摘 要：本文论述了深基坑支护施工技术，对高层建筑地下主体结构与基坑支护结构相结合的设计与工程应用，工程桩不能直接作为立柱支撑(既支撑桩)时的问题进行分析探讨。
关键词：深基坑支承桩；内支撑施工；技术问题；安全
1 工程概况
某高层建筑，其层数为21层，总高101.7m。因为位于闹市区，施工用地很小。基坑开挖深度6.00m。局部位置(既东西两侧对称布置的两个电梯井处)深达9m。所以本工程支护形式采用日本SMW工法施工的短螺旋多头钻进的旋喷桩护壁止水，中间插入200×400mm预制芯材形成挡土、止水帷幕，深16m。基坑内采用两道钢筋砼支撑(第2道内支撑局部设置，即东西两侧对称布置的两个电梯井处)，内支撑支承柱采用26根800mm直径的钻孔灌注桩。基坑平面尺寸为76080×61280mm。水平支撑原设计为2道，采用钢筋混凝土桁架。第1道水平支撑在一3.5m处。支撑杆件截面尺寸为750×750mm及1000×750mm两种，其第2道支撑局部设置(电梯井处)其标高为一7.00m。基坑内设6口直径300mm深井降水井降水。
2 内支撑修改方案
由于土方开挖之前，用于支承的26根灌注桩还没有施工，按正常施工程序考虑，26根桩需要20～25天才能完成。受长江水位、施工季节影响以及从投资方的经济利益出发经周密的计算及施工方案的仔细比较对照后，确定了用工程桩上加支承桁架来代替支承桩的方案，并经。高层深基坑专家的讨论、批准。具体方案如下：
(1)第1道水平内支撑的竖向支撑26根支承桩取消，用其支承桩附近的工程桩替换。其竖向支撑用“门”型架代替。门型架立柱直接生根在工程桩上。如水平支撑下刚好有工程桩(且其在韵设计的支撑桩附近)时，竖向支撑用大钢管替换，同样直接生根在工程桩上。
(2)第2道局部设置的水平支撑也予以取消，用型钢桁架斜支撑代替，利用临近承台的工程桩作为支承点，因为工程桩也可承受水平荷载(约为竖向承载力的1／10～1／12)所以其支撑点落在工程桩上。(本论文不论述此问题)。
3 修改后的内支撑施工技术问题(第1道内支撑)
3.1 ±0.000以下结构施工流程如下：
开挖锁口梁上土方――锁口梁施工――第2次土方挖一4.00m――第1道内支撑――局部工程桩开挖(替代支撑桩)――人工配合机械开挖已支撑内土方――大面积开挖至地下室底板标高一6.00m――人工配合塔吊开挖两个深大承台(电梯井处)――第2道内钢桁架支撑――深大承台砼―底板砼――拆除第1道内支撑――墙板砼――顶板砼。
3.2 第一道内支撑竖向支撑采用“门”型架时的施工问题其支撑形式如图1所示。
(2)托架也采用我公司现有的方形截面门架，如图3。
(3)柱顶板采用δ=12mm厚钢板加工，并与柱顶面焊接，柱与托梁现场通过顶板焊接连接。柱底板采用δ=16mm厚钢板加工，与工程桩用地脚螺栓连接。
3.2.2 支撑系统连接措施
(1)立柱与工程桩的连接。在工程桩上用地脚螺栓连接1块δ=16mm的钢板，三角形立柱直接焊接在钢板上。其施工程序如下：①截桩后用比桩高一强度等级的细石混凝土找平；②核对图纸后定出地脚螺栓位置，成孔且清理钻孔；③将调制好的环氧砂浆浇筑；④插入螺栓并校正螺栓平面位置及标高；⑤养护时间达到要求后嵌入钢板，加垫块后拧上螺帽。螺帽与垫块问、垫块与钢板均焊牢，采用帖角焊，焊缝高度为8mm满焊；⑥将立柱吊装到位，整体焊接在钢板上，焊缝高度6mm满焊。
