城市地下空间深基坑内支撑施工技术

　　摘要：结合实际工程，文章基坑采用“三轴式搅拌桩挡土止水+水泥搅拌桩被动区加筋+支护+内支撑”支护体系，详细探讨了基坑内支撑施工技术，提出了基坑施工安全措施，确保了基坑支护结构的稳定性。

　　1.工程概况

　　本文施工区域条件复杂，地下空间工程施工场地有限。地铁基坑支护结构主要采用φ1000mm（1200）@1200mm（1400）支护桩+1～2道钢筋混凝土内支撑+φ850mm@600mm三轴搅拌桩+挡土止水+水泥搅拌桩被动区域加固的支护形式，地铁部分采用1200mm厚地下连续墙+4道水泥搅拌桩被动区域加固的支护结构。内支撑梁和钢构柱共同作用构成内支撑，且形成该梁的混凝土的强度等级是C30。

　　2.施工技术

　　2.1施工准备

　　（1）施工测量、放线。清理表面覆盖的土和桩间的土石，在钻孔灌注桩顶面按要求施入中线控制点和高程，为保证引到桩外的中线控制点完好无损，应对控制点实施保护，并设立标志。标记各桩冠梁底标高时，选用两点或多点的实施方法以保证精确性。

　　（2）清除桩顶混凝土和桩头。出现超灌现象时，需采用人工方式，对照桩头标高标记，按照从水平向桩芯的方向凿除混凝土。凿至距离标高约5cm时，先清理已松动块状混凝土，再通过高压气泵吹去表面灰尘，最后用砂浆抹平。经审查达标的，可用钢筋绑扎。

　　（3）冠梁中心线放样施工。垫层混凝土浇筑结束后，从冠梁中心线控制点沿桩顶方向加密延伸，连接成线，该线即冠梁施工的控制中心线。

　　2.2施工工艺方法

　　（1）建筑冠梁。施工顺序如下：拆灌注桩护筒→桩顶浮浆和浮渣凿除→垫层明沟→装钢筋→装模板→浇注混凝土→养护拆模施工。

　　施工前，选用人工风镐清除桩顶的浮浆及多余的混凝土，凿开桩墙第一根浇灌混凝土标高下10cm处的桩顶浮浆和设计标高处的多余混凝土，用高压水冲洗，确保桩顶露出的钢筋符合要求。经钻孔桩检验合格后挖出冠梁基坑，绑扎冠梁钢筋、立冠梁侧模，预埋件浇注冠梁C30混凝土。

　　将钻孔桩主筋和冠梁纵筋与冠梁钢筋焊接在一起。侧模为钢制模板，模板底部设水平支座，上部设拉杆，并设斜撑调节垂直度。模板安装牢固后，再次清除排桩、连续墙与冠梁连接面的残留物、浮土、积水等。水泥运送到现场后，由人工打铲分灰入模，混凝土由一头到另一头水平分层斜向分段浇注，控制水平分层厚度不超过30cm，用振捣棒压实。

　　（2）混凝土腰梁施工顺序为：基坑开挖分层→腰梁底面整平→凿除部分灌注桩底面混凝土、露出灌注桩→浇筑基槽混凝土垫层→浇筑钢筋制作安装→安装模板→浇筑混凝土→拆模养护→基坑开挖。在钢筋混凝土支承梁及围檩梁底模（垫层）施工中，可采用基坑地原土填方、压覆尼龙膜的方法施工。经测量放线后绑扎钢筋，安装侧模。施工中控制混凝土支承轴线偏差不超过5cm，保证在同一平面内浇筑混凝土支撑体系。钢筋制作安装技术、混凝土支撑安装技术、模板安装技术和混凝土浇筑养护技术等措施与冠梁相同。根据设计图纸要求采用腰梁与灌注桩连接，将8根M36膨胀螺栓植入腰梁高度范围。

　　（3）关于支承梁与钢筋混凝土围檩的施工技术措施。①每一层开挖施工段完成后应开挖施工基槽，并除去一定量土方使支模具有足够空间；②清理连续墙施工部位的余土和浮浆，将混凝土和预埋件中的钢筋凿开，确定预埋筋符合设计标准后用清水洗净；③绑扎钢筋时要保证结构达到标准；④选用木夹板和方木、φ48钢管分别作为侧模和撑体系部分的材料。此外，为避免出现脱模现象，安装前应涂上隔离剂。

　　2.3支撑拆除

　　2.3.1拆除混凝土支架

　　采用进口液压绳锯机切割地下空间混凝土支护，该切割方式不仅能使结构保持原貌，得到较为平整切口，且具有高效快捷、易操作、无污染的优点。但在工程建设中某些部位不能采用排孔切割，此时应先用绳锯切削，再吊到指定位置处理。

