广东建材２００９年第１１期 施工技术 钻孔灌注桩＋内支撑复合支护技术 在深基坑工程中的应用 周一波 （湖南省岳阳工程公司） 摘 要：本文结合工程实例，详细阐述了在场地条件下，高层商住综合楼项目基坑支护采用钻 孔桩和钢板桩，钢筋混凝土水平支撑和工字钢水平支撑两种不同的支护结构体系结构设计要点和科 学验算，对其施工技术进行了详细介绍，对基坑支护结构施工效果进行了监测和评价。 关键词：钻孔灌注桩；基坑支护；结构设计：内支撑；监测 １工程概况 ２６．６～２９．３ｍ为粉质土层，湿坚硬；２９．３～５５．５ｍ为强风 湖南岳阳某综合楼建筑工程项目占地成矩形，长 化泥岩。地下水位较高，地表下约０．８４ｍ。 ５５．５２ｍ，宽１８．５ｍ。总建筑面积约１５５００ｍ ，楼高１５层， 设一层地下室，地下室层高分别为４．４ｍ和３．４ｍ，但外 ２基坑支护结构设计方案的选择 露０．９ｍ在地面上。场地自然标高约为一０．９０ｍ，地下室 根据该建筑物地形及钻探资料，综合分析该地下基 基础承台垫层底标高分别为一６．４ｍ和一７．３５ｍ，即地下 坑有如下几个特点： 室挖土深度分别为５．５ｍ及６．４５ｍ，具体布置详见图１。 （１）基坑开挖深度较大。 （２）基坑开挖深度范围内是杂填土、淤泥，土性差；地 下水位较高。 （３）地下室南面距某酒店只有５．５ｍ，且酒店有约３．０ 宽洗车槽场地及海鲜水池设在此５．５ｍ范围内，钻孔桩， 喷粉桩等机械无法靠近施工。并且一定要保证酒店正常 营业，地下室施工时要保证该酒店建筑物的安全。 通过对多种方案综合分析，最后确定地下室基坑南 面采用拉森ＩＩＩ型钢板桩围护，其余三面采用钻孔桩 ８００＠１１００围护，钻孔桩外侧采用 ５００、 ４００喷粉 桩联成止水帷幕。钻孔桩除基坑底为一７．３５ｍ部分采用 两层水平支撑外，其余钻孔桩均采用一层水平支撑设 计，钢板桩采用两层水平支撑设计。第一层支撑体系采 用钢筋混凝土梁（其中钢板桩仍使用ＨＫ３００Ｃ工字钢作 腰梁，节点利用焊接钢筋锚入支撑混凝土中），中间设 该建筑工程东面为小区道路，距路边约２０ｍ；南面 ８００钻孔支承桩。第二层支撑体系采ＨＫ３００Ｃ工字钢。 为单层临建某酒店，间距约５．５ｍ，该临建基础采用 由于部分基础承台阻挡节在二层支撑的支撑桩上，考虑 ６００喷粉桩，桩长约１５ｍ，但现场观察有部分墙体有不 到不能拖延加设支撑的时间，因而先加设支撑，然后支 同程度的开裂，这应该是由于基础不均匀沉降引起的， 撑与承台混凝土一起浇筑（见图２、图３）。 如果地下室深基坑支护结构有较大变化，就会对该酒店 此设计方案本着“安全、经济”的原则，一方面采用 造成较大不利影响：西面为围墙，距离约ｌＯｍ，北面是八 钻孔桩及钢筋混凝土支撑，经济合理，节省工程开支，又 层宿舍楼，间距约１３ｍ。 能保证基坑支护结构有足够的刚度和整体性；另一方 地质钻探资料显示，地质情况按孔深分层如下：０～ 面，钢板桩可接驳加长，使桩锤能悬空施打板桩，以解决 ３．７ｍ为杂填土，松散；３．７～ｌ６．