深基坑内支撑后拆体系施工技术

罗 鑫 王 辉 黄沛林 彭建永 金国栋 陈 华

中国建筑第八工程局有限公司 上海 201204

为减小深基坑施工对周边邻近建筑和道路的影响，建筑物地下室基坑越来越多地采用内支撑[1]，而后拆支撑是内支撑中经常采用的一种施工形式[2]。它可以在地下结构施工完成后再进行支撑的拆除，保证了施工过程中基坑的安全性，且基本不占用地下室结构的施工工期，故此方法可以加快地下室结构的施工进度[3]。

同时，随着地铁建设的高速发展，解决好各种工法、各种材料、各种地质条件下的地铁防水问题，成为了施工过程中迫切需要解决的问题。因此，对地下结构防水施工的方法进行研究具有重要意义。

本文以杭州萧山机场三期项目航站楼地下空间开发高铁站为例，高铁站基坑深度为21～28 m，属于深基坑工程，基坑支撑体系采用地下连续墙和内支撑，由于地下连续墙和内支撑腰梁为地下结构外墙的一部分，故需设置防水措施。本文详细阐述了深基坑中后拆支撑的施工过程以及后拆支撑与地下侧墙之间施工缝的防水施工方法，为基坑支护体系的设计和防水施工提供了借鉴。

1 工程概况

杭州萧山国际机场三期项目建筑面积约670 000 m2，合同额达91.58亿元，地下2层，地上5层，航站楼最高点高度44.55 m，高铁站总长888 m，站台标准段长度450 m、宽42.1 m。该项目是浙江省的重点工程，也是2022年杭州亚运会重要基础配套工程。

本工程高铁站由地下2层组成，基坑周长1 914.3 m，面积33 261.8 m2，基坑深度21.12～26.69 m。根据高铁站结构形式、基坑深度及周边环境，航站楼地下空间开发基坑拟分区施工，自车站站台西端至西盾构井范围（B区）划分为西盾构井区、B1区和B2区，自车站站台东端至东盾构井范围（C区）划分为东盾构井区、C1区和C2区，共划分6个区。由于C区与B区的结构对称，故本文仅对B区施工方法进行阐述，B区分区如图1所示。

图1 B区分区示意

高铁站B区分为西盾构井区、B1区和B2区，B区基坑总长325.975 m，宽42.1/45.1 m，深22.2 m，支撑体系采用厚1 200 mm地下连续墙＋内支撑体系。由于盾构井区基坑深度较大，故设置了6道内支撑，而B1和B2区仅设置了5道内支撑。

2 工程特点与难点

2.1 基坑超深、周围环境复杂

1）高铁站基坑为最大深度达26.69 m的超深基坑，车站西端至西盾构井范围北侧为空管局小区，邻近基坑边分布有雨水、污水和给水管线，B2区距离空管局小区最近的体育馆为11.15 m，空管局小区其他建筑物距离基坑边最近为36 m。

2）高铁站B区南侧为需先修建的机场保通道路，同时铺设有多条改迁的管线。保通路路肩边线距离B2区基坑约6.9 m；保通路高架桥距离B1区基坑最近为7.2 m，高架桥基础采用直径为1 500 mm的混凝土灌注桩，桩长约60 m；改迁管线距离基坑最近为19.7 m。

2.2 工期紧、任务重

施工现场可利用的平面空间狭小，专业单位多，材料进场量大，施工管理、现场平面协调和交通组织难度大，施工工期紧。为保证2022年杭州亚运会时，机场能正式投入使用，主体结构的施工工期仅30个月。

经综合考虑，决定对基坑内支撑采用后拆方案，即待高铁站整体地下结构完工后，再对基坑内支撑进行拆除，故拆撑时间不占主线工期，同时也可以防止过早拆撑导致的基坑挡土结构变形，在保护基坑施工安全的同时，也保护基坑周围建筑和道路的安全。

3 内支撑施工

3.1 支撑系统

高铁站基坑开挖深度较大，对支撑的安全性和稳定性提出了更高要求，且高铁站采用后拆支撑法进行施工，故在对高铁站进行基坑内支撑设计时，应使支撑体系尽量避开结构梁、柱和剪力墙等主体结构构件，并应保证地下楼板施工的便利性和可能性，不能影响主体结构施工。

