摘要：針對場地工程地質條件、基坑性質和周邊環境，作者提出了人工挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁和地下連續墻等幾種不同的基坑支護設計方案。在對上述方案進行技術、經濟與工期比較的基礎上，作者選擇了人工挖孔樁加內支撐這種具有代表性的方案。根據對排樁及內支撐的受力分析，選擇了兩層鋼管支撐，并用水泥土擋墻作為止水帷幕。
　　關鍵詞：深基坑，內支撐，止水帷幕
　　
　　近幾年來，在建筑物密集地區的建筑工程越來越多。由于受空間場地的限制，這些工程的基坑往往無法采用常用的錨桿支護，所以相應地就有了深基坑內支撐技術。深基坑內支撐技術在我國沿海地區比如上海、廣東等地應用較多也比較成功。內支撐體系按材料種類可分為現澆混凝土支撐體系鋼支撐體系兩類，但其布置形式千差萬別，是基坑設計中一項富有創造性的、技術要求很高的工作。內支撐體系的設計需要考慮很多因素，綜合起來有：
　　(1)能夠因地制宜合理選定支撐材料和支撐體系布置形式，使其綜合技術指標得以優化；
　　(2)支撐體系受力明確，充分協調發揮各種桿件的力學性能，安全可靠，經濟合理，能夠在穩定性和控制變形方面滿足對周圍環境保護的設計標準要求；
　　(3)支撐體系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方開挖和主體結構快速施工要求。
　　韶冶4＃污水池深基坑工程采用了鋼結構內支撐技術。本文詳細地介紹了該工程，并針對以上內支撐體系設計需要考慮的幾個因素對內支撐的設計、施工提出了一些意見。
　　
　　1.工程概況
　　韶冶4＃污水池基坑工程位于韶關市冶煉廠內東排水口附近，寬10m,長約20m，形狀比較規則。東面距基坑2.0m處為冷卻塔；西邊距基坑7.5m左右為水泵房；東北側為一廁所，化糞池深約2.0m；南面距基坑2m左右為加工車間，基礎埋深及類型不詳；基坑西南面2.26m為廢渣池，可能有廢水滲漏。基坑內地面下5.0m處有兩條相交的排污管通過，管徑約800cm。
　　該工程場地屬于石灰巖風化剝蝕丘陵溝谷帶，各土層以及其物理力學性質參數見表1。
　　其中地下水位埋深2.0m，屬潛水，地下水質對砼無侵蝕性。
　　中風化石灰巖承載力較高，可以作為基礎的良好持力層。
　　
　　2.支護樁方案選擇
　　樁墻－內支撐支護技術，由排樁或排樁加止水帷幕、地下連續墻組成的擋土結構和按基坑平面設計的內支撐體系，是軟土地區應用最多的一種深基坑支護形式。根據基坑周圍土質、
　　表1土層物理力學性質參數

　　
　　開挖深度可設置成單層或多層的支護結構，一般用工具式鋼構件或鋼筋混凝土構架形成對撐、角撐、水平桁架或拱圈等，以保持深基坑開挖時的邊坡穩定。本工程考慮三種方案。
　　2.1人工挖孔灌注樁
　　采用密排人工挖孔灌注樁，加上在樁間增設注漿樁，組成一種挖孔擋土擋水連續墻，簡稱灌注擋墻，并且在灌注樁頂增設鋼筋混凝土圈梁。采用這種方法施工，周圍房屋和地下管線不受影響，安全可靠，對于建筑密集地區而基坑深度不太深的工程最為適用。施工工期短，可按施工進度要求分組同時作業，若干根樁孔齊頭并進。
　　2.2鉆孔灌注樁
　　這種樁先用機鉆鉆孔，取出樁位上的土，然后灌注混凝土成樁。這種方法的優點是可以避免捶打的噪音和震動。采用這種方法施工，周圍房屋和地下管線不受很大的影響，安全可靠，對于建筑不太密集地區而基坑深度較淺的工程最為適用。施工速度快，能夠保證工期。
