大直径圆环支撑基坑施工技术及工程实例

谢 强

(上海建工七建集团有限公司，上海 200050)

大直径圆环支撑基坑施工技术及工程实例

谢 强

(上海建工七建集团有限公司，上海 200050)

介绍了大直径圆环支撑基坑施工工艺的原理，对其施工工艺流程及支撑施工要求进行了阐述，并结合具体工程案例，对该基坑施工技术进行了评价，指出该技术具有受力性能合理、加快土方施工速度、经济环保等特点。

大直径，圆环支撑，基坑，工艺

1 概述

随着城市发展，为了土地开发价值的不断提高，超高层、地下空间建筑不断涌现，也推动了建筑工程技术的不断发展，同时，不同形式支护体系的出现，也对基坑施工技术提出更高、更严的要求，不仅要确保围护结构施工质量，更要合理组织基础施工流水作业，以确保基坑施工的安全性和时效性。在相同基坑条件下圆环支撑作为一种受力均匀、经济合理节约的支护体系，在保证深基坑施工安全的前提下已经越来越多的得到推广和应用，合理利用大直径圆环支撑体系宽广的无支撑施工区，可极大提高基础施工效率，缩短土方施工周期，取得良好的经济效益和社会效益[1-3]。

上海市南桥中企联合大厦项目与上海市儿童医院普陀新院项目基坑支护分别采用两道直径72 m和一道直径140 m钢筋混凝土圆环梁配合边桁架的深基坑支护体系，需在保证深基坑施工安全的基础上，提高基坑施工效率，降低开发成本。

本文结合上海市南桥中企联合大厦项目与上海市儿童医院普陀新院项目，总结了一套能有效利用大直径圆环支撑体系，控制基坑施工变形、提高土方施工效率，确保周边环境、既有建筑物、构筑物、地下管线安全的施工技术，值得在同类支撑体系中推广。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺原理

桁架式圆环内支撑体系是以基坑中心区大直径圆环梁结合边桁架支撑结构抵御基坑强大的主动土压力，使基坑出现65%～75%左右的无支撑施工区域，为大型土方机械入坑施工提供了多点开挖的条件。为适应钢筋混凝土圆环桁架支撑结构四周均匀受力的特点，土方施工须使支撑区域土方同步对称开挖，保证圆环支护体系快速进入整体受力阶段。通过坑内各层各块土方有计划的安排，创造土方连续大开挖的局面。

2.2 工艺流程

大直径圆环支撑基坑施工工艺见图1。

2.3 测量定位要求

1)先确定测量基准点，依次定出圆环受力立柱桩及腹杆梁位置，并及时通知监理单位进行复核。

2)仔细做好垫层标高，确保混凝土支撑处于同一水平面。支撑底部需铺设木模作为底模，底模宽度须大于支撑截面宽每边150 mm～200 mm，并且标高一致，表面平整，下方土层密实。

3)圆环梁按均匀对称曲线法逐段划线定位，确保圆环梁同一半径范围内的圆度,以保证圆环梁受力状态。

4)严格控制好圆环梁及边桁架主、次梁的梁截面尺寸。

2.4 支撑施工要求

1)严格按照设计图纸要求和现行钢筋混凝土规范有关内容要求进行施工。

2)施工缝为垂直缝，不得留斜缝。后一段浇混凝土前，应凿掉施工缝接口处的水泥浮浆和松动的石子并冲洗干净。

3)为了尽可能的减少混凝土收缩应力对支撑及立柱桩的影响，支撑施工时采取分段进行，一般不宜超过30 m。

4)考虑后期岛式挖土形式，支撑施工优先基坑四角边桁架区域挖土及支撑施工。

2.5 施工栈桥平台

配合大直径圆环支撑体系中心留岛式挖土，为保证大型机械入坑施工及后期中部土方收尾，同时减少场地狭小因素对基础施工影响，在圆环支护体系上，需增设入坑施工栈桥(见图2)。

2.6 挖土施工要点

1)确保大直径环梁边桁架支撑受力均匀稳定的要求，挖土过程中，安排专业指挥人员，不得损坏支撑梁。

2)严格控制每层挖土的深度进行放坡开挖，放坡比例一般不得大于1∶1.5。

3)必须采取同步对称开挖，以使圆环梁在挖土阶段得到受力基本匀称的要求。

4)挖土施工采取中心留岛式开挖，先开挖圆环梁及边桁架区域土方，确保圆环支撑快速进入整体受力阶段，减缓基坑变形，保证基坑施工安全，然后开挖中心区域土方，最终利用入坑施工栈桥进行中心区域土方收尾。