由于基坑的形状比较规则，故支撑体系采用了“角撑＋对撑”的平面布置形式，如图2所示。内支撑中采用了混凝土支撑和钢支撑2种支撑类型，该设计支撑安全可靠，有较大的出土空间，有利于施工。

图2 基坑内混凝土支撑布置平面

3.2 土方开挖

土方开挖的总体施工流程为：基坑首层土开挖→首道支撑施工→分层开挖至第2道支撑底部→第2道腰梁、支撑施工→分层开挖至第3道支撑底部→第3道腰梁、钢支撑架设施工→分层开挖至第4道支撑底部→第4道腰梁、支撑施工→分层开挖至第5道支撑底部→第5道腰梁、钢支撑架设施工→开挖至基底→垫层底板施工。土方开挖应注意：

1）应在降水达到设计要求后进行开挖，土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致。

2）基坑开挖应遵循分层、分段、按先后顺序开挖的原则，采用机械开挖的方式，开挖至设计标高时，预留厚300 mm土方，利用小挖机进行清底。

3）挖土机械不得碰撞桩身，挖土应先掏空桩身四周，避免桩身承受不均匀的侧向土压。

4）基坑边严禁大量堆载，基坑边堆载应该控制在15 kN/m2以内，并严格控制不均匀堆载。

5）土方开挖与外运过程中，应做好地下管线、道路、建筑物以及监测点的保护措施。

3.3 混凝土支撑施工

3.3.1 钢筋施工

基坑土方挖至腰梁设计标高后，将地下连续墙预埋钢筋凿出，并与混凝土支撑钢筋焊接，腰梁上部吊筋如图3所示，支撑主筋优先选用钢筋接驳器连接，亦可以选用焊接，且混凝土支撑强度等级、栈桥板顶部圈梁混凝土强度等级、保护层厚度、锚固长度等均应严格按规范要求执行。

图3 腰梁吊筋示意

3.3.2 模板施工

模板主要材料为厚15 mm多层板、40 mm×90 mm方木、φ48 mm钢管。水平支撑侧模的各节点和直线段采用事先预制、现场拼装的方法，以加快水平支撑的施工速度。

混凝土支撑的侧模和底模均采用厚15 mm多层板（上铺油毡），侧模上、下穿2道φ14 mm@900 mm的对拉螺杆加以固定，圈梁外侧模板底部螺杆焊接于地下连续墙主筋上，顶部螺杆焊接于地下连续墙导钢筋上，横楞布置φ48 mm×3.5 mm钢管2道，模板支撑如图4所示。

图4 模板支撑示意

3.3.3 混凝土施工

在混凝土进场浇捣前，必须检查是否产生分层离析现象，是否达到规定的坍落度，并且现场做混凝土强度试块。

混凝土浇捣时，严格按照操作规程分层均匀振捣密实，严防漏振、过振。每层混凝土应振捣至气泡排出为止；混凝土浇捣时，振动棒不得碰撞模板和钢筋，当发现模板变形时，应立即停止浇捣，并在混凝土初凝前修整完毕。

施工缝应设置在结构受剪力较小且便于施工的部位，支撑梁（或栈桥梁）预留施工缝应在梁1/3跨中处。

3.4 钢支撑施工

3.4.1 钢支撑的场外组装

钢支撑由固定端、活动端和中间标准节构成，管节之间采用法兰盘高强螺栓连接，断面如图5所示。钢支撑在运送到场后，要根据开挖尺寸和钢支撑长度在地面上及时进行选材配节，法兰盘预先加好，并拼装成能吊装的成形的单根钢支撑。钢支撑场外组装时应留有富余，确保土方开挖完毕后及时进行钢支撑吊装。

图5 钢支撑架设典型断面

3.4.2 装配件加工

预埋钢支撑装配件主要包括固定端和活动端支座，预埋件主要是地下连续墙内的预埋板，钢板材料为Q235钢。支撑施工前提前将预埋板凿出，钢板端面预先铣平，保证钢支撑端面和地下连续墙接触面垂直和平整。钢支撑端部采用E50焊条进行满焊，同时设置支托和连接构造措施防止因碰撞而移动脱落。