(2)托梁与水平支撑的连接。采用L140X10及L125×10做抱箍，将水平支撑、托架卡在一起。现场加工焊接，所有焊接均满焊，焊缝高度12mm。如图6。
(3)三角门架立柱与托梁的连接。在三角门架立柱顶部直接焊接1块δ=12 mm的钢板，钢板与托梁现场焊接，焊缝高度为8mm，满焊。
3.2.3 竖向支撑的施工技术程序
(1)首先采用反铲进行大面积开挖，挖至第1道水平内支撑梁底，施工第1道水平内支撑及锁口梁。
(2)根据托梁及三角门架立柱的平面位置，人工挖出所需工程桩，为安全考虑，此项施工不宜平行进行。需待竖向支撑完毕后，再进行下一个工程桩的土方开挖。水平支撑下土方不能挖除，须待竖向支撑施工完毕后，再进行挖除。
(3)将所需工程桩截至设计标高，并保留其主筋应锚入承台内的长度，再在桩头埋置δ=16mm钢底板(上面已介绍)。用现场塔吊将三角形立柱吊装到位，焊接在钢底板上。
(4)立柱安装完毕后，再次用塔吊将托架吊装到位，将托架与水平支撑紧密连接(见上述托架与支撑的连接)，再与立柱现场焊牢。
(5)挖除水平内支撑下土方，接着施工下一个竖向支撑。在进行竖向支撑施工时，其余无水平支撑的地方其土方均可开挖至设计标高。
(6)应注意吊装的安全。吊装时应有专人指挥，不允许吊装物碰撞内支撑系统。工作前应仔细检查各控制器的转动装置及钢丝绳的磨损情况，不符合要求的要及时修整；工作休息时，不允许将重物悬挂在空中。风力大于6级及雷雨天，禁止施工。
(7)施工过程中，应加强对内支撑系统的监测。如发生其水平支撑下挠达30mm时，应立即采取相应措施。即在其下挠的地方(或附近)再设1道或几道竖向支撑。
3.2.4 竖向支撑的拆除
(1)根据设计院意见，地下室墙板不能承受SMW连接墙传递的侧压力，为避免混凝土由于支撑拆除后SMW墙出现危险情况。采用图7所示办法对SMW连续墙进行加固。图中工程底板钢筋不变，增设钢筋沿基坑通长布置，增设混凝土标号和底板混凝土标号相同，与底板混凝土一次成型。
(2)待地下室底板及承台、地梁都浇筑完毕后，混凝土底板及增设混凝土对于支护结构来说犹如―个巨大的刚性支撑，足以约束SMW连续墙的底部位移，可以起到换撑的作用。待其强度达到70％以上时，开始进行支撑的拆除。
(3)水平支撑内设置预留孔，采用静态爆破拆除水平内支撑，爆破作业由专业工作人员进行施工。爆破时，现场施工人员应听从爆破专业人员的安排，留在安全区内。
(4)爆破完后，在柱顶板下面将立柱割断，托梁用塔吊整体卸下。承台以上立柱外露部分从底部割断。拆除时，应避免破坏门架。
3.3 第1道水平内支撑采用钢管支撑时施工
(1)当水平支撑下面刚好有工程桩，且其位置在原设计的第26根支承桩附近时，则竖向支撑采用φ219×8无缝钢管来支撑水平内支撑，其直接生根在工程桩上。
(2)此竖向支撑施工过程与上述“门”型桁架支撑基本相同，且简单许多。但需注意以下问题：①使用钢管顶撑时，水平支撑杆件与工程桩搭接尺寸必须≥500mm，且顶撑应尽量靠近桩心；②因为钢管部分将打入承台中，所以必须考虑其止水要求；③钢管人承台部分，待竖向支撑拆除后，需向钢管中浇筑比承台混凝土高一强度等级的细石混凝土，并振捣密实。
4 深基坑施工的安全问题