７ｍ为淤泥质粘土，饱和 场地问题；另外，钢板桩的抗渗性能较好，钢支撑安 流塑；１６．７～２４．１ｍ为中细砂角砾层，饱和，中细砂松 拆方便，施工速度快，且钢板及钢支撑可重复使用。 散，角砾稍密；２４．１～２６．６ｍ为粉质粘土，饱和硬塑； ５５— 施工技术 Ｋｐ－Ｋ。） ２．９４ｍ。 广东建材２００９年第１１期 （３）按简支梁计算等值梁的两支点反力，求得： Ｐｏ＝１２７．３ｋＮ／ｍ，Ｒａ＝１３４．６ｋＮ／ｍ。 ＼＼ ＼＼ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ （４）计算钻孔桩最小入土深度ｔｏ＝Ｘ＋Ｙ，Ｘ＝１０ｍ，求得： ｔｏ＝１２．９４ｍ；ｔ＝１．１３Ｘｔｏ＝１４．６２ｍ；Ｌ＝ｈ＋ｔ＝５．５＋１４．６２：２０．１２ｍ。 －．一一一一 ／一一一 Ｉ 一一一一０一一一一 Ｉ ／ Ｉ ＿＿ｆ ／ 引§ 综合考虑桩长取Ｌ＝２０ｍ。 （５）按剪力为零处弯矩最大，求得最大弯距： Ｍ￣＝２４６．８ｋＮ／ｍ。 （６）采用 ８００径钻孔桩，每隔ｌｌＯＯｍｍ布置，最大弯 工 图２地下一５．９ｍ支撑平面布置图 图３ Ｉ－Ｉ剖面图 ３支护结构设计的验算取值 ３．１钻孔桩的计算（按等值梁法计算） （１）ｒ、Ｃ 、ｑｓ 按２０ｍ范围内的加权平均值计算，求得： ｒ＝１５．９Ｋｎ／ｍ，１ｌｒ ｋ＝１２。；主动土压力系数Ｋａ＝ｔｇ。（４５—１２／２） ＝０．６６；被动土压力系数Ｋｐ＝ｔｇ。（４５＋１２／２）＝１．５２；查表得 Ｋ＝Ｉ．２８；ｅＡｈ＝ｒｈＫ ＝ｌ５．９ Ｘ５．５ Ｘ０．６６＝５７．７ｋＮ／ｍ。；ｅＡｑ＝ｑＫ￣＝ ２．６４ ｋＮ／ｍｚ：计算简图见图４。 图４计算简图 （２）基坑面以下支护结构的反弯点取在土压力零的 ｄ点，视为一个等值梁的一个铰支点，计算桩上土压力 强度等于零的点离基坑底面下的距离为：ｙ＝Ｐ ／ｒ（Ｚ· ５６一 矩设计值：Ｍ￣＝２４６．８×１．１ Ｘ １．２＝３２５．８ ｋＮ／ｍ，桩混凝 土等级为Ｃ２５，通过常规方法计算，钻孔桩选配１６ ２０ （对称配筋，承受最大弯矩每侧配密箍 ８＠２５０）。 ３．２水平支撑ＧＬ 的截面设计 水平支撑ＧＬ。的截面尺寸定为５００Ｘ９００ｍｍ，作用于 ＧＬ１的竖向荷载包括ＧＬ 的结构自重ｇ＝１．２５ｋＮ／ｍ和支 撑顶面的施工荷载ｑ＝９．７ｋＮ／ｍｚ，作用在支撑结构上的水 平力包括由土压力和坑外地面荷载引起的围护墙对腰 梁ＱＬ，的侧向力。可按围护墙沿腰梁长度方向分布的水 平乘以支撑中心距确定，即支撑的轴向力为 Ｎ（）：７．５Ｒ ７．５×１３４．６＝１００９．５ｋＮ。 水平支撑ＧＬ 按偏心受压构件计算。取内力标准值 综合系数为１．２，则ＧＬ。上的弯矩Ｍ＝Ｉ．２ Ｘ（ｇ＋ｑ） １ ｏＶ８＝２１９．１ｋＮ／ｍ；轴力为Ｎ－－１．２Ｎ ＝１２１１．４Ｋｎ，为了构造 简便，ＧＬ 采用对称截面配筋，经按常规方法计算，ＧＬ 上 下各选配６ ２５，箍 ８＠２００（四肢）。 ３．３腰梁ＱＬ 的截面设计 ＱＬ 梁的截面尺寸定为５００ Ｘ ８００ｍｍ，围护墙沿ＱＬ 梁长度方向分布的水平反力为ｑ＝Ｒ￣１３４．