吹填區(qū)大跨度地鐵深基坑施工技術(shù)

林崇雄

（中交三航（廈門）工程有限公司，福建 廈門 361006）

1 工程概況

廈門市軌道交通3號/4號線共建盾構(gòu)井段工程包含明挖U形槽段及明挖暗埋段。現(xiàn)場為吹填海域，基坑深度2.43～15.94 m，寬度24.06～48.16 m，建設(shè)規(guī)模相對較大。U形槽段基坑支護為φ850 mm@600 mm SMW工法樁+內(nèi)支撐；暗埋段基坑支護為800 mm地連墻+內(nèi)支撐。

根據(jù)工程勘察報告（詳勘），本工程主要土層自上而下為：

1）素填土，層厚0～3 m、平均厚度為1.6 m；

2）吹填淤泥混砂，該層局部布置，層厚0 m～10.5 m、平均厚度6 m；

3）吹填砂，該層局部布置，層厚0～8.7 m、平均厚度3.68 m；

4）淤泥，該層全址布置，層厚0～11 m、平均厚度5 m；

5）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，該層全址布置，層厚0～14.4 m、平均厚度3.67 m；

6）殘積礫質(zhì)黏性土，該層全址布置，層厚1.8～10.5 m、平均厚度5 m。

2 施工難點

1）工程所在地作為大嶝島“8·23”炮戰(zhàn)期間主戰(zhàn)場之一，平均每平方米土地曾落下1.5顆炮彈。這些炮彈雖然長期掩埋于地下，通體均被泥土覆蓋，但引信未受破壞，在受到重力碰擊時仍然可能發(fā)生爆炸，給基坑施工造成很大的安全隱患。

2）工程所在地為填海造地區(qū)域，地下水豐富，勘察期間地下水位埋深為1～2 m，而且與海平面水平距離為35 m，地下水位受潮汐影響明顯，對基坑降水帶來極大困難。

3）地質(zhì)條件差，大范圍分布淤泥，淤泥厚度大，土壤含水量高，開挖作業(yè)難度大，容易發(fā)生坍塌、基底隆起等安全事故。

4）基坑開挖項目體量大，土方作業(yè)量多。同時存在較多施工難點，圍護結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)變形和位移問題，坑外地基容易出現(xiàn)沉陷，影響基坑施工質(zhì)量和安全。

3 施工安排

3.1 開挖順序

先開挖至冠梁底10 cm，施工第一道支撐。冠梁以下土方縱向開挖順序為：U形槽段由大里程往小里程開挖，暗埋段由兩端往中間開挖。暗埋段大里程共建盾構(gòu)井20 m，設(shè)置3道鋼支撐，分三大層進行。暗埋段小里程起點至共建盾構(gòu)井267 m，設(shè)置兩道鋼支撐，分兩大層進行。U形槽工法樁段分一大層進行。

每大層土方又分為小層開挖，開挖厚度按不超過2 m進行。每一小層開挖段由3個小段（6～8 m）組成，長度為18～20 m，采用放坡開挖，放坡坡度一般為1∶2，淤泥和淤泥質(zhì)砂段1∶3。開挖段每挖一小段（6～8 m）后及時架設(shè)鋼支撐。

3.2 暗埋段開挖方法（僅以大里程端頭20 m為例）

冠梁層土方（+5.5～+3.4 m）深度2.1 m，采用350#挖掘機的敞開式挖土，一次性挖到冠梁底10 cm，直接裝車外運。需及時完成地連墻墻頭的破除作業(yè)，經(jīng)檢測后若實際結(jié)果滿足設(shè)計要求，及時施工混凝土支撐、冠梁及連系梁。

第一層土方開挖（+3.4～-0.7 m）深度4.1 m，需等到冠梁混凝土強度達到設(shè)計要求后才能開挖。因基坑開挖寬度為48.25 m，分左、右2個工作面同時開挖（見圖1），分別采取120#挖掘機（2臺）、220#挖掘機（1臺）和 350#長臂挖掘機（1臺）。A區(qū)土方先采取220#挖掘機開挖至2 m深；然后120#挖掘機開槽掏挖B區(qū)土方至2 m深，220#挖掘機配合盤土至350#長臂挖機取土區(qū)域。待B區(qū)土方掏完，A區(qū)土方繼續(xù)開挖至-0.7 m，循環(huán)上道工序至A/B區(qū)開挖至-0.7 m，進行鋼支撐施工。

第二層土方開挖（-0.7～-4.6 m）深度3.9 m，第三層土方開挖（-4.6～-8.4 m）深度3.8 m。分別待鋼支撐架設(shè)完畢，按第一層土方開挖方法進行第二、三層土方開挖，隨開挖的持續(xù)推進，當(dāng)開挖標(biāo)高距離基坑底的標(biāo)高為500 mm時，應(yīng)轉(zhuǎn)為人工配合60#挖掘機開挖的方式，開挖到底后修理整平，及時澆筑墊層。

