内支撑支护的深基坑土方开挖探讨

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【摘要】深基坑支护是保证建筑工程进度、质量以及安全施工的重要工程。对于一些受到各方面限制因素比较多的深基坑工程，多采用内支撑式基坑支护结构进行施工。本文结合实际的工程实例，对内支撑支护的深基坑土方开挖特点、方案进行分析。

【关键词】深基坑工程；内支撑支护；土方开挖

随着城市化进程的不断深入，高层建筑已逐渐成功各大城市发展的重要标志。在现代建筑工程中，深基坑工程的开挖规模越来大，深度越来越深，导致深基坑的开挖受到各方面因素的影响越来越多。深基坑内支撑支护，可以将支护结构所承受的侧向水、土压力转化成轴压力，且结构简单，有利于提高工程工效，能保证深基坑工程在建筑密集区进行开挖。

1 工程概况

以我省某市某一建筑工程为例，该建筑地上25层，地下2层，总高度为98.2m，总建筑面积为12.58万m2。该工程深基坑为长方形，总面积为11532m2，采用两道钢筋混凝土内支撑，平均开挖深度为15.10m，土方开挖量为16万左右。该基坑周围空间狭小，东侧2.8m处有一处5层建筑物，且有3道自来水管道经楼顶西侧穿过。基坑南侧8m处有一处18层建筑，基础埋深为6.8m，另有污水管道从建筑的北侧经过。而基坑西侧同样有一处8层建筑；而基坑西北角的9.5m处有一栋9层建筑；基坑北侧9.5m处有一栋4层建筑，该建筑和基坑之间穿过一道东西走向的污水管道。

2 该深基坑的土方开挖特点

该深基坑的平均开挖深度为15.10m，局部达到17.35m，其开挖范围的地层有7层，第①层为杂填土；第②层～第⑦层均为粉土。通过对施工现场进行勘察发现，粉土层比较厚，且渗透系数比较大，地下水位平均2.5m，基坑内采用管井疏干，坑外为高压旋喷桩截水。该深基坑的土方开挖的特点如下：（1）开挖深度较深，必须要对支撑体系与周围建筑、管线的变形进行严格控制；（2）地层为粉土，土质较差，容易出现塌方情况；（3）基坑开挖工期紧迫；（4）内支撑挖土主要以掏、倒土为主，只在西北角除设置栈桥；（5）基坑内的桩分布比较密。

3 该深基坑土方开挖的施工方案

3.1 土方试开挖

为了保证深基坑的安全、顺利施工，必须要合理控制开挖技术参数。为了合理控制开挖的参数，应先对局部土方进行试开挖。在该工程中，以东侧的某点作为试开挖点，开挖宽度为15m，标高为-1.5～-8.5m。一层与二层的开挖深度分别为3.4m、3.5m，垂直开挖，在挖好一层后的第2天可进行第二层的开挖。当两层开挖后1天后进行监测发现，一层、二层的围护桩深层水平位移分别增加了0.7mm、1.7mm，且第二层在开挖后的3天后共增加3.1mm。因此，在工程中可以3.5m作为分层开挖的控制深度。

3.2 土方开挖的要求

该深基坑的土方开挖采用“时空效应”的开挖理念，即在当前的条件下进行分块、分段、分层开挖，并做到随挖随撑。在进行试挖之后，对该工程的施工现场及挖土的实际情况进行分析，对基坑土方的开挖分为4层进行开挖，而每层土方都要根据东北角、东南角及西南角角撑、南对撑、北对撑、栈桥进行开挖。

3.2.1 层土方开挖的施工方案

3.2.2 第1层的开挖

第1层土方处在第1 道支撑梁上，在铺垫好道路与分块、分段开挖之后，就可以进行第1 道内支撑的开挖。

3.2.3 第2层的开挖

第2层的开挖其实就是第1 道支撑梁的继续开挖，由于受到支撑梁与钢构立柱的影响，其开挖空间比较小。开挖的顺序先东后西，在不影响其他区域下同时进行开挖。首先，铺垫出土通道，不允许施工设备从过梁处直接经过，而道路跨梁部位梁的两边采用砖渣垫高0.3m，并进行路基板的架设。其次，沿着通道壁进行倒土区土方的开挖，深度为5m；并沿着倒土区对支撑梁进行内掏与倒土，在倒土至梁边后，利用大挖机进行倒土，并装车外运。而当土方开挖与基坑壁相距10m内时，应进行分段开挖，每段土方的开挖长度应控制在15m以内，而深度应控制在3.4以内。分段开挖应分为两个工序，即在第一序完成1天后才能进行第二序的开挖。最后，要严格控制支撑体系的混凝土强度，若其强度未能达到设计标准的80%，坚决不允许土方的开挖。

3.2.4 第3层的开挖

第3层土方的开挖顺同样是先东后西，在不影响其他区域下同时进行开挖。首先，铺垫出土通道，沿通道壁进行倒土区土方的开挖，标高为-11.8m。该层的土方开挖必须进行分段、分层进行，且要保证均匀度与对称度，以减少变形量。在土方开挖过程中必须要控制好出土的堆积高度，避免出现塌方现象。要求各个施工设备与水井之间的距离应在2m以上。对于钢格构立柱，必须要贴好反光贴与其他标识，避免工程车辆的碰撞。当第3层土方开挖西北角的栈桥时，应挖断栈桥东部的道路，以预留出一些土方铺设道路，以为第4 层开挖提供施工道路。当栈桥下的土方掏土、倒土之后，必须要立即进行栈桥下的支撑梁施工。

3.2.5 第3层的开挖

该深基坑的第4 层土方由于受到第2 道支撑与桩头的影响，其开挖的难度要比前面3层高。当栈桥下的支撑梁完工3天后可进行道路的铺设，以为4 层开挖提供施工道路，开挖道路与第3层相同。当大挖掘机开挖至倒土坑之后，可采用小挖掘机在支撑梁下进行掏土与倒土，同时根据小挖掘机的掏土进度凿截工程桩桩头，当桩头凿截完成之后，可使上锚筋弯曲，当土方收头后再将上锚筋调直。当土方开挖到栈桥部位时，堆土至栈桥，并进行外运。

4 基坑的监测

在深基坑土方开挖时，应配合好基坑监测，并根据监测结果对土方开挖方案进行调整。在基坑的围护桩处设置15个水平位移监测点。通过对基坑的监测发现以下几种现象：（1）在土方开挖的1天内，侧向位移出现较大程度的增长，但增长幅度会随着时间的延长而减小，在第3天时基本处于稳定状态；（2）在超挖1m后，侧向位移能高出正常位移的1.5～2m倍，且会随着超挖深度的不断增加而增加；（3）随着基坑开挖的深度越深，侧向位移逐渐下移，且都处在开挖面以上的位置。

5 结束语

该工程经过接近4个月的施工，共完成了支撑梁下的4层土方开挖。经监测发现：最大的围护桩深层水平位移为25.0m，且周围的建筑物、管线完好无损，且深基坑土方的开挖是在计划工期内完成。综上所述，在土方开挖过程中，必须要根据工程的实际情况，确定合理、可行的土方开挖方式，采用内支撑支护的形式进行分块、分段、分层开挖，以有效防止支护变形的出现，从而保证深基坑的安全施工及工期。

参考文献：

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