建筑基坑工程中内撑式排桩施工技术应用研究

郑文潇

（福建旭坤建设工程有限公司， 福建 福州 350001）

0 引言

内撑式排桩是建筑工程基坑支护施工的常用技术，该技术可以充分保证建筑工程的地下施工过程的安全性和稳定性。目前为满足我国经济发展和人们生活需求，高层建筑不断增多，项目施工设计的基坑深度随之不断增加。内撑式排桩施工技术逐步代替传统支护技术中的放坡开挖、水泥护墙等，传统支护技术已经无法满足高层建筑深基坑施工的安全要求，内撑式排桩施工技术是应用广泛的施工形式。

1 工程案例

1.1 项目基本情况

结合某城市高层建筑基坑工程，分析内撑式排桩施工技术在基坑开挖施工支护中的实际应用，对工程案例项目的支护技术施工过程进行深入研究。该项目的总建筑面积约80000m2，共6 幢高层居民楼和2 幢裙楼，其中地下室的总建筑面积约15000m2，居民楼占地面积在400～900m2之间，裙楼面积约16000m2，本建筑工程的基坑支护项目是整个工程的施工重点内容。案例工程的施工环境，位于城市偏僻的郊区，周围有耕地、居民区、重要的市政道路、拟建疏解公路以及环城高速公路等，周边或地下不存在密集的管道、管线或文物等，整个项目的施工环境良好。

1.2 项目地质情况

根据设计单位的勘探资料分析，基坑施工现场的土质自上往下依次是杂填土、沉积层、冲积层、残积层以及中风化岩层等。案例工程土质结构的杂填土下面是软塑状的淤泥三角洲沉积层，沉积层的空隙比、含水比较高，沉积层下面是可塑状的饱和中细砂，再往下是硬度和承载力较高的粉质黏土。粉质黏土层厚度是8.5～15.6m，项目中的平均厚度约12.45m。粉质黏土下面是为微风化或中风化岩层，在支护施工中是作为排桩的持力层。实际基坑工程的土质湿化程度偏高，因为当地气候和施工地点环境原因，导致施工土层含水量过高。案例基坑工程的边坡周围100m 内没有建筑物，施工过程不用考虑附加载荷外力.

2 建筑基坑工程内撑式排桩施工技术概述

2.1 内支撑

建筑基坑工程的内支撑是基坑支护的一种。基坑内支撑设计主要包括支撑的材料的选择、支撑结构体系的布置、水平支撑的竖向设置、斜撑体系的竖向布置、支撑节点的构造 ；水平支撑体系的设计计算、竖向支撑体系的设计计算、坑内被动区加固设计计算以及换撑设计等。内支撑包括钢支撑、混凝土支撑以及钢与混凝土组合支撑。内支撑按照不同基坑的形状、大小施工，可以分为斜撑、角撑和环撑等不同形式。选择合理的内支撑方式开展施工，是保证基坑支护结构稳定的重点，在内支撑的安装、浇筑过程中，做好安全防护措施，规范施工操作，防止发生坍塌、坠落等安全事故。

内支撑结构要对称进行施工，施工中保持杆件受力均衡。在夏季施工存在较大温度应力时，对支撑采取有效的降温措施；当冬季施工或者遇到降温天气时，温度引起的钢材收缩容易造成支撑断头或者出现空隙，采用铁楔对支撑结构进行可靠连接。内支撑结构的施工顺序和设计要求保持一致，施工过程按照先支撑后开挖的原则。基坑进行土方开挖时分层均匀施工，基坑内不能形成较大的挖掘高差，避免造成支护结构、支撑杆件的受力不均匀，防止形成应力集中。另外，土方开挖或运输过程中，土方机械避免碰撞内支撑。

2.2 排桩

建筑基坑工程的排桩支护施工可以分为悬臂式、锚拉式、内撑式及混合式等形式。内撑式排桩施工技术是在悬臂式的基础上，是解决土压力和嵌固力相互作用引起的桩顶位移问题的有效方法，主要是通过在排桩内侧建立支撑的施工方式实现。排桩支护主要有钻孔灌注桩、高压旋喷桩及钢板桩三类。钢板桩主要应用在4m 以上深度的基坑，深基坑中缺乏足够的支护刚度，抗剪切力较差，在基坑工程施工中很少应用。水泥桩作为基坑支护时，不可忽略实际工程的土质对水泥桩的影响，避免土质对桩身的腐蚀。国内内撑式排桩现阶段常用的施工技术主要是钻孔灌注桩（如图1 所示），采取该方法进行施工，对现场周围自然环境的影响较小，施工完成后支护性能安全稳定，强度和刚度均达到深基坑工程的施工需求，施工效果良好。

