復雜場地條件下深基坑工程施工技術及控制

廣東開平建安集團有限公司 廣東開平 529300

摘要：本文主要針對復雜場地條件下深基坑工程施工技術及控制展開了探討，結(jié)合了具體的工程實例，對工程實施關注點作了簡要概述，并詳細分析研究了基坑支護設計和關鍵施工技術，以期能為有關方面的需要提供有益的參考借鑒。

關鍵詞：復雜場地；深基坑；施工技術；施工控制

目前，深基坑施工成為了建設工程中經(jīng)常進行的項目。而在周邊環(huán)境復雜的情況下，深基坑的施工容易引起一系列的問題，如建筑物的沉降、對管線的破壞，因此，深基坑施工時，相關工作人員一定要精心策劃，在采用先進工程施工技術的同時，對施工過程要有相應的控制，以保障深基坑的施工質(zhì)量和保護周邊環(huán)境。

1 工程概況

某工程平均開挖深度約為11.00m，最大開挖深度為12.15m。其中，地塊的辦公樓離地鐵隧道地下連續(xù)墻距離僅為4.3m。整個基坑的施工階段對隧道水平變形和沉降等控制十分嚴格，施工過程對基坑及周邊環(huán)境的保護要求極高。

2 工程實施關注點

基于上述工程情況，得出本場地不僅緊鄰軌交線路和廣場，而且因前期施工建（構(gòu)）筑物完成后填埋的大量雜填土、圍護結(jié)構(gòu)等已成為本工程的障礙物，給本次施工帶來較大影響，其主要關注點如下：

（a）有一個街坊經(jīng)建設完成廣場，地塊擬建建筑物部分地下結(jié)構(gòu)將侵入原廣場停車通道，尤其是廣場的圍護重力壩體、擋墻結(jié)構(gòu)、擋墻結(jié)構(gòu)的基礎樁、部分停車通道底板與擬建建筑地下結(jié)構(gòu)重合，本次完成后的結(jié)構(gòu)將和廣場停車通道連通。

（b）原廣場擋土墻與待建工程樁的影響：由于存在擋土斜向支撐及底板等構(gòu)筑物阻礙，擋土墻區(qū)域的待建工程樁，其施工方法與施工時機要充分考慮到與本工程的銜接，該區(qū)域內(nèi)的樁基需在拆除擋墻后進行施工，部分樁如與原工程樁相碰，則需要拔樁處理。

（c）原廣場基坑施工時配筋護坡及放坡回填物整個基坑重合的面積為16800m2，且本工程約20%的工程樁在重力壩放坡區(qū)域內(nèi)。重力壩的放坡上配筋護坡混凝土以及放坡回填時較多的建筑垃圾雜物對本工程樁基地下連續(xù)墻施工將產(chǎn)生極大影響。

3 基坑支護設計

基坑平均開挖深度約為11.00m，臨近地鐵隧道一側(cè)基坑圍護采用厚800mm地下墻，插入比為1：1。兩側(cè)Φ850mm三軸攪拌樁槽壁加固；這街坊廣場側(cè)，基坑在廣場原有底板下開挖，考慮土體對西廣場結(jié)構(gòu)可能造成的影響，圍護采用Φ1000mm硬法咬合樁；其余側(cè)圍護采用厚800mm地下連續(xù)墻，插入比為1：0.9。

為減小開挖對軌交運營的影響，整個基坑劃分為A區(qū)基坑（遠地鐵隧道側(cè)）及B區(qū)基坑（近地鐵隧道側(cè)），A區(qū)采用厚800mm地下連續(xù)墻劃分為A-1、A-2、A-3三個小基坑先期施工，B區(qū)同樣采用厚800mm地下連續(xù)墻劃分為B-1、B-2、B-3三個小基坑后期施工。A區(qū)基坑設計采用3道鋼筋混凝土支撐，B區(qū)基坑采用1道混凝土支撐+3道鋼支撐，鋼支撐采用自動軸力補償系統(tǒng)。

4 關鍵施工技術

4.1 土方開挖及支撐總流程

由于基坑占地面積較大，同時涉及地鐵保護區(qū)，根據(jù)施工進度、施工階段基坑的穩(wěn)定性及周邊環(huán)境的保護要求，將基坑分為A區(qū)及B區(qū)，再細分為6個獨立的小基坑分別進行施工。基坑土方開挖及支撐施工共分12個施工階段（圖1）。

圖1 基坑分坑示意

（a）施工A區(qū)第1皮土方開挖及支撐施工；

（b）待第1道支撐達到強度后，施工A-2區(qū)域第2皮土方開挖及第2道支撐施工直至底板；

（c）待A-2區(qū)域底板養(yǎng)護完成后，同時施工A-1、A-3區(qū)第2皮土方及支撐施工，A-2區(qū)進行結(jié)構(gòu)反筑；

（d）待A-1、A-3區(qū)第2道支撐達到強度后，同時施工A-1、A-3區(qū)第3皮土方及支撐施工；

（e）待A-1、A-3區(qū)第3道支撐形成強度后，開挖第4皮土方及底板施工，A-2區(qū)施工BM結(jié)構(gòu)板；

（f）施工A-1、A-3區(qū)底板，待A-2區(qū)BM結(jié)構(gòu)板達到強度后，開挖B-2區(qū)域第1皮土方及第1道混凝土支撐；

（g）A區(qū)進行結(jié)構(gòu)反筑，B-2區(qū)域開挖第2～5皮土方及鋼支撐施工；

（h）A區(qū)進行結(jié)構(gòu)反筑，B-2區(qū)施工底板并養(yǎng)護；

（i）待A-1、A-3區(qū)施工至BM板結(jié)構(gòu)及B-2區(qū)底板養(yǎng)護完成后，同時施工B-1、B-3區(qū)第3皮土方及支撐施工；

