钻孔灌注桩加内支撑围护结构在软土地区深基坑工程中的应用探究

钻孔灌注桩加内支撑围护结构在软土地区深基坑工程中的应用探究
发布时间：2021-12-03T06:59:21.905Z 来源：《工程管理前沿》2021年7月19期作者：戴伟华
[导读] 随着我国经济的快速发展，城镇化建设速度逐步加快，所遇到的深基坑工程的数量也越来越多，这对支护结构也提出了更高的要求。

戴伟华
中铁隧道股份有限公司河南郑州 450001
摘要：随着我国经济的快速发展，城镇化建设速度逐步加快，所遇到的深基坑工程的数量也越来越多，这对支护结构也提出了更高的要求。

支护结构是施工过程中临时用来支挡的结构，但是其非常重要，选型、计算、施工方式等都关系到施工的安全和工期，对建筑企业的经济效益有着很大的影响。

软土地区深基坑施工始终是施工企业难以处理的难题，如果不经过科学的规划和设计，非常容易影响施工质量和安全。

本文先对软土地基深基坑工程支护结构的设计方案进行分析，结合应用钻孔灌注桩加钢混内支撑围护结构的具体工程，讨论该技术的应用要点和注意事项，最后分析该技术的优势，希望为广大施工企业提供施工思路，促使软土地基深基坑施工技术取得更好的发展。

关键词：深基坑；软土地区；钻孔灌注桩；水平内支撑
在软土地区进行基坑开挖的时候，尤其需要进行大面积深基坑挖掘的时候，如果开挖方法不得当，支护结构设置不到位，经常会导致土体失稳的现象，还会对周边建筑产生影响，使得建筑因沉降不均匀导致建筑变形，基坑内的作业人员存在很大的安全隐患。

软体地基下进行深基坑施工始终是设计单位和施工单位难以处理的棘手问题，由于基坑开挖深度大，一般的挡土结构在强度和抗形变方面并不能满足要求，因此可以使用钻孔混凝土桩搭配内支撑围护的方式，有效的控制挡土结构的形变以及周围地形的变形，在软土地区深基坑工程中有着良好的应用效果。

一、支护结构的设计方案
软土地基深基坑工程的特点在于基坑开挖的深度较深，场地土壤条件较差，土质稀软，承载力不足，这使得工程开挖前必须设计科学合理的支护结构，才能保障工程顺利的进行。

如果施工地区的场地条件较好，工程现场周围较为开阔，场地平整有安装施工机械的条件，对施工噪音控制要求不高，即可考虑采用钻孔灌注桩结合钢筋混凝土内支护的方式进行施工[1]。

钻孔灌注桩是一种非挤土类型的桩，应用于饱和的软土地基时，能够对周边的建筑物和地下管线起到良好的保护作用，施工过程中产生的噪声和震动相对较小，其生产出的桩径、桩长和桩顶的标高都能根据建筑物的需要进行调整，使其获得较大的单桩承载能力，可以满足绝大多数高层和超高层建筑对桩基承载力的要求，并且其布置方式非常的灵活，可以根据现场需求进行布置，挖土方便。

由于软土地基通常地下水位都会比较高，因此在进行支护结构设计的时候需要考虑止水，虽然素桩和高压旋喷桩也能进行施工，但是难以保证桩接头可以稳定搭接。

（1）挡土形式
软土地基深基坑施工需要充分考虑场地条件，采用钻孔灌注桩加上砼支撑支护结构，为了防止基坑出现变形的现象，支撑应该采用钢筋混凝土进行支撑，减少支护结构段出现变形的现象，让支护结构的安全性能够得到保障。

（2）止水和降水的形式
止水降水具体方案需要更具地质勘察报告的结果进行具体制定。

通常为了防止桩间出现土流失或者场外地下水渗入，在支撑钻孔桩的外侧可以设置双排双轴深层搅拌桩进行止水，桩间搭接长度为200mm。

上层粘性土壤中如果含水量较少，只需要采用疏干井进行排水即可
[2]。

二、围护结构的具体做法
以下将结合宁波地铁国际会议中心站基坑软土地基深基坑工程，详谈钻孔灌注桩加支撑围护结构施工方法，做法数据均来源于对具体工程情况的分析，不具代表性，其余工程可以参考该工程技术做法，再结合工程实际情况进行设计即可。

（1）钻孔灌注桩的围护。

该工程设计钻孔灌注桩的围护直径为1.2米，桩间距为1.2米，使用标号C25的混凝土进行浇筑，桩顶设计压顶梁，压顶梁的截面尺寸为1600mm*1000mm，使用C30的混凝土进行浇筑。

（2）内支撑体系做法。

自上而下共设置4道支撑，采用1道砼支撑加3道钢支撑，分别为第1道砼支撑，第2道支撑为A609钢支撑，第3、4道支撑为A800钢支撑，围檩采用双拼H型钢，钢支撑壁厚均为t=16mm。

