1. 前言
随着城市基础设施建设向深部空间拓展，高层建筑地下室埋深持续增加，深基坑工程面临的周边环境复杂度、变形控制要求及施工空间限制日益严峻[1]-[3]。深基坑施工不仅需保障边坡稳定，更需严格控制变形，避免对周边建筑物、地下管线及道路造成安全影响[4] [5]。
南宁市妇幼保健院保健综合楼项目具有典型的受限空间深基坑特征：地下3层，基坑开挖深度达17.1 m，底周长约220 m，底面积约2500 m2。基坑周边环境极为敏感，东侧紧邻友爱南路(距人行道仅4 m)，北侧距现有防疫站5 m，南侧距10层医疗科技楼14 m，西侧距5层民房5 m、距5层行政办公楼仅2 m。狭小的施工空间、密集的周边建(构)筑物对基坑支护技术提出极高要求。
经多方案比选，项目最终采用钢筋混凝土内支撑支护体系。该体系具有计算理论成熟、挖土施工经济性好、安全可靠性高的优势，尤其适用于狭小空间施工，可显著提高挖运土机械化程度、缩短工期、降低成本并有效控制周边土体变形。本文结合该工程实践，系统总结受限空间下深基坑内支撑施工技术要点、质量控制措施及优化方向，为同类工程提供技术借鉴。
2. 工程概况
本工程为南宁市妇幼保健院保健综合楼项目，地下3层，主楼20层，连廊9层；主楼建筑总高度84.50 m，连廊建筑总高度35.90 m。主楼范围内采用筏板基础，基坑开挖深度17.1 m；连廊采用钻孔灌注桩基础，其余纯地下室区域采用抗拔钻孔灌注桩基础。
内支撑体系由格构柱与内支撑梁组成，具体设计参数如下。
立柱桩：桩径1200 (800) mm，桩端进入中风化泥岩不小于1.0 m，坑底桩长约18 m，混凝土强度等级C30，钢筋采用HRB400，保护层厚度50 mm；
格构柱：采用Q235型角钢和钢板焊接制作，底部嵌入钢筋笼3 m，与桩身纵筋采用Φ18@600钢筋焊接固定；
内支撑梁：分三道设置，第一道底标高−2.3 m，第二道−8.00 m，第三道−13.00 m，混凝土强度等级C30，保护层厚度30 mm，各层内支撑梁截面尺寸见表1，施工现场周边构筑物及基坑内支撑平面布置图如图1和图2所示。
Table 1. Section size of inner support beam (mm)
表1. 内支撑梁截面尺寸(mm)
楼层 |
围檩(冠梁) 1、4 |
围檩(冠梁) 2、3 |
内撑梁1 |
内撑梁2 |
连系梁 |
负1层 |
800 × 800 |
1000 × 800 |
800 × 800 |
800 × 800 |
600 × 800 |
负2层 |
1400 × 1000 |
1400 × 1000 |
1000 × 1000 |
800 × 1000 |
600 × 1000 |
负3层 |
1200 × 1000 |
1200 × 1000 |
1000 × 1000 |
800 × 1000 |
600 × 1000 |
Figure 1. Construction site plan
图1. 施工现场平面图
Figure 2. Layout plan of inner support
图2. 内支撑平面布置图
3. 施工技术特点分析
3.1. 结构刚度大，变形控制能力强
钢筋混凝土支撑水平受压性能好，截面刚度远大于钢支撑，在荷载作用下变形微小。可通过调整配筋和截面尺寸灵活提高其承载能力，有效控制基坑位移，确保基坑自身稳定及周边环境安全。适用于对变形敏感区域(如邻近建筑物、管线密集区)的深基坑工程。
3.2. 提供坑内作业空间，提高施工效率
大跨度支撑体系形成大面积无支撑区域(占基坑面积65%~75%)，满足大型挖掘机械作业空间需求。支持多台设备同时作业，极大提升土方挖运效率。可采用分层开挖、岛式开挖等灵活工法，最后少量土方配合吊运完成，整体工期显著缩短。
3.3. 施工适应性强，受场地限制小
