摘要：本文通过工程实例，对复杂地质条件下高层建筑基础施工内支撑支护技术应用探讨,以供类似工程参考。
关键词：复杂地质条件；高层建筑基础施工；内支撑支护技术
前言
近年来，城市建筑为了充分地利用地下空间，大部分高层建筑都设计有地下室，其埋置深度也越来越深，对基坑工程施工要求也就越高。内支撑施工工艺可以尽可能使地下室外壁贴近建筑红线进行设计，能够尽可能地增大地下室的面积，还可以避开如地下连续墙工艺或钻孔桩工艺对地下及周边环境的污染的弊端。因此，广泛应用于高层建筑基础施工中。本文通过工程实例，对复杂地质条件下高层建筑基础施工内支撑支护技术应用探讨,以供类似工程参考。
二、工程概况
某商业建筑工程项目，总建筑面积约为21723.54，建筑高63米，地面21层，地面建筑面积16363.04m2 ，地下室二层，地下建筑面积5360.5m2，工程结构形式楼座为剪力墙结构，地下车库、地上商铺为框架结构。±0.00相当于绝对标高779m，褥垫层底标高为－7.42m，车库基底标高为－7.47m，地下水位平均标高－6.63m。
根据场地勘察，基坑南侧为某小区车库，其自然地坪为778.5m(相当于±0.00 为－0.6m)，车库基底标高为－6.0m，车库入口的外边线到基坑边为2.9m，车库地基处理为灰土桩与碎石桩。考虑到内支撑支护体系整体刚度较大，能更好地控制土体的变形，最大限度地减少对周边建筑物和地下管线的影响，综合场地支护结构特点、地质条件和周边环境等因素须采用钢管内支撑配合土钉方式进行。基坑开挖深度为8.24～11.45m，基坑安全等级为一级。
三、工程地质条件和水文地质条件
基坑开挖范围内主要涉及以下土层（见表1）。
(1)素填土①：灰色、灰黄色等，主要由坡残积砂质粘性土组成，含砂量为10～30％，呈松散状态，厚度为1.80～3.40m。
（2）粉质粘土②：灰黄色，主要由粘粒粉粒组成，含砾量少，塑性高，强度随深度有所渐小，呈稍湿～湿、可塑～可塑偏软状态，厚度为0.50～2.40m。
（3）淤泥③：灰色、深灰色等，主要由粘粒和粉粒组成，含有机质及植物腐殖质，略有异味,厚度为1.30～4.60m。
（4）粉质粘土④：灰黄色、红褐色，可塑状，具中压缩性，以粘粒、粉粒和砂粒为主，部分含有少量石英砂砾，厚度为1.90～3.60m。
（5）残积粘性土⑤1：灰褐、灰黄、褐黄色，可塑状，具中压缩性土，厚度为1.90～13.00m。残积粘性土⑤2：灰黄、褐黄色，硬塑状，低压缩性土，厚度为1.00～6.40m。
场地地下水主要赋存于素填土①1、素填土①、粉质粘土②、淤泥③、粉质粘土④、残积粘性土（⑤1、⑤2）及风化岩中。场地内各岩土层的含水性、透水性一般或较差，为弱透水层。
四、基坑支护设计与施工
（1）基坑支护设计：支护面长度约220m，采用钢管斜支撑。当支护钢管长度大于12m，采用Φ245×8支护；当支护钢管长度小于12m，采用Φ219×8支护；钢管支护间距为3m。直接用斜管顶紧支护。
（2）施工工艺
1）工艺流程
测量支护长度→支护管下料→钢板桩施工→土方开挖出1000mm 宽沟槽→支护管制作→支护管安装→土方开挖→土钉支护→主体完工→支护拆除。
2）施工方法
①设备选型。为了节约工期，综合考虑现场的施工场地，桩打入时采用履带式挖掘机。该设备自重相对于履带吊振动锤较轻，行走自如，施工速度快，安全性能高，24h都能施工。
②定位放线。放出结构准确的灰线，从结构线每边按图纸引出一定的尺寸预留基坑施工作业面，作为打桩的方向线。在方向线以外0.5m处设一定位线，在施工过程中随时校核，保证桩打在一条直线上，开挖后方便围檩和支撑的施工。
