深基坑支护斜支撑施工技术要点

深基坑支护斜支撑施工技术要点

王振兴

永州市冷水滩区保障性住房服务中心 湖南省永州市 425000

摘要以天龙酒店改造项目深基坑支护斜支撑施工为例，论述斜支撑在深基坑支护体系中施工的关键技术要点及其他相关措施。

关键词深基坑  斜支撑体系  施工工艺零位移        

1  工程简介

中铁五局（集团）有限公司天龙酒店改造项目位于长沙市韶山北路299号，由新建局办公楼和原天龙酒店改造两部分组成。该项目新建办公楼为1栋高层建筑物，该办公楼设二层地下室，采用桩基础。基坑支护面积约2400平方米，开挖深度约9.80m-12.15m，为1级基坑工程，抗震设防烈度为6度。如图1所示，新建办公楼靠近天龙酒店，紧临天龙酒店水池。根据原天龙酒店图纸可知，天龙酒店为箱型基础，且高于新建办公楼基础底2.5m，且基坑周边狭窄，基坑面积较大，无法实施水平支撑时的基坑垂直围护结构进行补强。为保证新建办公楼基坑开挖及基础施工阶段,在出现持续暴雨或其他外力作用下天龙酒店的“零位移”（即  位移在规范允许范围内），基坑北侧采用桩锚和斜支撑体系加强支护结构的稳定性。

  图1 天龙酒店改造项目平面图         

地质情况：开挖范围内简明的场地分层分布见表1。场地原始地貌类型属侵蚀堆积河谷平原II级阶地，由第四系马王堆组构成，场地较平整。

根据钻探揭露，场地内与基坑支护设计有关的地层为人工填土、粉质粘土、残积粉质粘土、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩等。

表1 场地主要地层分布

2 支护设计概况

本基坑支护北面开挖深度较大，距离基坑边线8.4m处即为21层的原天龙酒店，紧临基坑壁为原天龙酒店的地下水池，位移控制要求较高，且部分新建办公楼主体结构桩立在支护桩冠梁上，为保证基坑及周边建筑物安全，根据设计计算须采用支护桩加锚索和斜撑支护，为加快施工进度，该处斜撑支护设计为工字钢斜撑。

图2 基坑北面支护剖面图

图3 基坑北面支护平面图

如图2、图3所示，基坑北面桩锚支护+斜撑支护施工设计：紧挨水池边为1.5m的支护桩，由于紧挨水池，该处支护桩采用人工开挖；单排锚索采用4s7φ5，水平距离为2米，锚索孔径为D130；28工字钢支撑根据工程桩的位置按3.5米~4米的间距布置（与主体结构立柱错位），顶部与冠梁上预埋钢板焊接，中部与钢格构柱顶钢板焊接，底部与斜撑支座梁上预埋钢板焊接；斜支撑钢格构立柱采用角钢焊接而成，立柱基础设计直径800深6米的桩基础；斜撑桩基础设计为直径1000深6米的桩基础。

3 工程特点及难点

（1）天龙酒店改造项目成立时间早，由于各方面手续办理缓慢，正式开始施工时工程工期进度要求尤为重要；

（2）工地处于市中心交通拥堵地段，且基坑周边至工地围墙距离为5m~15m，基坑支护阶段的临建布置、道路及材料堆场极为紧张；

（3）基坑靠近21层箱型基础的天龙酒店，材料堆场紧挨支护结构，对支护结构的位移控制要求极其严格；

（4）天龙酒店水池外墙土质为回填土，且地表水较多，人工开挖支护桩进度缓慢，安全风险大，且天龙酒店基坑支护桩及冠梁与新建办公楼支护桩部分位置重合；

（5）天龙酒店水池底以下土层为中风化岩层，斜梁下土方开挖困难；

（6）斜支撑体系施工工序较多，各工序环环相扣，工序的技术间歇时间加长了施工的工期；

（7）斜支撑体系从基坑支护施工阶段开始至地下室主体结构完成后方可拆除，该斜撑梁穿过地下室外墙、负二层楼板及两层隔板，且与地下室底板结合在一起，加大地下室结构施工和结构防水施工的难度，须预留预埋的构件和钢筋等。

4  斜支撑施工技术措施

4.1 施工工艺流程设计

根据本基坑支护设计要求，结合工程施工特点，以及业主总工期进度计划要求，为提高工效，缩短工期，北面基坑支护施工工艺流程为：

支护桩、钢格构立柱及斜撑桩基础施工→支护桩冠梁施工（工程桩墙、柱、梁钢筋预埋、斜撑钢板预埋）→第一层土方开挖→斜支撑底冠梁施工（底板钢筋预埋施工、斜撑钢板预埋）→工字钢焊接→第二层土方开挖→锚索施工→喷射混凝土→锚索下方土方开挖→喷射混凝土→格构柱焊接