对周边施工场地条件要求较低，无需大型吊装设备即可完成支撑浇筑。可利用支撑体系本身搭设临时施工平台、通道，用于材料堆放、设备安装及混凝土输送，缓解施工现场狭窄问题。尤其适用于城区狭窄场地或无法设置外围施工道路的基坑工程。
4. 施工过程控制要点
4.1. 工艺原理
基坑开挖时，周边土体产生的水平压力通过支护结构传递至围檩梁，再集中作用于内支撑梁。内支撑梁以轴向受压为主，采用对撑形式形成相互抵消的稳定力系，其跨度、道数及截面尺寸需根据基坑深度、土压力值、地下室结构布置等因素，经反复计算验算确定，确保支撑体系强度及稳定性满足设计要求。
4.2. 工艺流程
1) 施工顺序：施工地下连续墙及格构柱 → 待混凝土强度达到设计值80%后，土方普挖至−2.3 m (相对标高) → 施工冠梁及第一道内支撑 → 第一道内支撑混凝土强度达80%后，土方普挖至−8.00 m → 施工围檩及第二道内支撑 → 第二道内支撑混凝土强度达80%后，土方普挖至−13.00 m → 施工围檩及第三道内支撑 → 第三道内支撑混凝土强度达80%后，土方普挖至−17.10 m → 施工底板区域；
2) 拆除顺序：按从下至上原则，下层主体结构混凝土强度达80%后方可拆除对应层支撑梁 → −3F支撑 → −2F支撑 → −1F支撑 → 拆除顺序为支梁 → 主梁 → 围檩 → 最后拆除格构立柱。
4.3. 施工要点
4.3.1. 立柱桩施工
(一) 施工流程
钻机定位 → 钻孔 → 第一次清孔 → 测孔深 → 安放钢筋笼 → 固定格构柱 → 下导管 → 第二次清孔 → 测孔深(合格) → 灌注混凝土。
(二) 立柱桩施工
1) 测量控制
根据施工图纸、现场测量控制点，使用全站仪测定桩位，确定桩点，并以“十字交叉法”引至四周设置桩点，确保桩位控制精准。
2) 护筒埋设
根据桩点定位，开挖护筒孔，护筒直径比设计孔径大20 cm，高度不小于1.8 m。放入护筒后，再次精确测量复核桩位点，吊线锤校验护筒位置和垂直度并固定，护筒与坑壁之间用粘性土夯填密实，确保护筒位置准确及稳定。
3) 钻孔
采用履带式旋挖钻机钻孔，要求场地平整、安全可靠，避免施工中发生倾斜、移动。保证钻头与桩孔中心在同一铅垂线上，偏差 ≤ 20 mm，确保钻孔垂直度与桩位偏差满足规范要求。护壁泥浆采用膨润土泥浆，新鲜泥浆比重 ≤ 1.15，排出口泥浆比重1.25~1.35。旋挖钻机开孔时缓慢钻进，钻头全部进入地层后方可加速，保持孔内泥浆面稳定；若出现斜孔、弯孔、缩孔、塌孔等异常情况，立即停止钻孔作业。桩基持力层为中风化岩层，孔深达到设计要求后，进行验孔，孔深偏差控制在±10 cm以内，沉渣厚度(第二次清孔后)不大于5 cm。
4) 清孔
清孔分两次进行，第一次在成孔完毕后立即实施，将钻头提离孔底80~100 mm，接入新鲜泥浆替换含大量钻渣的泥浆，清除孔底沉渣；第二次清孔在钢筋笼和混凝土导管安装完成后进行，采用导管压入新浆，维持正循环30 min左右，清孔后桩底沉渣厚度 ≤ 50 mm，清孔后半小时内必须灌注混凝土。
5) 钢筋笼制作及吊装
在现场进行钢筋笼制作，钢筋笼主筋上每隔3 m设置一道定位垫块(每道断面对称放置3只)，确保钢筋保护层厚度，控制钢筋笼制作的偏差在允许范围内，验收合格方可吊装。
(三) 格构柱制作与安装
1) 格构柱构造
格构柱采用Q235型14 mm厚的钢板和角钢制作，其中插入钻孔桩部位为3.0 m。缀板中心间距为700 mm。
2) 格构柱制作技术要点
格构柱间对接焊接接头需错开，同一截面角钢接头不超过50%，相邻角钢错开位置 ≥ 50 cm；角钢接头焊缝位置内侧采用同材料短角钢补强，格构柱加工严格按规范控制偏差，检查焊缝质量，验收合格后方可进行下一道工序。
3) 格构柱吊装