（j）B區(qū)結(jié)構(gòu)反筑，待施工至B0板后，拆除A區(qū)剩余棧橋，拆除中隔墻完成地下結(jié)構(gòu)。

4.2 土方分塊措施

按照設計流程，在限定的時間內(nèi)進行土體開挖以及混凝土墊層的施工，以確保基坑的變形在規(guī)定的范圍之內(nèi)，避免因基坑的變形而威脅周邊建筑物、軌交運營、管線的安全。以A區(qū)為例，A-1、A-3區(qū)分塊如圖2所示。

圖2 A-1、A-3區(qū)分塊示意

4.3 A區(qū)土方施工措施

根據(jù)工況，A區(qū)基坑由A-2區(qū)最先進行土方開始及支撐施工。A-1、A-3區(qū)待A-2區(qū)完成結(jié)構(gòu)底板澆筑及混凝土強度達到設計要求75%強度后同步進行土方開挖及支撐施工。A-1、A-3區(qū)在施工過程中必須做好聯(lián)動，基坑施工進度不得超過1層土方。

同時，A區(qū)3個獨立小基坑的挖土施工過程，必須按“分層、分塊、錯位”工況流水作業(yè)，小基坑內(nèi)相鄰分塊不超過1個流水工況，土體開挖必須按照“分層、分塊、限時”的原則進行，嚴格確保日出土量2500m3。

土方開挖采取1：1.5邊坡留土，由遠軌交側(cè)向至B區(qū)側(cè)向退挖，以減少A區(qū)基坑施工時，對B區(qū)土體及隧道區(qū)間的影響。同時，為加快施工進度，盡快形成支護體系，避免基坑在無支護的情況下暴露太久，A區(qū)混凝土支撐墊層由原C20細石混凝土墊層改為生石灰固化土體后鋪設竹笆，縮短墊層澆筑養(yǎng)護時間達到盡快形成支撐及縮短工期的效果。

4.4 B區(qū)土方施工措施

由于B區(qū)施工場地靠近軌交2號線區(qū)間段，故在開挖時考慮土體變化對地鐵隧道側(cè)的影響，采用4道支撐體系，同時，為增加B區(qū)基坑的穩(wěn)定性，鋼支撐均在安裝完成后及時進行軸力補償系統(tǒng)的軸力加設。考慮到B區(qū)結(jié)構(gòu)底板施工時間較長，可能導致地下連續(xù)墻側(cè)向位移形變量較大及對軌交運營的影響較大，在結(jié)構(gòu)底板上側(cè)預留第5道鋼管支撐及軸力補償系統(tǒng)。

挖土采用順作法進行施工，挖土施工按“分層、分塊、限時、錯位”工況流水作業(yè)。具體的土方施工方法同A區(qū)。

4.5 基坑施工特殊措施

4.5.1 扶壁柱施工

本工程自然地坪標高為+4.50mm（相對標高，下同），第1道混凝土支撐墊層底標高為+2.80mm。第1道混凝土支撐施工前需完成第1皮土方開挖，挖深為2.50m。由于該表層土為雜填土，對于該層土體開挖時正直秋冬雨季，在A區(qū)進行第1道混凝土支撐施工時第1道支撐上部懸臂土體局部出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，存在塌方的險情。針對上述險情，經(jīng)與設計及時溝通，對第1道支撐上側(cè)懸臂土體采用扶壁柱進行加固。同時，為避后續(xù)開挖過程中出現(xiàn)類似現(xiàn)象，在后續(xù)施工過程中，對首皮土方開挖時，采用了除進行邊坡留土外還進行跳浜開挖及扶壁柱加固等措施，有效提高了該層懸臂土體的穩(wěn)定性。

4.5.2 局部深坑加強措施

在B區(qū)基坑施工過程中，由于業(yè)主要求春節(jié)前夕完成最后一皮土方開挖（除塔樓范圍局部深坑外）并進行大底板澆筑。但由于春節(jié)期間放假無勞動力，局部深坑區(qū)域長時間暴露，可能帶來深坑土體隆起和地下承壓水管涌等不可預計的風險，經(jīng)分析后對局部深坑范圍除進行首次臨時厚200mm的C20混凝土墊層澆搗后，在底板施工階段對該區(qū)域原墊層基礎上進行Φ12mm@200mm雙層雙向鋼筋配筋厚300mm的C30混凝土墊層澆搗，鋼筋與非深坑區(qū)大底板鋼筋錨固形成臨時

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