站仪投点测设。②圆环桁架支撑体系平面外刚度较弱，需要保证其在同一水平面上，严格控制圆环桁架平整度，防止平面外失稳，采用水准仪严格控制桁架结构底面及顶面标高。③土方开挖需严格按设计工况分层、对称，确保环梁支撑受力均匀对称，否则可能因“偏压”导致支撑体系整体位移。④中心岛土方留待后续开挖，防止坑底隆起，土方开挖竖向分层。

2.4 监控量测

本工程监测项目包括：围护桩顶水平、垂直位移，围护桩侧向变形（测斜），地下水位，支撑内力，地下管线位移，立柱、坑外地表沉降，建筑物沉降，坑底等监测。

本项目监测结果与分析情况如下：

（1）监测数据基本符合设计预期，煤气管线最大位移仅4mm，均处于合理范围。

（2）支撑轴力实测值为设计值的50%～80%，且随开挖工况变化，支护结构体系安全可靠。

（3）需引起重视的是，基坑中部立柱发生隆起，且越靠近基坑中心隆起量越大，最大隆起量差达40mm。筏板封闭后的隆起量较小，累计最大仅8mm，且快速收敛[2]。

3 结束语

综上所述，基坑支护体系的稳定性、安全性、变形性和经济性一直是基坑工程研究中的热点问题。深基坑支护结构形式多样，内支撑是一种常见且有效的支护体系，在工程实践中需根据项目实际情况合理选择内支撑支护方案，并做到科学设计、规范施工，严格落实监控量测工作，保证深基坑作业有序落实。