采用履带吊车进行格构柱的吊装，吊点位于格构柱上部。通过钢筋笼部分主筋上部弯起，与格构柱缀板及角钢焊接固定，固定时确保格构柱居于钢筋笼正中心。焊接过程中，格构柱保持稳定，避免其受力。格构柱吊放时精确定位，中心线与桩位中心线误差 ≤ ±5 mm，垂直度偏差 ≤ L/300且≤15 mm。格构柱吊装就位图如图3所示。
Figure 3. Location map of lattice column hoisting
图3. 格构柱吊装就位图
4) 混凝土浇筑
采用C30水下混凝土，坍落度为18~22 cm，水泥用量不少于360 kg/m3，导管选用Ф250，施工前进行密封性检查。浇注前检查孔深及沉渣厚度，导管离孔底30~50 cm为宜，初始灌注保证足够初灌量，防止泥浆回流入导管。浇筑时导管埋入混凝土内深度控制在2~6 m。拔导管前必须测量混凝土面高度，确保满足要求。
5) 空桩回填
立柱桩混凝土浇注完成后，及时进行空桩桩孔回填，回填前做好周边安全防护。回填材料采用粗沙，在格构柱周边均匀回填，避免回填不均匀挤偏格构柱。
4.3.2. 内支撑梁施工
(一) 施工流程
垫层铺设 → 钢筋安装 → 模板安装 → 混凝土浇筑 → 养护 → 拆模。
(二) 基层处理
土方开挖时，内支撑施工位置开挖至比内支撑底标高低100 mm，铺设100 mm厚C20混凝土垫层，确保基层平整、坚实，满足支撑施工承载力要求。
(三) 钢筋工程
支撑梁及围檩内纵向钢筋接长采用直螺纹套筒连接、焊接连接或绑扎连接，接头设置在受力较小位置(一般为跨度1/3处)，同一连接区段内纵向受拉钢筋接头数量不大于50%。
(四) 模板工程
1) 钢筋混凝土支撑梁底模采用土模法施工，在挖好的原状土面上浇捣10 cm左右素混凝土垫层，垫层宽度为支撑宽度两边各加200 mm。为避免支撑混凝土与垫层粘结，在垫层面铺设一层油毛毡隔离层(宽度与支撑等同)，尽量减少接缝，接缝处采用胶带纸满贴密封，防止漏浆。
2) 支撑梁侧模板采用18 mm厚的木胶合板，主梁采用Ф48 × 3.5钢管，小梁采用50 mm × 100 mm方木，采用M14对拉螺栓进行固定，确保模板牢固、不变形。
(五) 混凝土工程
采用商品混凝土泵送浇筑，坍落度16~20 cm，初凝7~8 h、终凝 ≤ 12 h，严控和易性并保证连续供应，浇筑后及时抹平收光、终凝后保湿覆盖。因工程特性分段浇筑，冠梁上部预埋刚性止水片，施工缝接合面浇筑前冲洗润湿；浇筑后12 h内覆膜保湿养护不少于7天。混凝土达到80%设计强度后，方可开挖支撑下侧土方。
4.3.3. 内支撑拆除
(一) 内撑梁分块切割定位放线
1) 支撑梁切割分段重量计算，支撑梁分割长度重量见表2。
Table 2. Statistics of split length and weight of support beam
表2. 支撑梁分割长度重量统计表
主梁类型(mm) |
长度(mm) |
重量(T) |
1400 × 1000 |
1800 |
6.3 |
1200 × 1000 |
2000 |
6 |
1000 × 1000 |
2000 |
5 |
800 × 1000 |
2500 |
5 |
600 × 1000 |
3000 |
4.5 |
2) 定位放线：现场施工人员对需切割部位进行定位放线，明确切割尺寸；
3) 设备进场：专业施工人员及机械设备进场，按放线位置切割，每块混凝土块打两个吊装孔，便于安全吊装；
4) 切割过程中配合汽车吊吊装清运混凝土块，放线时根据汽车吊起重范围分块，确保安全施工；
(二) 搭设内撑梁支架
支撑梁下方采用φ48 × 3.0钢管扣件搭设排架托架，托架顶面紧贴梁底，确保切割过程中支撑梁安全。脚手托架立杆纵向间距900 mm，横向间距根据梁宽调整：梁宽1000 × 1000 mm、800 × 1000 mm设3根立杆(横向间距500 mm)；梁宽1400 × 1000 mm、1200 × 1000 mm设4根立杆(横向间距500 mm)；梁宽600 × 1000 mm设2根立杆(横向间距800 mm)。托架必须设置离地200 mm的扫地杆，每跨两端设置45度剪刀撑。支撑架搭设如图4所示。