圖1 左、右作業(yè)面

4 針對施工難點解決措施

4.1 未爆彈檢測及處理

根據(jù)工程所在區(qū)域地層情況，探測范圍界定在冠梁以下3.5 m～冠梁下10 m范圍，對冠梁下3.5～7 m、7～10 m 2個探測層進行物探工作，首先用金屬探測儀在探測平面掃面探測，再布設(shè)高密度電法測線、高精度磁測法測線（點、線間距1 m）聯(lián)合探測至第二探測面，重復(fù)第一～第二探測面工作至最大開挖深度（深度10 m以內(nèi)）或穿透未爆彈可能存在地層。由于未爆彈屬于重大危險源，對其排除需專業(yè)人員進行，本工程鎖定疑似未爆彈后，將相關(guān)成果文件上報業(yè)主及相關(guān)單位，由專業(yè)人員處理。

4.2 地下水位高、基坑降水難

降水井施工前，根據(jù)降水井管徑、深度、水泵型號不同制訂不同方案，分別對各方案進行施工并分析降水井效果，選定最佳降水方案。降水井施工過程加強濾料原材級配和回填范圍控制；嚴(yán)控活塞洗井次數(shù)和空壓機洗井時間，保證洗井質(zhì)量。土方開挖過程中，固定挖機操作人員；每個降水井安裝反光警示牌；專人巡查，有破壞立即恢復(fù)；每層土方挖完及時恢復(fù)反光警示牌。每天不少于2次對所有降水井井內(nèi)水位監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時分析原因并縮短停抽時間。

在進行每次基坑作業(yè)時，為了提升排水效率，可選擇在最低端平面坡腳的底部設(shè)置連接降水井、臨時排水溝和集水坑，若積水較多時可借助水泵來排水。當(dāng)基坑開挖作業(yè)進行到底部時，應(yīng)沿地連墻的方向設(shè)置縱向排水盲溝，并使得該盲溝連接距離較近的降水井橫向盲溝，保證排水效率。

為了避免滲漏問題、提升圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，本工程已經(jīng)在圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計了旋噴嵌縫止水樁。在此基礎(chǔ)上，圍護壁周邊出現(xiàn)滲漏問題的概率較小，但仍做好滲漏問題的處理方案的準(zhǔn)備。即如果發(fā)生滲水問題選擇封堵或引流，在圍護壁附近的圍梁沿周圍砌筑擋墻，從而達到增設(shè)積水明溝的效果，并抽排積水明溝中的積水，避免滲水流入基坑，影響到基坑施工的質(zhì)量。

4.3 淤泥質(zhì)土開挖

針對本工程淤泥層范圍廣、厚度大的問題，在進行基坑開挖施工時，要盡可能控制開挖作業(yè)對基坑土體的影響，并遵循“先降水，再開挖”的開挖原則，待地下水位降至開挖線下后才能開挖[1]。此工程圍護結(jié)構(gòu)封閉即開始降水，始終保持基坑水位在淤泥質(zhì)土以下，讓淤泥質(zhì)土自然固結(jié)。在淤泥質(zhì)土深基坑開挖過程中選擇合適的邊坡比和開挖層厚很重要，此工程按照1∶1.5邊坡開挖，開挖層厚為1 m，開挖效果良好。

5 深基坑施工注意要點

5.1 開挖與支護控制

在進行土方開挖作業(yè)時，要控制開挖時間和變形量，遵循“先中間后兩邊和隨挖隨撐”的開挖與支護原則。根據(jù)工程施工的項目需求確定基坑開挖的坡度，采取相應(yīng)的降水措施，并重視防汛應(yīng)急方案的設(shè)計。縮短無支撐暴露的時間，選擇鋼筋混凝土支撐作為支撐方案，從技術(shù)層面上為上撐作業(yè)奠定良好基礎(chǔ)?？s短無支撐暴露的時間和及時上撐既能夠?qū)崿F(xiàn)對基坑累積變形量的控制，還能夠避免圍護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)接縫滲漏問題[2]。

5.2 充分重視施工監(jiān)測

科學(xué)布置深基坑監(jiān)測點，對施工進行全過程動態(tài)監(jiān)測，具有如下優(yōu)勢：

1）全過程動態(tài)監(jiān)測施工現(xiàn)場能夠?qū)崟r更新現(xiàn)場信息，得到有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)，掌握基坑施工的實際情況；

2）施工監(jiān)測能夠真實客觀地反映基坑施工對地下土層、地下管線及相關(guān)設(shè)施和地面建筑產(chǎn)生的影響；

3）第一時間發(fā)現(xiàn)基坑施工問題和監(jiān)測險情變化，提升基坑施工的安全性[3]。結(jié)合反饋回來的監(jiān)測數(shù)據(jù)和項目開挖作業(yè)量進行數(shù)據(jù)分析，比照控制目標(biāo)，判斷數(shù)據(jù)分析結(jié)果是否存在異常，并快速確定問題和其產(chǎn)生原因，便于技術(shù)人員提出針對性的解決策略，實現(xiàn)對基坑變形量的控制，從而提升基坑施工的安全性和穩(wěn)定性。

6 結(jié)語

基坑施工期間，開挖和支護為重點環(huán)節(jié)，應(yīng)從技術(shù)可行性、安全可靠性等方面切入，采取可行的開挖及支撐施工技術(shù)，給基坑施工創(chuàng)設(shè)安全的環(huán)境，提高基坑的施工質(zhì)量。本工程最終取得了良好的施工效果，保證了工程的安全和質(zhì)量，可為今后類似工程提供參考。