鄰近地鐵超大圓形支撐深基坑施工技術

周華俊 賈元龍 盧志強

江蘇省蘇中建設集團股份有限公司 江蘇 南通 226600

1 工程背景

1.1 工程概況

陽明花園廣場二期二階段工程東側為軌交6號線航津路地鐵站站臺，距離基坑最近處47.5 m，距離地鐵管理用房12.2 m。北側緊鄰秋霞路，南側靠近冬融路，西鄰一階段住宅，周邊與主道路距離小，道路下有眾多的市政管線，周邊環境特別復雜。基坑安全等級為二級，局部一級。

1.2 基坑規模

本工程地下2層，深度10.5～12.6 m，基坑施工時分2個區域，1區開挖面積33 138 m2，2區開挖面積17 813 m2。圍護周長1 131 m，南北方向長282 m，東西方向寬190 m。1區采用圓環支撐，外環直徑180 m，內環直徑160 m。

1.3 地質情況

擬建場地位于長江三角洲入海口東南前緣，地貌為濱海平原類型。擬建場地基本為空地，場地內中部有一大塊地方被開挖后回填，該區域的填土較厚，達3.5～7.4 m，自然標高一般在3.64～5.07 m之間[1-5]。場地地勢整體較為平坦，局部略有起伏。前期由于施工基礎工程樁，整個場地均卸土至3.30 m標高左右。

基坑開挖范圍內的土層分為①雜填土、②褐黃-灰黃色粉質黏土、③灰色淤泥質粉質黏土與黏質粉土互層，基底以下對基坑及圍護結構有影響的地基土層主要為③層、④灰色淤泥質黏土、⑤1灰色黏土、⑤3灰色粉質黏土夾砂質粉土、⑥暗綠-草黃色黏土及⑦草黃色砂質粉土夾黏性土。

1.4 圍護體系

基坑開挖1區采用φ850～φ950 mm灌注樁＋三軸攪拌樁（水泥摻量20%）＋2道水平環形支撐，坑邊采用雙軸攪拌樁暗墩加固，圍護樁長插入比為1∶1.27～1∶1.46。一區內鄰近地鐵處小坑設置φ950 mm灌注樁隔墻。基坑開挖2區采用φ850～φ950 mm灌注樁＋三軸攪拌樁（水泥摻量20%）＋2道水平對撐支撐＋棧橋（限載50 t，材料堆放區限載1.5 t），坑中坑采用雙軸攪拌樁坑邊加固，坑內高壓旋噴樁加固，集水井坑內采用壓密注漿封底，圍護樁長插入比為1∶1.22～1∶1.25。1區和2區均采用真空降水。基坑圍護情況如圖1～圖3所示。

圖1 第1道水平支撐平面

圖2 第2道水平支撐平面

圖3 近地鐵處灌注樁隔墻

2 支護方案及關鍵技術

2.1 支護設計方案

1）整體基坑設計采用灌注樁＋三軸止水帷幕＋坑邊暗墩加固＋2道混凝土環形支撐，受力薄弱或重點保護區域在第2道水平支撐上采用加強板帶、增加連系梁、加大灌注樁直徑、立柱樁加密等方式進行加強，汽車坡道設置鋼支撐進行換撐，后澆帶位置設置工字鋼傳力帶，出土口處設置棧橋。

2）鄰近地鐵處小坑設置φ950 mm灌注樁隔墻，小坑內采用2道鋼支撐進行換撐，待小孔內混凝土支撐與外圍環形支撐連通并達到強度后拆除鋼支撐。

2.2 大小坑施工處理方案

1）土方開挖分區。整體采用島式開挖法，按“分層、分區、分塊、分段、分時”的原則，利用“時空效應”，組織開挖。整體分3層開挖，上面2層土分為8個區域，對稱均勻開挖。第1對稱塊為A區和A’區，第2對稱塊為B區和B’區，第3對稱塊為C區和C’區，第4對稱塊為D區和D’區。地鐵保護區域30 m暫不開挖（圖4）。第1道混凝土環形支撐完成后，先組織小坑內土方開挖。安裝第1道、第2道鋼支撐，大坑內區域暫不開挖。

圖4 土方開挖分區

2）第2層土方開挖及環形支撐形成。小坑底板澆筑完成后，挖除大坑內土方，施工第2道環形支撐，由西向東施工。小坑底板澆筑完成，混凝土達到設計強度后， 挖除30 m保護區內土方，挖至第2道混凝土環形支撐下方，割除障礙隔墻，施工第2道混凝土環形支撐。第2道環形支撐完成達到強度后，拆除小坑內第1道鋼支撐。

3）第3層土方開挖，大坑底板開挖及底板形成。大坑區域開挖至坑底，根據后澆帶分段開挖。遠離小坑區域先施工，近小坑區域后施工。

4）底板分為24個區域（圖5），每個區域面積平均為1 500 m2，每4～5個區域同時施工，先開挖距離小坑30 m范圍外土方，后開挖靠近小坑30 m內土方。具體施工流水為：1區、2區、4區、20區、23區（先施工薄弱區域）→5區、8區、12區、16區、17區→6區、10區、18區、7區、3區→19區、9區、22區、24區→15區、14區、11區、13區、21區。

圖5 底板施工分區

5）地下結構形成及隔墻拆除。1區整體底板澆筑完成，達到設計強度后，拆除第2道環形支撐。小坑內拆除下面2道支撐。施工地下2層頂板結構，混凝土隔墻兩側設置臨時支撐。整體車庫結構完成后，拆除隔墻灌注樁，連通車庫頂板，拆除臨時支撐。

3 結語

本項目為超大圓環基坑，鄰近地鐵及住宅區，通過合理的施工技術控制，有效地加快了施工進度，確保基坑施工過程整體穩定。在實際項目實施時，應從設計階段即統一規劃今后可能出現的設計、工期、成本、施工難度等因素，優化圍護設計方案，降低成本。本文總結的基坑施工方法為類似項目的施工提供了借鑒。