各工序位置如下图4所示：

图4  斜支撑施工各工序位置

4.2 施工流程设计说明

（1）为加快施工进度，且直径800的桩人工开挖较困难，立柱基础桩及斜撑桩基础在土方开挖前即采用旋挖机成孔，浇筑混凝土。

（2）由于钢格构立柱未施工，工字钢安装完后，土方须开挖至第二层土方位置，进行锚索施工，待锚索达到强度张拉后方可进行下层土方的开挖，以防止支护桩位移。

4.3 施工技术要点

（1）天龙酒店水池边底部以上为回填淤泥质土，以下部分为中风化岩层。设计阶段考虑该处离水池太近全部设为人工挖孔桩，施工期间通过现场实测，可以进行旋挖机施工。施工期间雨水较多，该部分淤泥质土无法进行旋挖机成孔，为加快工程施工进度，采取水池底以上部分人工开挖，开挖至中风化岩层1.5m后采用旋挖机成孔。该施工工艺为基坑北侧支护桩施工节约工期20天左右。

（2）为确保工期及开挖桩的安全，800的格构柱基础桩及1000斜撑底梁基础桩必须在基坑土方开挖前即采用旋挖机进行施工，所以根据图纸计算出桩位置后必须精确放样，确保施工质量。土方开挖完后，格构柱桩位最大偏差为100mm，桩顶标高最大偏差200mm。

（3）格构柱基础的钢筋笼与格构柱的角钢焊接时，角钢不宜按设计长度焊接。该处桩施工完后格构柱预埋在土层中，土方开挖易造成格构柱弯曲及断裂，无法进行修复。角钢长度预留一米左右，待土方开挖完后再进行格构柱焊接至斜撑梁底。

（4）斜撑支座梁施工须严格控制标高，由于该梁与新建办公楼地下室底板重合，为增强地下室底板结构，减少钢筋预埋的断接接头，经设计院同意变更后，施工时采取降低该梁至底板面下10cm，同时根据底板标高预埋底板下层钢筋及止水钢板，以便底板混凝土浇筑时，底板上层钢筋安装在该梁顶上，下层钢筋与预埋钢筋连接。如下图所示：

为确保斜撑底冠梁与地下室底板结合部分不漏水，预埋止水钢板增加了此项施工的度。

（5）斜支撑体系受力主要在工字钢上，工字钢的长度控制，焊接的焊缝须严格控制在高度8mm以内。由于支护桩冠梁与斜撑底冠梁上预留钢板不在同一时间，工字钢加工时，长度均按现场实测距离进行。

（6）整个斜支撑体系施工工期相对较长，基坑周边位移要求严格，从土方开挖至地下室施工完毕过程中须加强监测基坑北面冠梁的沉降及位移和钢支撑的内应力变化。

（7）根据地下室顶板混凝土浇筑的同条件试块达到设计强度，及基坑北面支护桩与地下室外墙直接填满素混凝土达到强度后，才进行斜支撑拆除，确保天龙酒店不因斜支撑的拆除而产生过大滑移。

5  斜支撑支护效果

由于斜支撑施工工艺复杂，工序的间歇时间长，该处土层为强风化至中风化，整个斜支撑施工工期约为60天，施工工期较长，且对后续地下室施工的钢筋、模板安装，混凝土浇筑，结构防水等有影响。但整个施工过程中确保了基坑周边建筑物的“零位移”，保证了基坑支护工程的安全施工。

斜支撑处钢筋安装                                斜支撑处模板安装

            斜撑梁处的模板安装

6  基坑监测

整个斜支撑施工至地下室主体施工过程中，第三方监测单位及项目部测量小组均进行了水平位移与沉降监测，测量范围主要为酒店楼层上及水池顶的位移与沉降，支护桩的位移，斜支撑内应力等。通过每日测量结果显示所测的各部位水平位移及沉降在规范允许范围内，斜支撑内应力在支撑工字钢受力范围内。通过该桩锚和斜支撑体系加强支护结构达到了整个施工过程中的各建筑物、构筑物的“零位移”。

7  结语

在重视基坑边围护结构的变形观察和监测的前提下,依据不同的地质情况,深基坑灵活应用不同斜撑方式为主的综合支护体系,是安全可靠的。但目前斜撑方式在支护体系中的应用和实践经验较少,施工工艺较复杂，各工序的间歇时间导致的工期较长，经济效益较低。本工程由于原酒店手绘图纸不全，且部分图纸与现场实测不符合，为确保紧邻高层酒店及水池的“零位移”，才采用桩锚和斜支撑体系加强支护结构。所以在施工前应充分理解设计意图,通过现场实测和经验编制切实可行的施工方案,抓住施工要点，保证整个斜支撑施工的质量，同时也加快施工的工期进度。

参考文献

【1】杨宇. 深基坑支护结构中支撑体系研究[J ] .

【2】陈梅. 某大厦深基坑工程支护结构设计[J ] .