支撑布置避开预留洞圈、施工缝、立柱桩、降水井点等，且满足基坑开挖过程中小挖机挖土、抓斗机起吊出土等要求。

（3）竖向立柱的施工。

在内支撑的节点位置，需要设置竖向的立柱，让其起到水平内支撑的作用。

立柱的上方采用了井字形的钢构架，下部设置了坑内的钻孔灌注桩。

（4）止水帷幕的设计。

该工程的止水帷幕采用A800@600三轴水泥土搅拌桩。

（5）降水排水的设计。

基坑内的排水和降水系统使用坑内布置的深井进行降水，坑外内外的明沟和集水井用于集水，辅助降水。

基坑内共设置了深井10口，呈梅花状分布于基坑中。

三、围护机构的施工要求以及现场监测
（一）施工要求
由于围护结构需要随着基坑的挖掘作业逐步进行，因此内支撑的施工和基坑挖土的施工需要交叉作业，基坑开挖与支撑安装遵循“时空效应”的原理，在开挖过程中掌握好“分层、分块、对称、平衡、限时”要点，基坑挖掘的时候要分批分区进行，对称开挖，均匀卸载。

每当挖掘到上一层支撑的底标高的时候，就需要暂停挖掘工作，开始施工砼支撑，待内砼支撑的强度能够达到设计强度的80%的时候，可以继续开挖下层的土体。

由于土方作业需要分批分段开挖，交叉作业，达到设计标高安装钢围檩和钢支撑，因此经常需要转移施工机械，在安排施工动线的时候一定要安排合理，不能对基坑的边缘和围护结构造成碾压。

在对支撑结构进行拆除的时候需要注意顺序和时机，支撑体系拆除过程就是支撑的“倒换”过程，即由钢管横撑所承受的侧向压力转至
永久结构，因此只有最底层的底板浇筑完成了测定底板混凝土的设计强度，超过设计强度的80%即可拆除最底层的支撑结构，向上完成后续的施工，依次拆除支撑。

（二）现场监测
为了能够及时的掌握基坑支护工程的动态变化情况，应该对深基坑工程进行专门监测，对监测的内容定时进行观测，印制标准表格，进行数据整理，根据单位时间内各参数的变化情况，及时对后续土方开挖以及施工方案进行调整。

由于软土地基地下水源非常丰富，地址情况复杂，土质绵软容易发生沉陷和不均匀沉降的现象，因此在施工期间应该加强对基坑的监测工作，施工管理人员要加强对施工现场的巡视和检查，如果发现坑内出现了漏水或者涌水的现象，应该及时的采取措施将漏水点进行回堵，防止漏水情况加重。

施工现场应该备有一些注浆设备，在发现漏水点之后，应该及时进行注浆堵漏，保证止水效果。

同时现场还应该准备一定数量的编织袋、钢管、砂等应急材料[3]。

除了渗水和漏水的监测之外，还应该监测的以下内容： 1）基坑周边土体水平位移监测，具体做法是在基坑周围设置一些基坑测斜管，观察横向的深基坑开挖过程中各点的水平位移情况；2）对地下水位进行及时观测；3）内支撑体系的内力监测；4）支撑立柱沉降观测；5）钻孔灌注桩帽梁沉降观测的情况。

基坑的监测工作主要由监测小组负责，基坑开挖的过程中，应该根椐监测的内容进行，将监测信息进行及时的反馈和处理。

（三）该施工方法的应用优势总结
钻孔灌注桩和钢混内支撑梁都属于施工中最常见的结构，施工难度和造价都不高，施工周期相对较短，施工单位和设计单位都便于使用。

通过采用水泥搅拌桩、真空降水以及其他辅助降水方式的结合，能够让围结构的安全性能提升，是围护结构整体中不可忽视的重要部分。

需要注意的是，即便围护方案设计合理，由于软土的复杂性质以及施工现场各种因素存在变化的可能，在施工的过程中也应该做好监测工作，准备好应急的措施和装置，做好事前控制和事中控制，将基坑工程中可能出现的危险降至最低，做到防患于未然。

结束语：
在软土地区，进行深基坑开挖非常容易造成土体失稳的现象，威胁施工现场的安全，为施工单位带来经济损失，影响非常恶劣，必须制定切实有效的科学围护措施，保证施工的安全。

钻孔灌注桩加内支撑的围护结构非常适用于软土地基深基坑施工中，整体强度高、安全系数高，可以有效对基坑变形坍塌的现象进行控制，各施工单位可以借鉴该方法，结合具体的施工情况进行应用，将该技术进行补充和完善，最终实现解决软土地基深基坑施工难的问题。

参考文献：
[1]朱有坦,陈威,薛锋.高层建筑深基坑支护施工技术要点分析研析讨论[J].中国住宅设施,2021(09):136-137.
[2]刘创焕.滨海回填软土区深基坑支护方案浅析[J].低碳世界,2021,11(08):134-135.
[3]孙亚琦.钻孔灌注桩加内支撑围护结构在软土地区深基坑工程中的应用[J].硅谷,2014,7(01):99-100.。