排樁支護明挖施工技術探討

施志文

【摘 要】本文探討了排樁支護明挖施工技術在高層建筑的深基坑施工中的應用問題，其中包括對排樁支護半逆作法的土方開挖，地下墻柱施工，支護體系換撐等施工技術進行了研究，輔以支護體系及周邊建筑的現場監測，確保了工程質量和周邊建筑及設施的安全。

【關鍵詞】排樁支護明挖；高層建筑施工；現場監測

0.工程概況

某市一新建高層建筑，占地面積為約9600m2，建筑面積約66800m2，地上部分30層，高約96m，為框架- 剪力筒組合結構構成。地下2 層，建筑面積約12000m2，層高分別為3.5m和4.6m。本工程采用直徑為450mm 的預制管樁樁基，樁長約32m，單樁承載力不低于2500kN。

1.施工方案研究

根據建筑所處地理區位，西向相鄰距離6.5m遠某建筑物是80年代施工的磚混結構小高層，基礎形式為設在填土層上的條形基礎，北向約6m處有市政管線和煤氣管道等設施，故對本基坑開挖工程圍護結構體系變形位移限制要求很高。

該基坑工程地下開挖最大深度9.5m，根據場地地質勘察報告和相關設計文件，本基坑開挖范圍內的場地土體分層變化情況大致如下：

（1）雜填土，主要為耕土，結構松散，層厚1.5～4.6m。

（2）淤泥質粘土，可塑性狀態，中高壓縮性，層厚1.3～2.9m。

（3）淤泥質軟土，流塑狀態，高壓縮性，層厚7.5～10.6m。

為最大程度地降低基坑開挖施工過程中對周圍設施的不利影響，擬采用?650靜壓沉管樁作圍護樁，靠西向磚混結構一側采用?700mm鉆孔灌注樁，有效樁長不短于15m，樁間距均為900mm，并設置350×700mm壓頂梁連接各樁頂頂部。只在標高-3.65m處設置一道水平撐支撐體系，并充分利用地下負一層周邊梁板結構和部分支撐梁結構作為基坑水平支撐，在局部需加強處加設角支撐。通過在工程樁上接鋼構柱作為地下負一層周邊結構梁板的豎向支撐。

同時，為減少土體地下水流失過多引起地表不均勻沉降，在靠磚混結構建筑和市政管網兩側圍護外增設水泥攪拌樁止水帷幕。

2.基坑支護體系特點

（1）充分利用結構的地下負一層周邊梁板結構作為基坑內部水平支撐體系，其平面剛度相對大，可大幅減少基坑土方開挖過程中圍護體系的變形位移量，有效控制基坑施工對周邊建筑和市政設施的影響。

（2）采用地下負一層周邊梁板結構這一水平支護體系，基坑施工完成后僅有極少量的支撐梁構件需要拆除，極大降低了工程投資的費用，有效縮短了施工工期，也極大減少了施工過程中建筑垃圾的排放量。

3.半逆作法施工

3.1施工工序

圍護樁施工，排水溝及護坡、圍護樁壓頂梁現澆施工，地下一層土方開挖，土胎模施工，地下負一層周邊梁板結構及少量外加水平支撐梁施工，養護，地下負二層土方開挖，封底，地下負二層底板混凝土現澆，地下負二層墻柱現澆，拆除地下負一層少量外加水平支撐梁，地下負一層剩余梁板結構現澆，地下負一層墻柱現澆，地下室頂板現澆，養護。

3.2土方開挖

（1）根據設計方案，本基坑土方開挖分兩次施工，第一次開挖至標高-3.90m處，第二次土方開挖時，地下負一層周邊梁板下的二層土方，沿基坑周邊5m范圍內土體采用人工開挖，其余區域則均采用機械開挖。

（2）根據基坑平面分布及內部水平支撐布置情況，采取沿基坑東西方向分層開挖的施工順序，并且沿東西向中軸線附近開挖進度相對較快，兩側進度相對放慢，這種進度安排有利于基坑圍護結構的體系整體穩定性。同時，也有利于地下負二層部分土方人工挖取時，可將土方臨時堆御在土坡上，及時利用機械接駁外運。

3.3地下負二層墻柱施工

3.3.1墻柱插筋施工

因采用“半逆作法”工藝進行施工，地下負二層墻柱插筋定位的準確性在很大程度上決定著上下結構的連接施工質量。該建筑地下結構墻柱插筋數量多，規格種類也多，為保證整個地下結構體系的施工質量，采取了以下措施：