　　2.3地下連續墻
　　剛度大，有很好的擋土效果，并且能夠同時起到止水的作用，但是費用高，基坑深度少于10.0m，采用這種支護方案并不合理，而且施工速度較慢，不一定能夠保證工期。
　　本著“安全、經濟”的原則，本工程選用人工挖孔灌注樁作為擋土結構。
　　由于場地孔隙潛水主要賦存于一、二層中，下部為良好的隔水層，埋深約為-9.8m～-17.5m左右，垂直向滲透系數極小。其下的土層也都為弱～不透水層，故可將北邊靠建筑物側水泥土樁的樁頂標高設計為0.0m，伸入土層中形成落底式止水帷幕。此方法的基坑滲水量小，可使用明溝排水，施工技術簡單，經濟合理。故選用水泥土擋墻截水。
　　從支撐受力時間、適應性、材料重復利用性、穩定性以及結合現場情況等，選用鋼管材料作為內支撐結構。
　　
　　3.基坑設計
　　韶冶4#污水池基坑深10.0m，寬10.0m，長30.0m。基坑設計結合土層、地下水情況、支護樁設計及當地施工經驗，提出支護樁配合兩層剛結構內支撐的支護體系。
　　支護樁設計：采用φ1200鋼筋混凝土灌注樁，樁間距1.8m，樁頂相對標高0.0m，南北兩側樁長18.5m，東西兩側18.0m。
　　按等值梁法求得南北兩側支護樁最大彎矩為，按均勻配筋計算；東西兩側支護樁最大彎矩為，按均勻配筋計算。
　　鋼支撐設計：橫撐及斜撐均選用鋼管，圍檁選用2根型鋼。首層支撐標高-2.0m，第二層支撐標高-6.3m。鋼支撐結構形式及布置見圖1和圖2。
　　
　　
　　圖1首層鋼支撐結構平面布置示意圖
　　
　　圖2鋼支撐結構立面布置示意圖
　　
　　4.基坑監測
　　監測內容主要包括：自然環境監測；支護位移、沉降監測及周邊環境監測；水位觀測；樁內力和支撐軸力監測等。現從基坑支撐軸力監測結果說明基坑的安全性：
　　根據支撐軸力，繪制基坑支撐軸力變化圖（從中選取第三道支撐和第五道支撐），如下所示：
　　
　　圖3第三道支撐軸力圖
　　
　　圖4第五道支撐軸力圖
　　從支撐軸力監測結果以及所繪制的支撐軸力變化趨勢線上，可以看出，第三道支撐軸力在4月18日已經趨于穩定，第五道支撐軸力在4月19日已經達到穩定狀態，其后的監測結果在一定的范圍內波動，除卻誤差的影響，溫度應該是另一個重要的影響因素。其他的監測項目的結果也驗證了這些數據的準確性。支撐的軸力在鋼管支撐強度的允許范圍內，說明鋼管支撐的設計是比較合理的，能夠保證基坑的安全。
　　
　　5結束語
　　（1）基坑開挖是一個動態過程，鋼支撐的各桿件在開挖過程中受力轉換以及土壓力的協同作用方面目前尚無一完善的理論，也缺乏這一方面的設計經驗，所以在鋼支撐的布置方面，設計時是偏于保守考慮的；
　　（2）鋼結構內支撐技術適合于建筑密集地區的深基坑支護中，不僅安全、工期短，而且鋼結構可以重復使用，造價也比較低；
　　（3）目前對局部超載、土壓力、鋼支撐各桿件之間的相互關系及隨基坑開挖的力的轉換尚缺乏完善的計算方法。應當加強這方面的研究；
　　（4）深基坑內支撐技術的使用過程中一定要加強監測工作，隨時反饋信息以便及時處理。
　　
　　參考文獻
　　[1]中航勘察設計研究院、秦四清等著.深基坑工程優化設計。北京：地震出版社，1998
　　[2]滕智明，朱金銓編，鋼筋混凝土結構及砌體結構，上冊。北京：中國建筑工業出版社，1994        發表論文網