深基坑支护采用水平型钢支撑时的挖土方法

吕杰春，黄先频，张维炎，方永春

（1.浙江省建工集团有限责任公司，浙江 杭州 310012；2.浙江贝利建设集团有限公司，浙江 杭州 310012）

深基坑支护采用水平型钢支撑时的挖土方法

吕杰春1，黄先频1，张维炎1，方永春2

（1.浙江省建工集团有限责任公司，浙江 杭州 310012；2.浙江贝利建设集团有限公司，浙江 杭州 310012）

针对水平型钢支撑上不能通行汽车及挖到支撑标高后，须及时形成支撑，以满足设计工况的特点，今采用两侧留三角土，中间掏挖通道，前行至基坑远端后全面退挖一段，施加一段支撑的方法，避免了汽车压支撑的情况，也能在挖到标高后立刻加以支撑，确保了基坑和周边环境的安全。当支撑标高至坑底标高之间的净空高度不能满足挖机及运土车通行时，则采用退挖法。

基坑工程；型钢支撑；退挖法；设计与施工配合

深基坑工程施工时，为确保基坑工程和周边环境的安全，需要进行支护设计。针对基坑开挖的深度，土质特性以及周边环境需要加以保护的具体情况，对深基坑常采用桩墙支护加支撑，辅以止水帷幕、降排水、软土中采取被动区加固等方法。型钢水泥土搅拌墙（SMW工法桩和TRD工法-渠式切割水泥土连续墙）就是桩墙支护的一种型式，支撑常采用混凝土支撑和钢支撑。近年来，浙江省建筑设计研究院和东通岩土科技（杭州）有限公司在国内首先研发了“水平型钢支撑技术”。该支撑体系为预应力装配式钢支撑，H400×400×13×21构件通过高强螺栓连结，宽度和高度方向可组合拼装。因此，刚度大，施工速度快，可减少基坑暴露时间；可通过施加预应力，变形控制效果好；相对于常规桩墙支护和混凝土支撑，型钢水泥土搅拌墙和型钢支撑体系无泥浆排放、无噪音、无建筑垃圾和粉尘，型钢支撑可以循环利用，是一种绿色支护技术，适应范围日趋广泛。但型钢支撑上不能通过汽车，因此必须研究挖土方法以适应型钢支护体系。本文以实例介绍型钢支撑且有鱼腹式桁架时的挖土方法，引伸到有竖向多道型钢支撑时的挖土并强调了设计与施工配合的重要性。

1 工程概况

某工程位于杭州市，地下2层，地上A、B楼16层，C楼17层，基础形式为筏板基础+钻孔灌注桩，结构类型为框剪。

基坑总面积约1 511 m2，总长521 m。基坑开挖深度为9.0～10.8 m。基坑围护形式采用型钢水泥土搅拌墙，结合重力式挡土墙，被动土区加固采用六轴搅拌桩，坑中坑采用水泥搅拌桩止水；支撑体系采用一道预应力装配式鱼腹梁钢支撑。

2 深基坑土方开挖施工要点

1）基坑地下2层，开挖深度11 m左右，采用SMW工法桩加一道型钢支撑支护。支撑平面布置图及典型支护剖面图见图1、图2。

图1 支撑平面布置图

图2 典型支护剖面图

①支撑中心标高-4.4 m、支撑底标高-4.6 m，自然地面标高-0.4～1.2 m，坑底标高-10.2 m，出土口在西侧阳角处（有鱼腹式桁架），出土坡道至中间对撑之间水平距离约58 m。

②自然地面与支撑面标高有3 m高差，因支撑面上不能堆土通行汽车，因此需设出土钢平台。钢平台伸出宽度应大于鱼腹式桁架的范围，因此用400 mm×400 mm×10 mm方钢管作钢平台竖向承重柱，再配合钢板兼作出土坡道后端挡土板，见图3。

③由于支撑底标高到坑底标高有5.6 m空间，水平空间尺寸有58 m，因此汽车可以下坑，在支撑下通行。挖到支撑标高后，全面且及时架设型钢支撑。挖支撑下土方时采用掏挖法，由近往远掏挖。为了避免挖到坑底（多道支撑时为下一道支撑底）标高后不及时架设支撑而架设支撑后又不能在支撑上通行汽车，汽车下坡道后，中间对撑（角撑处也相同）可以只掏挖中间通道，即支撑两端的云线范围保留土方，使挖出通道后土压力仍能平衡，保持基坑的稳定，然后由远而近地挖土到坑底（竖向多道支撑时，远处挖出一块区域，立即加上该区域下道支撑）。见图4。

④如坡道水平投影长度不够，则运土车辆可以不下到坑底，停在坡道上，由挖土机接驳装土。

⑤如支撑底到坑底的空间高度不能满足挖机和运土车辆的高度，则建议与设计人员沟通，适当调整支撑标高，以便挖运土方。

2）当基坑竖向设置多道型钢支撑时的施工要点如下：

①如支撑之间净空高度不能满足汽车通行（小于4 m），也建议设计调整支撑标高，来满足汽车通行。

②如无法调整满足汽车通行的要求，则第一道支撑必须改成混凝土支撑并设置栈桥，只能在栈桥上挖运土方。

③如支撑间的水平距离不能满足出土坡道的水平投影长度，汽车也下不了第一道支撑以下，也只能在栈桥上挖运（要求设计调整支撑的平面布置可能难度较大）。

④如最下面一道支撑到坑底的标高之间的净空不能满足挖土和汽车的操作通行空间，则不能用掏挖通道的方法，只能用退挖的方法，即由远而近，挖到支撑标高，架设支撑，再把支撑下土方也挖到坑底，后退挖到另一根支撑标高，再架设支撑，把该支撑下土方也挖到坑底。以此类推。

图3 分层开挖剖面图

图4 土方开挖流向图

3）围囹架设在牛腿上，牛腿处土方深度要加深1 m多。因此，只有牛腿范围局部加深开挖，不能沿坑边全部挖深到牛腿底的标高，否则，会因超挖而导致风险。

4）基坑工程是系统工程，设计方与施工方需要密切配合。施工方应领会设计意图，施工必须符合设计工况，针对不同土质情况采用相应的施工措施，如软土地质，三角形土应留得足够宽和一定的稳定的坡度。鉴于型钢支撑的挖土特殊性，设计方应了解施工过程，施工规律和参数，必要时调整设计。

5）采用型钢支撑比常规的混凝土支撑下挖土要困难得多，如不重视，引起支撑失稳则对基坑的安全和周边环境的影响是很大的。施工单位技术人员必须仔细研究挖土方法，不能认为土方开挖非常简单，任由土方开挖负责人（承包人）随意安排。

3 结 语

随着我国经济的发展，城市的基础设施建设受到广泛重视。然而城市地下资源有限，在工程施工的过程中必须合理控制地下资源的使用，而深基坑技术的推广和使用成为解决此类问题的关键。因此，如何选择合适土方开挖方案成为建筑深基坑施工的关键。

Discussion on the Digging Method as Using Horizontal Profile Steel Support in the Deep Foundation Pit Supporting

LV Jiechun1， HUANG Xianpin1， ZHANG Weiyan1， FANG Yongchun2

TU753.1

B

1008-3707（2016）08-0044-03

2016-04-19

吕杰春（1988—），男，浙江杭州人，工程师，从事多层建筑施工技术和管理研究工作。