（1）先進行地下負一層底板鋼筋工程綁扎，待鋼筋施工全部完成后，嚴格按設計尺寸進行放樣，確定地下負二層墻柱插筋位置再開始插筋施工。

（2）為防止插筋過程中出現偏位現象，在進行柱插筋施工前設置好井字形鋼筋網，按預設位置進行插裝插筋施工，插裝完成后并將每根插筋與鋼筋網焊接，再套入箍筋，再將每個鋼筋節點焊接。

（3）在進行墻柱混凝土現澆施工過程中，安排專人看護，糾正柱筋的偏位現象。

3.3.2混凝土施工

采用“半逆作法”工藝進行施工，大部分墻柱仍是按正常的從下至上順序進行施工，僅有少量勁性柱和內墻需“逆作”施工。對于“半逆作法”進行混凝土柱和墻的澆筑施工而言，其頂部混凝土的澆筑方式和密實程度都相對較困難，在施工過程中采取的措施如下：

（1）勁性柱施工措施。作為地下負一層梁板結構的直接承重結構，該勁性柱是由4根L110×10角鋼作為骨架，組成450×450mm的實心鋼- 混凝土組合柱。待地下負二層基坑土方開挖完成后，應在該勁性柱外圍加澆厚度為180～300mm的鋼筋混凝土保護層，對該鋼骨料進行截面加強和防火保護；在地下負一層梁板結構混凝土澆筑施工時，在鋼- 混凝土組合柱周邊預留200×200mm的澆筑洞口，待地下負二層該柱外圍混凝土澆筑及振搗施工時使用；并采用高流動性細石混凝土進行澆注施工，通過泵送導管從預留洞送入，采用振動棒進行充分振搗，并同時在外側敲打，保證混凝土澆注具有較高的密實度。

（2）內墻混凝土施工。1）在地下負二層內墻頂梁現澆施工時，每隔1000mm預留一直徑100mm的洞口，待地下負二層內墻混凝土澆筑施工時，可由此預留洞口插入振動棒進行充分振搗，保證墻體混凝土的充分密實性。2）內墻模板應一次性安裝到位，混凝土從負二層頂梁預留洞往下導入進行澆筑，每隔3m 設置一個尺寸為150×150mm的混凝土預留導入洞口，由于內墻厚度相對較薄，因此，內墻混凝土澆筑施工應采用高流動性細石骨料混凝土進行，從預留洞口處向下泵送導入澆筑，同時并從預留洞口插入振動棒進行充分的振搗，保證內墻混凝土在頂梁處具有較好的密實性。3）為使得內墻該部分新澆筑的混凝土能與頂梁處之前澆筑的混凝土能夠充分連接成整體結構體系，在內墻混凝土澆筑施工開始前，應將頂梁底面混凝土表面充分打麻，同時并沖水將其進行充分的濕潤，以利于兩者的連接。

3.4支護體系換撐處理

當基坑地下外墻施工至-3.5m位置后，需對增設的非結構體系臨時角撐、水平撐梁進行更換和拆除。為方便換撐施工的進行和保證換撐過程中整個基坑支護體系的穩定性，采用長550mm、直徑50mm、壁厚4.5m的鋼管作為換撐梁，并在鋼管內預埋?20鋼筋并澆筑C30細石混凝土進行加強處理，按間距900mm（即每根樁與四周梁板都設一道）布置該支撐梁。該鋼管混凝土支撐梁能有效地將水平力傳給內部梁板結構，待新的水平支撐結構體系形成后，再將原來增設的非結構體系支撐進行拆除。

4.支護體系及周邊建筑監測

基坑施工監測是真實了解和掌握基坑施工期間場地及周邊道路、建筑變形情況的有效手段，是一種最常用的現代化信息化的基坑施工方法，對保證基坑開挖施工的安全具有不可替代的作用。根據現場監測結果可知，基坑周圍測點最大水平位移25mm，西側磚混結構建筑最大沉降量35mm，但其水平位移較小，該基坑施工期間沒有對周邊產生破壞性影響。

【參考文獻】

[1]建筑施工手冊（第四版縮印本）[S].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[2]王曙光.深基坑支護處理經驗錄[M].北京：機械工業出版社，2005.