Figure 4. Site drawing of support frame erection
图4. 支撑架搭设现场图
(三) 内撑梁切割法施工方法
1) 施工工艺及步骤：在支撑梁上划分分块切割线 → 将切割机器固定在底板上，连接电源、水源 → 穿链条、接好接头 → 开通水管调节水流大小，通过控制器收紧链条 → 按“先割中间后两侧”原则切割；
2) 拆除顺序：为避免支护结构产生过大应力释放，拆除顺序遵循“间隔拆除”原则，保证应力释放均匀；
3) 切割分割：根据混凝土块重量及吊装设备能力确定分割尺寸，确保施工安全及运输方便；采用金刚石绳锯系列搭配水钻孔机切割，切割后的混凝土块通过吊机吊运至地面，再装车外运；
4) 人工凿除：钢立柱周边500 mm内、围檩及连续墙局部切割机器无法到位的部位，采用人工空压机凿除。施工时在柱四周用木板隔离降噪，按规范搭设安全脚手架。拆除示意图如图5。
Figure 5. Schematic diagram of removal
图5. 拆除示意图
(四) 内撑梁切割后起重吊装施工方法
1) 吊点设置：支撑梁分段切割后设置两道吊点，用钢丝绳整体捆扎混凝土块，在支撑梁四个角部采用旧橡胶轮胎等柔性材料保护钢丝绳，防止剪切破坏；
2) 场地要求：施工现场混凝土硬化道路承载力标准值fk ≥ 200 KPa，吊车4个支腿下垫1500 × 1500 × 30 mm钢板；
3) 机械选用：受现场场地和交通限制，采用分块切割吊运法。选用1台8T叉车转运4~6吨混凝土块至吊机回转半径内；选用30T吊车，10 m回转半径内起吊重量控制在7 t内；
4) 切割体外运：切割后的钢筋混凝土支撑梁应及时采用30T履带吊车吊出，并外运至指定堆放场地破碎。
(五) 格构柱拆除
在最后一道支撑梁拆除后(−2.4 m处内撑梁)搭设龙门架，用氧割法把格构柱分段拆除，拆除过程中必须由上至下分两截拆除，并用叉车配合拆除装卸。
5. 质量控制及经济效果分析
5.1. 质量控制标准
1) 内支撑体系强度、刚度及稳定性满足设计要求，基坑周边最大沉降量控制在规范允许范围内；
2) 格构柱安装偏差、钢筋连接质量、混凝土强度等关键指标应符合规范要求；
3) 机械设备(叉车、挖机)固定行走路线满铺厚度 ≥ 15 mm的模板或钢板，分散荷载，防止直接碾压损伤混凝土结构面层及后浇带棱角；
4) 严格控制破碎混凝土块粒径(≤30 cm)，高落差部位设置二级缓冲架，通过分级跌落减小落块动量，降低对下部楼板的冲击破坏风险；
5) 后浇带、预留钢筋等关键部位拆除前采用旧模板或定制盖板完全覆盖封闭，防止建筑垃圾掉入堆积，确保结构接头处洁净、钢筋无污染；
6) 破碎块体不得在楼板同一区域集中堆放，实行随破随清、及时外运制度，最大限度减少对楼板的长时间集中荷载，确保结构安全；
7) 含有预留钢筋、预埋管线的区域，禁止使用大型机械清理，必须采用人工方式仔细清运，确保成品钢筋与管线不被碰撞、压弯或损坏。
5.2. 经济效果分析
本工程采用钢筋混凝土内支撑施工技术，在受限空间条件下取得了显著的经济效益；
工期缩短：支撑施工至土方施工阶段节省工期40%，共计20天，有效加快了工程整体进度；
成本节约：相较于传统支护工艺，节约材料费约20%，共计16.85万元；机械化挖土减少人工投入，进一步降低施工成本；
综合效益：避免了周边建(构)筑物及管线损坏的修复费用，减少了环境扰动带来的经济损失。
6. 结语
受限空间下该工程深基坑内支撑体系施工工艺技术可靠，确保了基坑自身及周边环境的稳定安全，为各关键工序在受控状态下高效推进，大幅提升了施工效率，降低了工程风险。在控制变形、保护环境、缩短工期、节约成本等方面效益良好，具有广泛的推广应用前景。