６ ｋＮ／ｍ，考虑 八字撑的影响，ＱＬ 梁的计算跨度按规范取ｌ。＝（１＋１ ） ／２：５．０ｍ，ＱＬ１梁按连续梁考虑。查表知Ｍ ＝０．１０７ｑｌ：Ｘ １．２＝５０４．７５ ｋＮ／ｍ，最大剪力Ｏ￣ｘ＝０．６０７，ｑｌ ｐ４０８．５ｋＮ。 通过正截面承载力计算及斜截面抗能力计算，选配 ６ ２５（每侧），箍 ８＠２００（四肢）。 ３．４工字钢Ｉ３０的强度验算 查表Ｗ ＝４７２．３×１０。ｍｍ ； （ｆ）＝２１５Ｍｐａ，得 ｆ＝Ｍ ／ｗ ＝１０６．９Ｍｐａ￣（ｆ），所以，采用Ｉ３０工字钢偏于安 全。 ３．５钢板桩的计算 基坑深６．５ｍ，经验算是一层内支撑不满足要求，为 此要用第二层内支支撑。采用现在拉森ＩＩＩ型钢板桩，其 截面特性：Ｗ ＝１６００×１０。；ｆ＝２００Ｎ／ｍｍ ；最大弯矩设计值： Ｍｍａｘ＝１．２ Ｘ １８９．２＝２２７．０４ｋＮｍ／ｍ；ｆ＝Ｍ ／Ｗ ＝１４２＜２００Ｎ／ｍｍ ； 考虑到现有钢板桩规格等因素，经验算桩长设计为 广东建材２００９年第１１期 ２０ｍ，保证深基坑支护结构安全。 施工技术 的深度，然后拆除第二层支撑，继续填土至能施工地下 室底板为止。 （５）第一层支撑（－２．２ｍ）待±０．Ｏ０楼面施工完毕，围 堰桩与地下室外壁回填土方至一３．Ｏ０标高外才拆除。 ３．６第二道腰梁ＱＬ，的截面设计 设计采用Ｈ钢ＨＫ３００Ｃ，其截面特征值：Ａ＝２２５．１× １０２ｒ啪。：Ｉｘ＝４０９４８×１０ ｍｍ ：Ｉ ｖ＝ｌ３７３４×ｌＯ ｍｍ ；Ｗ ＝２５５９× １０３ｍｍ３￣Ｗ ＝９００×１０ 。；ｉｘ＝１３５ｍｍ；ｉ ｙ＝７８ｍｍ；沿ＱＬ２梁上分布 水平力ｑ＝１．２ Ｘ ２４３．２＝２９ １．８ｋＮ／ｍ；Ｍ＝Ｏ．１ ０７ｑＬｏ２：７８０．７ｋＮｍ； ４．４降排水处理措施 基坑上部外围采用集水井和排水沟联合排水，虽然 ｆ＝Ｍ／Ｗ ＝３０５＜３ １ ５Ｎ／ｍｍ。。 ３．７第二层水平支撑ＱＬ 截面设计 ＱＬ 梁采用ＨＫ３００Ｃ钢梁，其自重ｑ＝１．７７ｋＮ／ｍ；自重 产生弯矩Ｍ＝２２．２ ｋＮ／ｍ；轴向力Ｎｎ＝７．５ＲＲ＝２１８８．８Ｋｎ； Ｔ ｅ＝Ｍ·Ａ／Ｎ；Ｗ＝Ｏ．０８９＜３ｏ；入 １ ｉ ；ＩＩ￣ｂ＝Ｏ．３７４；ｆ ２ ：２６０Ｎ／ｍｍ。＜３ １ ５ Ｎ／ｍｍ 。 以上结构设计理论值经验算，符合设计规范要求。 ４基坑支护结构的施工技术要点 ４．１钢板桩的施工 为避免施：［打工程桩时震动及土壤挤压对酒店的 基础影响，所以靠近酒店（平行于Ａ轴）的钢板在工程桩 施工前先打，打完钢板桩后在板桩背后做排水沟。 ４．２钻孔桩及啧粉桩施工 全部钻孑Ｌ桩均在工程桩完成后才进行钻孔施工，钻 孔桩采用“跳打”的方式施工。喷粉桩按钻孔桩的施工进 度分段插入施工。 ４－３挖土施工及支撑的设置和拆除 （１）钻孔桩完成后，降土约１．３ｍ深（即支撑梁面标高 ２．２ｍ），制作第一层支撑，该层支撑完成后大面积回填 ３００ｍｍ厚土，支撑面为不少于３００ｍｍ厚的准石粉石渣， 这样一方面保护支撑不被机械压坏，另一方面有利于运 泥车在场上行走。 （２）地下室大面积降土时，根据加设第一层支撑后， 未加设第二层支撑之前，保证钢板桩安全的验算挖土深 度来开挖土方，并且通过研究核算决定，除坑底设计标 高为一７．３５ｍ的部分和靠Ａ轴至钢板桩的范围内挖土至 ５．９ｍ深，并按Ｉ—Ｉ剖面图所示在靠近钢板桩留设土台 外，其余部位均大面积降土至标高一６．４ｍ。这样，通过预 留土台，增加被动土压力的土坑力，保证钢板桩的安全， 充分利用机械挖土，加快施工速度。实践证明该方法是 可行的，但不同的土质其留设的土台的宽度不同。 （３）第二层支撑应在挖土后两天内加设完成，不能拖 延时问，保证整个支护结构安全。 （４）全部桩承台施工完毕后，用石粉、石渣将基坑回 填至于一５．９ｍ处，这样，使整个基坑底回复于一层支撑 钢板桩及粉喷桩止水帷幕抗渗性能较好，但为防止基坑 开挖时的雨水、少量渗水及土层含水量的影响，基坑底 四周共设８个集水井，井壁用砖砌筑，但砖缝必须疏水， 井内径为１．０ｍ，井底标高比施工面低０．８ｍ，井内设潜水 泵，集水井用排水沟纵横联接。这样，由排水沟、集水井 和抽水设备组成一个简易的降排水系统将地下水位降 低至６．Ｏｍ以下。 ４．５钢板桩的回收 完成±０．Ｏ０楼面，全部支撑拆除后，采用吊车在 Ａ～Ｂ轴的楼面行车回收钢板桩。 ５施工监测 为及时掌握基坑支护工程的变化动态，对该项工程 采取专门监测，对所定的监测内容定时进行观测，印制 标准表格，进行数据整理，绘制位移（沉降）一时问坐标 图，以观察各参数随时间的变化趋势，及时反馈信息，指 导土方开挖和后续工程施工。 观察项目包括：①观察南面酒店及北面八层宿舍楼 的轴线标高变化，在靠近基坑支护工程的墙转角及中间 各设四个三角标志；②观察东面小区道路及西面围墙的 标高位移变化，各设两个标志；③钢板桩墙及钻孔桩墙 每隔１５ｍ设一点，观察水平位移和垂直度。 监测结果表明：从挖土到地下室工程完工，共进行 １８次监测，在整个监测过程中，围堰的位移、倾斜、支撑 变化均正常，周围建筑物、道路、管线安全。主要监测结 果如下：①南面酒店的轴线无变化，最大沉降量为３ｍｍ。 ②东面小区道路及西面围墙无明显变化。③钢板桩最大 倾斜１３ｍｍ，最大移位为１８ｍｍ；钻孔桩的最大位移为 ４ｍｍ，无明显倾斜面。监测结果也说明此基坑支护结构设 计方案是十分成功的，并且说明采用钢板桩和钻孔桩， 钢支撑和钢筋砼支撑所组成的基坑支护结构，刚度及整 体性良好。 ６技术经济分析 该基坑支护结构的总造价约为２５２万元，总设计基 坑支护长度为１５６．９５ｍ，平均每延长米的费用为１．６ 万。基坑支护结构施工工期为５２ｄ。这对于主要土层内 磨擦角仅为９。且挖土深度超过６ｍ的地下室基坑支护 ５７— 施工技术 广东建材２００９年第１１期 广州珠江城底板大体积混凝土的施工实践 罗绮婷 ［上海建工（集团）总公司广州公司］ 捅 璺：广州珠江城底板混凝土总量约１７，０００ ｍ。，分成Ａ、Ｂ、Ｃ三个区浇捣，其中Ａ区一次性连续浇 捣１２，０００ ｍ。