4 防水节点施工

4.1 施工工艺

由于地下连续墙和内支撑中腰梁均为地下结构外墙的一部分，并且结构侧墙与腰梁因施工顺序不同存在施工缝，故需对地下连续墙和施工缝进行防水处理。防水节点如图6所示。

图6 后拆支撑腰梁防水节点

防水节点的施工工艺流程为：凿出预埋钢筋→地下连续墙防水砂浆找平→地下连续墙防水材料施工→内支撑钢筋绑扎→支单边模板（浇筑孔预留）→混凝土浇筑和养护→结构侧墙施工→施工缝防水节点施工。

4.2 施工步骤

基坑内支撑与结构侧墙的施工以及地下连续墙和施工缝的防水施工步骤如下：

1）凿出地下连续墙中的预埋钢筋，在绑扎钢筋前，先对地下连续墙侧面进行防水砂浆找平，找平层厚度为20 mm，在腰梁区域先于地下连续墙找平层表面刷一层水泥基渗透结晶防水材料，用量不应小于1.5 kg/m2，且厚度不应小于1 mm。主体结构侧墙区域满铺单面自粘防水卷材，且防水卷材与涂料防水层的搭接长度不应小于

100 mm。

2）支撑内钢筋优先选用钢筋接驳器进行连接，亦可选用焊接。待钢筋绑扎完成后，对内支撑进行支模浇筑，由于地下连续墙为地下结构外墙的一部分，故对腰梁进行支模时可采用单边模板，另一边以地下连续墙作为模板进行混凝土施工。

3）支撑浇筑前，需在地下连续墙预埋钢筋与涂料防水层交界处挤上一圈止水胶，以防止缝隙渗水，并在腰梁上部预留出结构侧墙的竖向钢筋，下部预留钢筋接驳器，便于后期施工。

4）待内支撑完成后，对主体结构侧墙进行施工时，应先对腰梁上、下表面分别进行凿毛和清理，并预埋注浆导管，以便对施工缝进行混凝土封口，最后，需在施工缝表面预留凹槽，以方便进行防水施工。

5）对施工缝采用遇水膨胀止水条和止水胶进行封口，背贴式止水条安装前对施工缝表面预留凹槽以外部位进行凿毛并清理，然后涂刷界面剂，并在止水条出现膨胀前通过注浆导管进行水泥砂浆灌缝施工，以避免止水带遇水出现膨胀。

4.3 施工要点

在对基坑内支撑和施工缝防水进行施工时，为保证施工质量，需注意以下几点：

1）在铺设卷材防水前，应用砂浆对基面找平，对外露钢筋进行切除，并用水泥砂浆封堵抹平，施工遗留的钉子、木棒等杂物应及时清除。

2）本工程混凝土由预制混凝土搅拌站提供，为保证工程质量，必须对混凝土的质量进行控制。因此，应定期对搅拌站进行检查，在混凝土进场浇捣前，必须检查其是否产生分层离析现象，是否达到规定的坍落度，并现场做混凝土强度试块。

3）结构侧墙浇筑前，施工缝表面必须凿毛，深度不小于1.5 cm，并清扫干净混凝土表面浮渣、尘土和积水，浇筑前洒水润湿，浇筑过程中若无法连续时，间隔超过2 h的应按规范留置施工缝。

4）施工缝的防水措施采用遇水膨胀止水条，粘贴止水条时，应确保施工缝混凝土表面光滑、平整、不被凿毛破坏，并用比混凝土高一强度等级的水泥砂浆进行接缝处理。

5）用于施工缝的遇水膨胀止水条直接粘贴在施工缝界面上，使之与混凝土紧密接触，同时保证水泥砂浆塞缝前，止水条没有膨胀失效。施作止水条时，要采取可靠措施保证混凝土灌注时止水条不发生移位。

5 结语

内支撑是保证地下结构施工的关键所在，而内支撑的防水措施是保证内支撑能正常工作而不发生锈蚀的关键所在，故为保证内支撑的施工质量，应设置多道防水措施，以确保内支撑的安全性和使用性。

本文根据现场实际工况设计出了一套可行性较高的施工方案，可在保证施工质量的前提下，保证施工安全，节省工期。该方案在项目上也得到了顺利推广，并获得了多方的认可。本文对深基坑后拆内支撑和防水节点的施工方法进行了详细阐述，可为地下空间的内支撑施工以及施工缝的防水节点施工提供借鉴。