　　（1）拆除支撑梁时，必须在主体结构底板与换撑竣工且强度符合标准后才可进行，拆除顺序如下：西区→中区←东区。

　　（2）切割分成3个班次，每班次二班轮流施工。梁的切削应保持连续施工，待一个梁切削完成后再进行下一个梁。依据结构的力学原理，为确保施工安全，每根梁应从中间向两侧拆除。切割混凝土块体和两面未切割的梁体采用预吊起或脚手架支撑，确保结构稳定。各结构段的剪切顺序是：先剪切次梁，后剪切主梁。

　　（3）支撑梁（截面800×1000mm）长度7.5～63.5m不等，每支撑梁按3～22刀切开，每段重量约7t，用150t汽车吊起，如有距离较远的吊机不能吊起，可先用电动葫芦将支撑梁放下，再用叉车运到基坑边。切削前应先设置支撑物，确保切削后各部分能承受重量，切削时每个切割面应保持梁两侧100mm左右，用吊机吊起后再完全切削。

　　（4）切割前现场确定需要切割梁的位置。现场人员安排施工时应考虑切削作业、支撑、吊装和运输等安全性因素。

　　（5）用水钻钻腰梁后用液压绳锯切割梁的位置。

　　（6）依据截断部位，在截断时采取切一段吊放一段的方式，降低钢管支撑的荷载。

　　2.3.2移除与中区接合处的灌注桩

　　在中区和东西区交界处设置2道灌注桩隔墙，将整个地下空间分成3块，形成3个独立的基坑支护系统。双管灌注桩隔墙属于临时隔墙，在东西区完成结构底板与换支支撑的拆除施工。

　　2.3.3地下连续墙拆除

　　凿除地下连续墙时采用切割机切割成块，南北各隔1m，沿墙垂直切割一道。垂直切削到底板负面标高（+0.502m），沿墙横向切削，横向切削线标高为+0.502m。墙分106块，单件尺寸1200×1000×3715mm，重11.2t；待分段完成，在墙身钻一个φ70的孔，便于吊装，切块用150t履带起重机吊离基坑，用液压破碎机破碎，自卸车弃运。

　　2.4施工内支撑拆除的基坑位移监测

　　拆除内支撑时，测量员应每天监测2次基坑的变形情况，实时播报监测数据，基坑变形较为严重时，应马上停止拆除工程，并立即解决问题。

　　（1）若基坑出现严重变形，应立即降低其荷载，即卸载周边材料，对于重量较大的材料，如钢筋等，需快速转移至其他地方。

　　（2）若基坑在拆除未完成前出现严重变形，为避免出现基坑严重挤压支撑梁的现象，确保内支撑安全拆除，可先对地下室外墙进行施工，直接将施工进度提前到内支撑梁的下部。

　　（3）已经拆除完毕的内支梁基坑侧壁部位，将内支梁拆除部分作为施工部位外墙，由远到近施工。

　　3.基坑施工安全控制

　　3.1基坑变形控制

　　该项目所在位置环境复杂，该基坑长宽分别约为360、40m，形状较为狭长，且深度最深可至7.3m。施工过程中若出现坡面长时间停滞和坡项超载等现象将会严重威胁施工安全。因此，施工必须稳定及时。由此，可采用限时开挖、混凝土钢支撑相结合、分层开挖、严控纵坡比等措施来保障工程质量。

　　3.2支撑体系稳定性控制

　　桩身采用钢筋混凝土冠梁和钢管内支撑体系，桩身基础开挖时，桩身隆起会影响支撑的稳定性；为避免桩身垂直荷载作用于支撑体系，应加强钢支承头和临时柱桩节点的稳定性控制，同时加强立柱桩的轴力监测。

　　3.3基坑降水

　　浅层土的土壤湿度和渗透系数较大，为避免开挖基坑时出现纵向滑坡现象，要提前对预降水进行疏干降水。

　　3.4基坑土方开挖

　　开挖距离基底标高至少30cm处的土方时，应选择人工开挖，确保地墙接缝处没有渗漏水后再继续开挖；为减小基坑变形的可能性，开挖时应遵循“先中间，留围体”的原则；当面积较大的基坑被开挖至标高处时，要保证8h内完成垫层浇筑后，再进行电梯井和集水井的施工，严禁超挖；为使工程桩保持原貌，开挖四周时禁止使用挖机，应采取人工开挖的方式；开挖要实施分块，确保平衡，单块开挖要在15h内完成，并进行浇筑垫层，以保证大底板造在5d内形成。

　　4.结语

　　当前地下工程施工条件复杂，与单一支护相比，多种支护相结合的方式更具优势，不仅能够确保工程进度，还能保证工程质量，具有较高的安全系数。目前，本文工程的地下结构已经竣工，从工程开始直至结束一直保持安全平稳的状态，对基坑的监测显示其数据从未高于预警值。

　　（作者单位：中交四航局第二工程有限公司）