深基坑内支撑施工技术研讨范文

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《广西城镇建设杂志》2014年第四期

1场地周边环境

基坑东侧有3栋建筑物，其中一栋3层建筑距基坑顶边线为4.09m，另一栋3层建筑距基坑顶边线为4.18m，基础为天然地基。基坑支护工程已施工完毕。由于东侧住户阻挠锚杆（锚索）施工进入其地块，东侧基坑支护在完成支护桩及部分第一道锚索施工后未能往下施工，目前基坑东侧设置为基础阶段施工运输坡道。根据设计变更，东侧支护变更为利用主体结构作为内支撑体系，施工地下室以东的基坑支护，由主体结构施工单位进行施工。项目非内支撑施工区域主体结构已施工至地下室顶板，并开始南楼、北楼上部主体施工。东面内支撑水平钢梁施工安装时，西面建筑物与支护桩间的土方已回填完成。

2基坑支护方案的确定

由于深基坑设计时未做好周边环境调查，基坑支护桩施工完毕后，东侧土方开挖至-3.00m位置开始支护至第一道锚索时，东侧（电信小区）业主阻止项目锚杆（锚索）施工进入该地块，经多次协调未果。而西侧、南侧、北侧已施工至第三、第四道锚索，已不具备较好的条件改用全内支撑施工，且全内支撑施工会产生较大费用，初步估算采用单向（东西向）内支撑，扣除所减少的锚杆（锚索）需要增加费用1200万元。经研究，先行施工1～14轴基坑，完成该部分的地下室结构施工后，利用1～14轴地下室结构做内支撑体系施工14～18轴深基坑，这样初步估算利用主体结构作为内支撑的费用约为280万元，可以节约大量建设资金投入。经主体结构设计单位、基坑支护设计单位、各参与单位及专家讨论后决定采纳该建议。

3基坑内支撑设计

基坑东侧地下室采用钢梁内支撑施工方法，待该部位地下室主体施工完毕后再施工。东侧地下室框架柱采用矩形钢管混凝土柱，共16根矩形钢管混凝土柱，在矩形钢管混凝土柱上预埋钢板预埋件作为内支撑钢梁的连接构件。矩形钢管混凝土柱的混凝土强度为C50，作为内支撑体系的一侧支撑结构。另外利用交付使用的基坑支护系统中东面的支护桩及冠梁作为内支撑体系的另一侧支撑结构，支护桩中段增设新增腰梁。内支撑体系共设上、下共两排支撑钢梁。在支护桩第二道钢梁支撑标高位置设新增腰梁，内支撑钢梁支撑于冠梁及新增腰梁上。上、下排水平支撑梁各共16道，水平支撑共有6种形式，均为焊接H型钢。水平支撑钢梁之间设置刚性系杆及水平支撑，以保证整个内支撑体系水平方向的稳定性。钢板及型钢为Q345B钢，焊条为E43系列焊条，支座锚栓钢号为Q345。组合H型钢的腹板与翼缘之间的焊接采用自动埋弧焊且均满焊，焊脚尺寸8mm。所有锚筋与钢板均采用穿孔塞焊。

4内支撑施工方法

4.1工艺流程工艺流程：测量放线→第一道内支撑钢梁吊装→支撑钢梁的刚系杆、水平支撑安装→土方开挖→支护桩上水平腰梁施工→第二道内支撑钢梁吊装→支撑钢梁的刚系杆、水平支撑安装→土方开挖→基础、底板施工→地下室梁板、墙柱施工→水平内支撑拆除→清理→上部结构施工。

4.2主要施工方法

4.2.1第一道腰梁施工根据设计图纸，第一道腰梁设置于原支护桩上冠梁位置，由于原支护桩冠梁配筋不满足强度要求，需要进行加强加固，并在冠梁侧植筋，完成支托及预埋件的施工。（见图4）

4.2.2吊装第一道内支撑钢梁根据设计要求，第一道内支撑钢梁在地下室结构钢柱侧支撑在标高－0.15m处，支护桩侧支撑在四段不同标高处，即－4.28m、－0.15m、－0.93m、－0.54m的冠梁处。H型钢均采用Q345B钢。吊装钢梁前，应先在矩形钢管混凝土柱上安装支承牛腿，第一道内支撑钢梁的支承牛腿均为NT1，采用H型钢300×600×600×12×12×12，牛腿长度为400mm，与柱外包钢板焊接连接，内支撑与钢柱连接如图5所示，焊脚尺寸8mm。因现场场地限制，无法使用汽车吊吊装支撑钢梁，故采用塔吊进行吊装。受塔吊起重重量的限制，无法将整根钢梁起吊，故采用将支撑钢梁分段加工后在现场吊装拼装方法施工。参考塔吊起吊幅度对应的起吊重量及现场钢梁与塔吊的距离后，将支撑钢梁分为三段，两端头段长度为5m，中间段长度为钢梁总长减去两端头长度后剩下的长度。第一道及第二道内支撑的最大内支撑钢梁700×500×500×16×20×20，长度7m计算，需使用塔吊吊装的最大距离为44m，7m内支撑钢梁重量为1648.5kg，塔吊44m幅度处起重量为1705kg，满足吊装要求。