深基坑施工当中安全问题是核心，一不小心将会造成重大人身伤亡事故及经济损失。此工程基坑开挖在闹市区，四周皆有原有建筑物，因此安全是施工中的重中之重。在施工过程中必须采取以下主要技术措施保证施工安全：
(1)围护结构及支撑系统必须达到设计要求，具有足够强度及刚度后方可开挖深基坑。且在竖向替代支撑施工时，不可大面积同时进行，以防水平支撑失稳。需待一个竖向支撑完全安装完毕后再进行下一个竖向支撑施工。水平支撑下土方不能挖除，等竖向支撑施工完毕后再进行挖除。
(2)在水平支撑拆除时必须有替代支撑。(换撑技术前面已述)否则SMW地下连续墙悬臂过长，有压断的危险。水平支撑爆破必须尽量减少爆震，在正式爆破前进行试爆，并采用废旧车胎、铁皮、砂袋等物覆盖，所有碎块均不外飞而落原地，确保施工安全。
(3)挖土机、自卸汽车等大型机械严禁在支撑系统上行走，第1道内支撑下土方尽量人工开挖，塔吊吊运。
(4)对基坑进行监测，内容有：连续墙的挠度及水平位移、水平支撑的下挠、临近商场的沉降及倾斜度。每天进行观测，记录数据与设计要求进行比较。现场设有专门的抢险队伍以及4台千斤顶，以防不测。现场实测指标与设计容许范围相比有较大富余，未出现异常现象。
(5)因基坑四周有许多原有建筑物，所以在基坑周边不能继续堆载，如施工必须用，则必须离坑边保持一定距离。材料堆放距离坑边不小于2m,汽车停放不小于3.5m，吊车不小于4.5m。
在施工中采取如上措施后，施工安全得到了保证。在基坑施工期间未发生一起人员以及财产损失。周边建筑物没有受到影响，支撑系统一直保持稳固。
5 结束语
本方案通过实践，取得良好的结果，其SMW连续墙最大水平位移值为45mm，为基坑开挖深度的0.75％，小于规定的允许值(1％)，水平支撑的最大沉降值为16mm，属正常范围。希望本工程对今后同类工程有一定的借鉴作用。
关键词：深基坑支承桩；内支撑施工；技术问题；安全
1 工程概况
某高层建筑，其层数为21层，总高101.7m。因为位于闹市区，施工用地很小。基坑开挖深度6.00m。局部位置(既东西两侧对称布置的两个电梯井处)深达9m。所以本工程支护形式采用日本SMW工法施工的短螺旋多头钻进的旋喷桩护壁止水，中间插入200×400mm预制芯材形成挡土、止水帷幕，深16m。基坑内采用两道钢筋砼支撑(第2道内支撑局部设置，即东西两侧对称布置的两个电梯井处)，内支撑支承柱采用26根800mm直径的钻孔灌注桩。基坑平面尺寸为76080×61280mm。水平支撑原设计为2道，采用钢筋混凝土桁架。第1道水平支撑在一3.5m处。支撑杆件截面尺寸为750×750mm及1000×750mm两种，其第2道支撑局部设置(电梯井处)其标高为一7.00m。基坑内设6口直径300mm深井降水井降水。
2 内支撑修改方案
由于土方开挖之前，用于支承的26根灌注桩还没有施工，按正常施工程序考虑，26根桩需要20～25天才能完成。受长江水位、施工季节影响以及从投资方的经济利益出发经周密的计算及施工方案的仔细比较对照后，确定了用工程桩上加支承桁架来代替支承桩的方案，并经。高层深基坑专家的讨论、批准。具体方案如下：
(1)第1道水平内支撑的竖向支撑26根支承桩取消，用其支承桩附近的工程桩替换。其竖向支撑用“门”型架代替。门型架立柱直接生根在工程桩上。如水平支撑下刚好有工程桩(且其在韵设计的支撑桩附近)时，竖向支撑用大钢管替换，同样直接生根在工程桩上。