③钢板桩打入。钢板桩采用18号槽钢桩，桩长为5m。挖掘机把桩夹起同时吊到打桩灰线上空，两辅助工利用工具辅助挖掘机对好方向。
④垂直度控制。钢板桩打入时有一人专门指挥，随时调整钢板的垂直度，保证其垂直。
⑤ 土方开挖。采用履带式挖掘机进行开挖，自卸式汽车运土。开挖顺序为先将场地平整，然后开挖出1000mm 宽沟槽，再安装支护管，支护管安装完成，紧跟着开挖3m长后，停止开挖，随后紧跟支撑。
a.基坑土方必须分层均衡开挖，每层开挖高度不宜超2m，淤泥层不超过1m，以确保开挖过程土体的稳定。b.土方开挖时分段进行，每段长度约3m。开挖到设计标高后，立即进行土钉支护的施工，然后再开挖相邻的土方。c.土方开挖与地下结构施工过程中基坑周边不得堆载，土方开挖至设计标高后应立即浇捣素混凝土垫层。
⑥支撑施工。下料采用手把割下料。钢管在组立前应矫正其变形，并达到符合控制偏差范围内。斜支撑根据现场尺寸加工成定尺，用塔吊将钢管吊至现场。支撑采用Φ245×8型钢支撑的形式，支撑着力处的围檩应局部焊加劲板。内支撑顶部工字钢与基坑土体之间的空隙用C30细石混凝土填塞，其C30细石混凝土用42.5 级快硬硫铝酸盐水泥拌制，以起到快速凝结，迅速受力的效果，混凝土浇筑时下部支设竹胶板并用钢管支撑。
⑦土钉支护。土钉支护采用人工打入Φ48钢管进行成孔。基坑南侧管线较多，所以锚杆成孔时应随时掌握探入深度，以不触及管线为宜。水泥浆采用P.O42．5标号的水泥，注浆等级为M15，用Φ6.5钢筋编网，采用Φ14～Φ16钢筋作为斜拉加强筋；面层采用C20细石混凝土喷射而成，土钉倾角5º～ 15º。土钉长度为1m。
⑧支护拆除。主体施工完毕且基坑外围回填土回填完毕后，切断局部影响工程布局的内支撑钢管。
五、支护结构监测与检测要求
（1）监测工作内容
①坡顶土体水平位移，沉降；②基坑南侧车库地面及墙面位移、沉降；③地下水位情况。
（2）监测时间及间隔
①在土方开挖之前应进行基数测量，且次数不少于两次；②在每层土方开挖前后、支护完成前后、工况发生变化时应进行测量，其他正常情况下每2d～3d测量一次，如发现变形速率增大或总变形较大时应加密测量次数。
（3）监控预警指标
基坑支护结构的最大水平位移已大于基坑开挖深度的1/200，或其水平位移速率已连续三日大于3mm/d；基坑支护结构的支撑体系中有个别构件出现应力骤增、裂缝的迹象；周围建(构)筑物的不均匀沉降已大于现行建筑地基基础设计规范规定的允许沉降差，或建筑物的倾斜速率已连续三日大于0.0001H/d；道路路面水平位移大于40mm或附近地面裂缝大于10mm；基坑底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等)。
六、结语
总之，在高层建筑基础具体施工中，一定要综合考虑基坑开挖深度，当地的地质条件，地下水的类型、稳定水位深度，岩土的性状，以及周边环境、施工季节等各种因素，结合地区经验，科学合理地设计，认真精心地组织施工，确保深基坑的安全稳定。本工程项目深基坑采用内支撑支护施工技术，由于措施得当，取得了满意的施工效果。
参考文献：
[1]方伟.建筑工程的深基坑支护施工技术探讨[J].科技风. 2010(07).
论文作者:黄志攀
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/26
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