图1 内撑式排桩施工

3 内撑式排桩支护的施工要点

3.1 地下水处理

案例项目的勘探过程已探明施工现场地层存在丰富的地下水，水源以大气降水为主。因为地下水存在长期渗透情况，现场周围的多条地表径流对施 工过程有潜在影响，施工现场基坑地层存在间隔性的地下水层。表层水主要分布在杂填土层中，深度在3m 左右。中层水主要位于6m 左右深度的沉积层或冲基层内，其水量比表层水较多。地层地下水主要分布在硬土层中，在岩层承压能力和地表水源共同影响下，水量最高。案例工程在施工过程中对不同的水层采取差异化处理措施。

表1 地下室处理措施

3.2 钻孔灌注桩

案例项目采用的钻孔灌注桩直径800mm，桩长是基坑深度的1.8 倍，以保证其嵌固力和支护安全，控制桩间距1200mm。因为现场土层含水量较大，在施工过程中采用1∶0.48 的水灰比，合理控制掺灰量。钻孔施工时选择低档带浆进行下钻，严格控制喷浆量和压力，压力控制0.5MPa 左右。钻孔采用“二喷四搅”工艺，合理控制施工时间，科学规划钻孔灌注桩排桩施工，按照规范流程施工和管理，重点检查施工过程的接头丝扣连接情况和控制钢筋笼施工环节，对钢筋笼进行必要的保护措施，避免外力挤压导致变形。在钻孔灌注桩施工完毕后，顶部支撑采用钢筋混凝土压顶梁（如图2 所示）。结合实际项目参数进行力学计算，在建筑基坑工程内部设置合理数量的钻孔灌注桩，作基坑内撑结构的中间支座，保证支撑结构受力的安全性和稳定性。

图2 灌注桩施工示意图

3.3 基坑开挖

案例项目的基坑工程进行挖深的土方量较大，结合理论和实践经验，确定采取分层开挖的方法进行施工，构件检验合格后再进行基坑开挖。在进行第一层挖掘施工中，设置满足机械移动的坡道，在坑下进行土方装载和外运。基坑第一层的开挖全部采用机械施工（如图3 所示），在第一层土方挖掘完成后架设第一道支撑，机械施工便利高效，避免支撑设置时间过晚导致桩顶受力发生位移。

图3 基坑开挖机械施工

进行第二层土方挖掘作业时，需要根据支撑的受力情况合理安排施工顺序和施工进度。开挖顺序按照东西南北四个方向对称的方式进行，然后进行中央区域的开挖作业，完成支撑围护桩部分作业，最后进行基坑四角位置的作业。在对内撑脚土方进行挖掘时，应注意保护支撑构件，防止机械故障或人为原因造成结构损伤。钢筋混凝土支撑在施工注意事项如下：桩顶钢筋裸露部分应满足基坑工程的设计要求，对浮浆进行凿毛处理；钢筋搭接施工时，应控制受力筋错开搭接40d 以上，负钢筋的跨度范围选择在1/3 处；在进行模板施工时，需要设置专人随时观察控制浇捣作业，如果发现模板出现异常情况及时进行科学地处置；送料过程中，保证料斗始终是满料的状态，防止料斗吸入空气，保证基坑的施工质量。

4 结语

总之，建筑基坑工程中内撑式排桩施工技术在建筑基坑开挖中具有广泛的应用价值。需要结合实际工程项目情况具体应用，在施工过程中应充分考虑不同项目的地质条件、气候环境和施工环境，科学选择施工技术、材料、工艺。基坑开挖前保证对施工现场进行充分的勘探工作，选择合理的地下水处理措施、采取分层施工策略进行基坑开挖，根据科学的施工顺序规范施工，保证基坑内支撑排桩平衡受力，保证基坑开挖质量的安全和高效。