2.7 支撑拆除要点

1)支撑拆除前需满足换撑条件，拆除作业采用机械结合人工拆除。

2)作为整道支撑核心受力的大直径圆环梁，支撑拆除过程中先分区对称拆除边桁架与圆环梁连系，释放支撑应力。待圆环梁整体与边桁架脱离后，分段拆除圆环梁。

3 施工技术特点

3.1 受力性能合理

桁架式圆环内支撑形式，是一种以水平受压为主的圆环内支撑结构体系，能够充分发挥混凝土材料的受压特性，具有足够的刚度和变形小的特点。合理组织挖土施工流程，充分发挥圆环支撑体系整体受力性能强的特点，以利于基坑施工安全。

3.2 加快土方施工速度

利用大直径圆环支撑中心近整个基坑65%～75%无支撑空旷区，形成开阔的工作面，保证大型施工机械的入坑施工，挖土速度可以显著提高，达到缩短土方施工工期的目的。同时合理布置施工栈桥平台，可减少场地狭小等因素的影响，以利于基础施工。

3.3 经济环保

大直径圆环支撑体系一般比同类基坑井字形布置的钢筋混凝土支撑体系节省投资10%～14%左右，在同样保证深基坑施工安全基础上，降低了支撑围护开发成本，本身具有良好的经济效益。

4 应用实例一：南桥中企联合大厦工程

4.1 工程概况

本项目由一栋38层高的办公塔楼及3栋4层高的商业裙房组成，会展中心位于南侧商业裙房的4层。用地总面积为30 266 m2，总建筑面积为105 594.8 m2，其中地上建筑面积为76 072.7 m2，地下建筑面积为29 522.1 m2。主楼办公塔楼区域设两道直径72 m混凝土圆环支撑(见图3)。

4.2 工程监测与结果评价

采用大直径圆环支撑基坑施工技术，南桥中企联合大厦项目基坑变形水平位移累计最大值为19 mm，小于设计报警值30 mm，完全满足设计要求。相对于本工程地下一层采用斜抛撑支撑体系施工区域，地下二层采用大直径圆环支撑施工技术区域基坑变形更小，稳定性更佳，基础施工效率更高。

5 应用实例二：上海市儿童医院普陀新院工程

5.1 工程概况

上海市儿童医院普陀新院工程位于上海长风生态商务区，基坑总面积约28 000 m2，基坑开挖深度7.9 m～8.4 m。基坑围护采用φ900，φ1 000钻孔灌注桩(φ850@600三轴搅拌桩止水)加一道直径140 m钢筋混凝土圆环支撑的围护形式(见图4)。

5.2 工程监测与结果评价

基坑开挖结束至结构施工完毕，监测报告表明，围护墙顶监测点垂直水平位移变形变化较小，满足了施工要求，累计水平位移为9.0 mm，远远低于设计要求的20 mm水平位移变形报警值，同时在26 d内完成近17万m3深基坑挖土施工，说明采用大直径圆环支撑基坑施工技术既控制基坑围护结构的变形、保护了周边环境和道路管线的正常使用，确保了深基坑工程施工质量及施工安全，同时也极大提高了施工进度。

6 结语

大直径圆环支撑施工技术，能有效利用大直径圆环支撑体系特点，合理安排施工流水作业，在保证深基坑施工安全、可靠的基础上，提高深基坑施工效率，是值得在同类型基坑施工中推广的深基坑施工技术。

[1] 许开军,毛 云,谢昭宇.钢筋混凝土圆环支撑系统在深基坑设计与施工中的应用[J].岩土工程学报，2014(S1):62.

[2] 尹 骥,管 飞,李象范.直径210 m超大圆环支撑基坑设计分析[J].岩土工程学报,2006(S1):111-116.

[3] 蓝海江.双圆环内支撑在基坑支护设计中应用实例[J].广东土木与建筑,2013(6):28-30.

On construction technique of large-diameter ring support foundation pit and its engineering cases

Xie Qiang

(ShanghaiNo.7ConstructionCo.,Ltd,Shanghai200050,China)

The paper introduces the principle for the construction craft of the large-diameter ring support foundation pit, illustrates its construction craft procedure and support construction points, evaluates the foundation pit construction technique by combining with the engineering cases, and points out the technique can accelerate civil construction speed and protect environment economically with reasonable stress performance.

large-diameter, ring support, foundation pit, craft

2015-01-18

谢 强(1978- )，男，工程师

1009-6825(2015)09-0069-03

TU463

A