(2)第2道局部设置的水平支撑也予以取消，用型钢桁架斜支撑代替，利用临近承台的工程桩作为支承点，因为工程桩也可承受水平荷载(约为竖向承载力的1／10～1／12)所以其支撑点落在工程桩上。(本论文不论述此问题)。
3 修改后的内支撑施工技术问题(第1道内支撑)
3.1 ±0.000以下结构施工流程如下：
开挖锁口梁上土方――锁口梁施工――第2次土方挖一4.00m――第1道内支撑――局部工程桩开挖(替代支撑桩)――人工配合机械开挖已支撑内土方――大面积开挖至地下室底板标高一6.00m――人工配合塔吊开挖两个深大承台(电梯井处)――第2道内钢桁架支撑――深大承台砼―底板砼――拆除第1道内支撑――墙板砼――顶板砼。
3.2 第一道内支撑竖向支撑采用“门”型架时的施工问题其支撑形式如图1所示。
(2)托架也采用我公司现有的方形截面门架，如图3。
(3)柱顶板采用δ=12mm厚钢板加工，并与柱顶面焊接，柱与托梁现场通过顶板焊接连接。柱底板采用δ=16mm厚钢板加工，与工程桩用地脚螺栓连接。
3.2.2 支撑系统连接措施
(1)立柱与工程桩的连接。在工程桩上用地脚螺栓连接1块δ=16mm的钢板，三角形立柱直接焊接在钢板上。其施工程序如下：①截桩后用比桩高一强度等级的细石混凝土找平；②核对图纸后定出地脚螺栓位置，成孔且清理钻孔；③将调制好的环氧砂浆浇筑；④插入螺栓并校正螺栓平面位置及标高；⑤养护时间达到要求后嵌入钢板，加垫块后拧上螺帽。螺帽与垫块问、垫块与钢板均焊牢，采用帖角焊，焊缝高度为8mm满焊；⑥将立柱吊装到位，整体焊接在钢板上，焊缝高度6mm满焊。
(2)托梁与水平支撑的连接。采用L140X10及L125×10做抱箍，将水平支撑、托架卡在一起。现场加工焊接，所有焊接均满焊，焊缝高度12mm。如图6。
(3)三角门架立柱与托梁的连接。在三角门架立柱顶部直接焊接1块δ=12 mm的钢板，钢板与托梁现场焊接，焊缝高度为8mm，满焊。
3.2.3 竖向支撑的施工技术程序
(1)首先采用反铲进行大面积开挖，挖至第1道水平内支撑梁底，施工第1道水平内支撑及锁口梁。
(2)根据托梁及三角门架立柱的平面位置，人工挖出所需工程桩，为安全考虑，此项施工不宜平行进行。需待竖向支撑完毕后，再进行下一个工程桩的土方开挖。水平支撑下土方不能挖除，须待竖向支撑施工完毕后，再进行挖除。
(3)将所需工程桩截至设计标高，并保留其主筋应锚入承台内的长度，再在桩头埋置δ=16mm钢底板(上面已介绍)。用现场塔吊将三角形立柱吊装到位，焊接在钢底板上。
(4)立柱安装完毕后，再次用塔吊将托架吊装到位，将托架与水平支撑紧密连接(见上述托架与支撑的连接)，再与立柱现场焊牢。
(5)挖除水平内支撑下土方，接着施工下一个竖向支撑。在进行竖向支撑施工时，其余无水平支撑的地方其土方均可开挖至设计标高。
(6)应注意吊装的安全。吊装时应有专人指挥，不允许吊装物碰撞内支撑系统。工作前应仔细检查各控制器的转动装置及钢丝绳的磨损情况，不符合要求的要及时修整；工作休息时，不允许将重物悬挂在空中。风力大于6级及雷雨天，禁止施工。
(7)施工过程中，应加强对内支撑系统的监测。如发生其水平支撑下挠达30mm时，应立即采取相应措施。即在其下挠的地方(或附近)再设1道或几道竖向支撑。
3.2.4 竖向支撑的拆除