4.2.3支撑钢梁的刚系杆、水平支撑安装水平支撑钢梁之间设置刚性系杆及水平支撑，以保证整个内支撑体系水平方向的稳定性。水平支撑采用φ12的钢杆，HRB400钢材。刚系杆采用φ48×3.5钢管，Q345A钢材。在刚系杆与支撑钢梁及其他构件相接的地方预埋连接件，刚系杆与预埋件满焊连接，焊脚尺寸8mm。

4.2.4第一层土方开挖第一层土方开挖顺序为由北向南退台挖土，先将北侧第一跨第一道支撑钢梁吊装完成后，再对北侧第一跨的土方进行开挖，将北侧第一跨的土方开挖至第二道支撑钢梁的标高后，吊装北侧第二跨第一道支撑钢梁，安装北侧第一、第二跨支撑件的刚系杆及水平支撑后，再对第二跨的土方进行开挖，循环以上步骤至开挖到最南侧。若开挖中遇到普坚石或坚硬泥岩，勾机破碎头无法破开时，采用静音爆破破碎土方。

4.2.5支护桩上新增的水平腰梁施工新增腰梁以悬挑梁作为竖向支撑结构，悬挑梁采用植筋法锚固，钢筋锚入支护桩内，采用改性环氧树脂类A级植筋胶施工。在悬挑梁与支护桩的新旧混凝土交接处，将旧混凝土表面凿毛，冲水充分湿润后再浇筑腰梁混凝土。新增腰梁采用钢梁，钢梁A与钢梁B采用方800×800×25×25，Q345钢；钢梁C采用方500×500×16×16，Q345钢。悬挑梁上预埋钢板预埋件，钢梁与悬挑梁的连接采用焊接方法连接在悬挑梁钢板预埋件上。

4.2.6吊装第二道内支撑钢梁在矩形钢管混凝土柱上安装支承牛腿，第二道内支撑钢梁的支承牛腿采用H型钢400×600×600×12×12×12，牛腿长度为400mm，与柱外包钢板焊接连接，焊脚尺寸8mm；第二道内支撑钢梁与第一道内支撑钢梁一样，采用分段加工后现场吊装安装，分段方法、连接方法与第一道内支撑钢梁一样。安装内支撑钢梁后，在钢梁间安装刚系杆及水平支撑，做法同第一道内支撑钢梁。

4.2.7第二层土方开挖第二层土方开挖顺序采用与第一道土方开挖相同的顺序。在开挖内支撑部分第二层土方时，地下水会比较丰富，故在开挖至基底标高后，在基坑中设集水井，采用潜水泵抽排水。

4.2.8水平内支撑拆除施工完成地下室基础，底板及负三、负二层柱，剪力墙施工至第二道内支撑钢梁底后，拆除第二道水平内支撑，拆除完成水平内支撑钢梁后再安装负一层梁板模板，施工负一层梁板。第一道水平内支撑钢梁拆除与第二道类似，负一层柱、剪力墙施工至第一道内支撑钢梁底后，拆除第一道水平内支撑，拆除完成水平内支撑钢梁后再安装地下室顶板梁板模板，施工地下室顶板梁板。水平支撑钢梁拆除时，须搭设脚手架做好支撑，先将中间较长一段拆除，再拆除两端较短段。

5结语

通过对该工程的施工实践，对限定条件下深基坑边坡支护提出有效的解决办法，利用地下室外侧框架柱加包钢的矩形钢管混凝土柱作内支座，支护桩作外支座，中间上、下加两道型钢支撑的支护体系，有效控制了深基坑侧向位移和相邻建筑物的安全，并且取得较好的经济效益。目前，基坑土方已回填完毕，根据整个施工过程监测，灌注桩水平和竖向位移均在10mm以内，邻近建筑物最大沉降小于5mm，地面无开裂现象。项目在有限条件下采用内支撑支护形式是有效可行的，值得推广应用。

作者：梁德初单位：广西建工集团第三建筑工程有限责任公司总工程师