深基坑内支撑支护体系在建筑工程中的应用

付智

（山西三建集团有限公司长治分公司，山西 长治 046000）

0 引言

城市化进程逐渐加快使得建筑工程建设任务广泛开展，呈现出大型化、高层化趋势。深基坑工程施工是确保建筑主体稳固、工程整体安全的关键，而支护体系的科学选择是确保基坑边坡稳定、为基坑内正常作业的基础，保障了基坑相邻建筑物及地下管线安全使用的主要条件[1]。对此，须根据建筑工程实际情况进行方案比选，确定适宜的支护方案。本文以深基坑内支撑支护体系为例，因应用优势突出对建筑工程质量控制等十分有利，具有较高的研究价值。本文对此进行详细阐述。

1 深基坑内支撑支护体系概述

深基坑内支撑支护体系在基坑支护方案中较为常见，主要包括钢筋混凝土支撑及钢支撑，钢支撑包括钢管支撑及型钢支撑。当前深基坑工程内支撑支护中，上层多采用钢混支撑形式，下层采用钢支撑组合支撑形式。

1.1 钢筋混凝土支撑

钢筋混凝土支撑是施工现场搭设模板结构后进行混凝土浇筑，对于基坑平面形状的适应能力较强[2]。优点：刚度大、适用性强；可减少围护结构变形。缺点：自重大，不利于变形控制；浇筑所需时间较长，强度效应发挥速度慢；钢混支撑拆除难度高，资源周转率低；不能随挖随撑，对基坑变形影响大。

1.2 钢支撑

钢支撑主要包括两种形式，采用φ609、φ800 的支撑形式及H 型钢形式。优点：自重小，拆除方便；材料可重复利用；可施加一定的预应力约束减少基坑变形；可随挖随撑，有利于基坑变形控制。缺点：整体刚度差；节点较多，易变形，结构易受破坏；不适用于大跨度基坑施工，工艺要求较高。

2 深基坑内支撑支护体系施工工艺特点

深基坑内支撑支护体系施工工艺特点主要如下：不受现场地形地质影响，可在建筑分布密度较高的区域使用；深基坑土方施工过程中，因变形较大，需科学配筋或增加支撑截面以提高钢筋混凝土支撑结构整体强度，同时也可减少变形，有效维护周边建筑及其他物体的安全；软土深基坑工程施工时，若采用钢筋混凝土支撑结构，因空间跨度较大，符合挖土回转半径操作要求，也可多台设备共同作业，施工进度快，为基坑降水创造了有利条件；混凝土梁内支撑施工要求不高，操作便捷，经济效益突出。

3 实例分析深基坑内支撑支护体系在建筑工程中的应用

某居住区改造项目，总建筑面积为8.63 万m2，地上24 层，地下2 层，为剪力墙结构，建筑总面积为2.80 万m2，基础总面积为1200m2，抗震设防烈度为Ⅶ度。基坑平面尺寸为25m×63m，开挖深度为10.30m，设计等级为一级。因基坑开挖深度较大，周边狭窄且建筑物与市政管道复杂，施工中需求确保基坑、既有建筑物及交通安全。

3.1 基坑支护方案比选与设计

3.1.1 支护方案的比选

方案一：地下连续墙结构形式。连续墙设计厚度为0.80m，有效深度为18.00m，该方案适用于各类地形地貌，对周边建筑物影响较小。将地下连续墙作为支护结构，抗弯刚度及防水性突出，在保证基坑安全与稳定的同时，还能起到止水作用[3]。因该工程所处区域较少使用此种支护形式，施工经验不足，墙体间的接缝质量可控性较差，成槽也易塌方。方案操作难度较大，安全风险高，成本高。

方案二：钢筋混凝土支护桩+内支撑的支护结构体系，地下水控制采用三轴水泥搅拌桩止水帷幕。工程基坑平面为长方形，如图1 所示，内支撑支护形式布设方便，成本适宜，产生的建筑垃圾较少，整体方案可操作性较强。同时，在地下水控制方面，采用止水帷幕可直接阻断基坑内一定范围内的潜水与微承压水。

图1 为基坑平面布置

从经济性与施工安全性两个考虑，最终确定采用方案二。

3.1.2 基坑支护设计

支护桩选用钻孔灌注桩，参照基底标高可将桩分为两种尺寸类型：①支护桩直径为800mm，长度为14m，相邻桩距离为1000mm，混凝土强度等级为C25，桩顶相对标高为-2.30m，基坑底标高为-7.23m，如图2 所示。②支护桩直径为900mm，长度为18m，相邻桩距离为1100mm，混凝土强度等级为C25，桩顶相对标高为-2.30m，基坑底标高为-10m。桩顶冠梁的截面长宽分别为1200mm、700mm，冠梁顶标高为-1.60m，混凝土强度等级为C30。

图2 支护体系剖面

该工程深基坑内设有钢筋混凝土水平支撑结构，水平支撑上皮标高为-1.60m，混凝土强度等级为C30；因水平支撑结构的自重较大，需合理布设钢筋混凝土支撑立柱，立柱的直径为800mm，有效长度为16.50m，共6 根，混凝土强度等级为C25。

深基坑周边设置有三轴水泥搅拌桩止水帷幕，搅拌桩的有效桩长为18m，型号为φ850@1200，单桩直径为850mm，组合咬合为850mm，组内咬合为250mm，桩心距为600mm，有效桩顶标高为-1.80m，材料选用P.32.5 普通硅酸盐水泥，设计水灰比为1.5。基坑顺着边缘方向均匀降水井，数量为6 个，降水井直径为700mm，深度为15m；合理布设观测井，数量为6 个，观测井直径为700mm，深度为10m。

3.2 基坑施工过程

该工程深基坑施工内容如下：①因工程中水泥搅拌桩和灌注桩数量较大，且分布密集，净距为100mm。为此，在φ850 水泥搅拌桩止水帷幕施工结束后7d 再安排施工人员在规定作业区域进行混凝土灌注桩作业。②先完成冠梁底标高以上土方开挖作业，后有序安排冠梁及钢筋混凝土内支撑作业。③当支撑结构达到设计强度后开挖土方，直至基底规定标高位置。

3.3 基坑监测

为确保基坑施工质量，对施工过程进行严密监控。首先，该工程设置了监测预警值，即水平位移预警值为25mm，连续3d 移速率预警值为3mm/d；钢筋混凝土内支撑轴力预警值为1100kN，周边建筑物最大沉降量预警值为20mm[4]。其次，联合局部与整体结合法对施工进行检验，针对基坑支护体系的水平位移、钢筋混凝土支撑结构的轴力和周边既有建筑物的沉降量进行跟踪监测。经观测可知基坑支护结构水平位移为14.50mm，钢筋混凝土内支撑轴力最大值为361kN，周边既有建筑物最大沉降量为12mm，均符合要求。然后，施工中未出现止水帷幕开裂问题，也无地下水下渗，基坑底部为干燥状态，由此可判断地下水控制效果理想。最后，基坑开挖未对周边建筑物、道路或管线造成负面影响。实践表明，该工程采用的深基坑内支撑支护施工方案可行，效果良好。

4 结语

综上所述，在城市既有建筑密集区域深基坑工程项目中采用内支撑支护体系符合现行规范及设计要求。经对本文所述工程施工过程的总结与分析发现，该支护体系的应用施工进度快，经济性高，在维护周边既有建筑、道路和地下管线的安全之外，可适用于各类地质条件，对环境的影响较小。但须注意的是，须对工程现场进行勘察，经过方案比选确定最佳方案，并对施工过程进行监测，确保最终的施工效果。