(1)根据设计院意见，地下室墙板不能承受SMW连接墙传递的侧压力，为避免混凝土由于支撑拆除后SMW墙出现危险情况。采用图7所示办法对SMW连续墙进行加固。图中工程底板钢筋不变，增设钢筋沿基坑通长布置，增设混凝土标号和底板混凝土标号相同，与底板混凝土一次成型。
(2)待地下室底板及承台、地梁都浇筑完毕后，混凝土底板及增设混凝土对于支护结构来说犹如―个巨大的刚性支撑，足以约束SMW连续墙的底部位移，可以起到换撑的作用。待其强度达到70％以上时，开始进行支撑的拆除。
(3)水平支撑内设置预留孔，采用静态爆破拆除水平内支撑，爆破作业由专业工作人员进行施工。爆破时，现场施工人员应听从爆破专业人员的安排，留在安全区内。
(4)爆破完后，在柱顶板下面将立柱割断，托梁用塔吊整体卸下。承台以上立柱外露部分从底部割断。拆除时，应避免破坏门架。
3.3 第1道水平内支撑采用钢管支撑时施工
(1)当水平支撑下面刚好有工程桩，且其位置在原设计的第26根支承桩附近时，则竖向支撑采用φ219×8无缝钢管来支撑水平内支撑，其直接生根在工程桩上。
(2)此竖向支撑施工过程与上述“门”型桁架支撑基本相同，且简单许多。但需注意以下问题：①使用钢管顶撑时，水平支撑杆件与工程桩搭接尺寸必须≥500mm，且顶撑应尽量靠近桩心；②因为钢管部分将打入承台中，所以必须考虑其止水要求；③钢管人承台部分，待竖向支撑拆除后，需向钢管中浇筑比承台混凝土高一强度等级的细石混凝土，并振捣密实。
4 深基坑施工的安全问题
深基坑施工当中安全问题是核心，一不小心将会造成重大人身伤亡事故及经济损失。此工程基坑开挖在闹市区，四周皆有原有建筑物，因此安全是施工中的重中之重。在施工过程中必须采取以下主要技术措施保证施工安全：
(1)围护结构及支撑系统必须达到设计要求，具有足够强度及刚度后方可开挖深基坑。且在竖向替代支撑施工时，不可大面积同时进行，以防水平支撑失稳。需待一个竖向支撑完全安装完毕后再进行下一个竖向支撑施工。水平支撑下土方不能挖除，等竖向支撑施工完毕后再进行挖除。
(2)在水平支撑拆除时必须有替代支撑。(换撑技术前面已述)否则SMW地下连续墙悬臂过长，有压断的危险。水平支撑爆破必须尽量减少爆震，在正式爆破前进行试爆，并采用废旧车胎、铁皮、砂袋等物覆盖，所有碎块均不外飞而落原地，确保施工安全。
(3)挖土机、自卸汽车等大型机械严禁在支撑系统上行走，第1道内支撑下土方尽量人工开挖，塔吊吊运。
(4)对基坑进行监测，内容有：连续墙的挠度及水平位移、水平支撑的下挠、临近商场的沉降及倾斜度。每天进行观测，记录数据与设计要求进行比较。现场设有专门的抢险队伍以及4台千斤顶，以防不测。现场实测指标与设计容许范围相比有较大富余，未出现异常现象。
(5)因基坑四周有许多原有建筑物，所以在基坑周边不能继续堆载，如施工必须用，则必须离坑边保持一定距离。材料堆放距离坑边不小于2m,汽车停放不小于3.5m，吊车不小于4.5m。
在施工中采取如上措施后，施工安全得到了保证。在基坑施工期间未发生一起人员以及财产损失。周边建筑物没有受到影响，支撑系统一直保持稳固。
5 结束语
本方案通过实践，取得良好的结果，其SMW连续墙最大水平位移值为45mm，为基坑开挖深度的0.75％，小于规定的允许值(1％)，水平支撑的最大沉降值为16mm，属正常范围。希望本工程对今后同类工程有一定的借鉴作用。