，且Ａ区底板面积达５，０００ ｍ ，底板最厚处为９．４５ ｍ。在施工上精心组织，采取自西向东 逐步退捣的浇筑方法，合理布置混凝土泵车，对每台泵车浇筑区域混凝土的方量和浇筑时间周密筹 划，有效避免了施工冷缝。为防止大体积混凝土水化热产生温度裂缝，在混凝土中布置温度测点实时 监测温度变化，根据监测值及时进行保温养护，采用数字化施工的手段确保了大体积混凝土的浇筑质 关键词：大体积混凝土；施工冷缝；温度裂缝；温度监测 １工程概况 珠江城项目位于广州市珠江新城核心商务区Ｂ１－８ ２７．８ｍ￣３０．１ｍ；塔楼电梯井深坑位于基坑中部，面积约 ３５０ｍｚ，开挖深度约３６ｍ。基坑长度超过ｌＯＯｍ，宽约８０ｍ， 如图１。 地块，建筑规划总用地面积１０，６３６ｍ。，总建筑面积 塔楼核心筒和塔楼柱下基础底板厚度为３．５ｍ，两 ２１１，４０８ｍ。，地下５层，地下室建筑面积４１，３０７ｍ。，地上 个电梯井深坑的底板厚达９．４５ｍ，塔楼其余区域底板厚 部分包括一栋７１层３１０ｍ高的超高层办公楼和一栋５ 度２ｍ。裙房基础厚度除柱下为２ｍ外均为１．２ｍ。底板上 层３３．３６ｍ高的高级国际会议中心。塔楼上部结构采用 设置了两条膨胀加强带，基础底板厚度分布情况如图１ 带端部支撑的钢框架一核心筒结构体系。 所示。底板混凝土强度等级为Ｃ４５，抗渗等级１．２ＭＰａ，总 珠江城基坑面积约８２３５ｍ。，大面积开挖深度 方量约ｌ７０００ｍ０。 ２施工部署 按照设计提供的膨胀加强带将底板施工分为Ａ、Ｂ 和Ｃ三个区域进行，分区及各区混凝土方量如图２所 不。 塔楼电梯井深坑底板最大厚度为９．４５ｍ，从钢筋制 作、绑扎、混凝土浇捣和水化热控制等多方面考虑，将底 板以相对标高一３１．９５ｍ为界分两层浇筑。也就是说将Ａ 区分两次浇捣，整个底板混凝土浇筑共分４次，见表１。 底板混凝土为商品混凝土，Ａ区深坑底板第一次混 凝土由信强搅拌站通过ｌ５辆混凝土搅拌车运输，采用 ２台车载泵浇筑；第二次Ａ区剩余混凝土浇筑，由信强 图１底板平面尺寸及厚度分布图 工程来说是比较经济和省时的。 焊联接，施工灵活方便，缩短工期；工字钢可回收重复使 用，降低基坑支护费用。● ７结论 综上所述，本工程基坑围护针对不同现场情况，不 【参考文献】 同开挖深度，综合采用了钻孔桩、钢板桩、卸土、挖土预 ［１］《基坑土钉支护技术规程》（ＣＥＣＳ９６１９７）；北京，中国建筑工业 留土台、钢筋混凝土内支撑和钢内支撑等方法，即达到 出版社 设计的目的，而且围护费也合理。 内支撑的设置不仅满足整个支护结构计算内力的 合理性，同时还要为方便施工创造条件。本工程设上、下 两层支撑均采用对撑及角撑，不仅满足设计内力要求， 而且有利于机械挖土，且第二层支撑采用工字钢，用电 ［２］《建筑地基基础设计规范》（ＧＢ５０００７—２００２）；北京，中国建筑工 业出版社，２００２ ［３］秦四海，深基坑工程优化设计［Ｍ］：中国地震出版社． ［４］刘建航、侯学渊；基坑工程手册［Ｍ］；中国建筑工业出版社 ５８一
