復雜環境下的超大超深基坑逆作法施工技術研究

摘要：簡述穗莞深城際皇崗口岸地鐵車站超大超深基坑工程施工概況，從施工準備、地下連續墻施工、深基坑降水施工、深基坑地下結構施工等方面闡述高車站在復雜環境下的超大超深基坑逆作法的施工技術。以地下連續墻作為主要圍護結構，通過精確設計規格、引進先進成槽設備以及實施接縫加固處理，增強圍護結構的穩定性。針對豐富的地下水源，采用綜合降水策略構建隔水屏障，并通過實時監控和調整回灌措施，應對地下水對基坑施工的影響。靈活運用放坡、盆式、階梯式等多元化開挖技術，結合不同區域的支撐方案，確保基坑施工的安全高效進行。通過施工過程的監控數據，驗證了在復雜環境下的超大超深基坑逆作法施工技術的有效性和可行性。

關鍵詞：復雜環境；超大超深基坑；逆作法施工；圍護結構；變形監測

0" "引言

隨著城市化進程的加速，高層建筑與地下空間開發日益增多，超大超深基坑工程成為了現代城市建設中不可或缺的一部分[1]。然而在復雜環境下進行超大超深基坑施工，面臨著諸多挑戰與難題。這些挑戰與難題包括復雜的地質條件、緊鄰的敏感建筑物、繁忙的交通網絡以及嚴格的環境保護要求等。在這樣的背景下，逆作法施工技術因其獨特的施工方式和顯著的工程效益，逐漸成為超大超深基坑施工的重要選擇。

逆作法施工技術是一種自上而下的施工方法，通過構建地下連續墻或其他支護結構，逐層向下開挖并同步施工地下結構[2]。這種施工方式不僅可以有效地利用地下空間，提高土地利用率，還能在施工過程中保持對周邊環境的最小影響。因此，在復雜環境下，逆作法施工技術展現出了其獨特的優勢和潛力。

然而，盡管逆作法施工技術在復雜環境下的應用前景廣闊，但是如何確保其順利有效地實施仍是一個需要深入研究的問題。因此，本文圍繞復雜環境下超大超深基坑逆作法施工技術展開研究，旨在探討其技術原理、施工要點以及在實際工程中的應用效果，以期推動逆作法施工技術的進一步發展與應用。

1" "工程概況

穗莞深城際皇崗口岸地鐵車站工程位于皇崗口岸聯檢大樓東側，坐落于福田南路之下。該車站結構涵蓋明挖配線段、暗挖隧道段以及關鍵的框架逆作段等多個部分。其中，框架逆作段作為本次施工的重點，其長度為367m，寬度變化顯著，基坑開挖深度約為40m，屬于典型的超大超深基坑范疇，且深基坑安全等級須達到一級。

皇崗口岸站工程規模龐大、結構復雜，且在繁華地段施工，面臨諸多建設難題，為了確保施工的安全與穩定，在施工過程中必須嚴格遵循逆作法施工原則，保證基坑開挖與主體結構施工同步進行。皇崗口岸站平面位置如圖1所示。

2" "復雜環境下超大超深基坑逆作法施工技術

2.1" "施工準備

2.1.1" "準備施工設備與材料

為了全面保障深基坑的施工安全、施工效率和施工質量，進行了各項施工準備。準備5臺挖掘機和2臺推土機，用于土方的挖掘和平整。為保證深基坑的防水性能，準備了200卷寬度為1.0m、長度為50m的防水材料。為了確保施工區域排水暢通，設置了一套排水能力為50m3/h的臨時排水設施。主要施工設備與材料準備情況如表1所示。

2.1.2" "布置監控設備

考慮到施工地點位于繁華地段，周邊建筑物和交通流量較大，必須加強基坑變形的監測和控制。通過布置高精度的變形監測儀和沉降監測儀，實時監測基坑的變形情況，并根據監測數據及時調整施工方案，確保基坑及周邊環境的安全。為此，在深基坑部位的南側、北側、東側、西側、中部以及四個角點的位置，分別對深基坑的水平位移和沉降變形量進行實時監測。

2.2" "地下連續墻施工

2.2.1" "地下連續墻布置

為了確保皇崗口岸站基坑開挖的安全性和穩定性，將地下連續墻作為該站的主要圍護結構，并采用多種技術手段對該站的地下連續墻結構進行施工。

根據該工程設計方案，在深基坑的東南西北四個方向，布置具有“兩墻合一”特性的地下連續墻，以增強基坑的整體穩定性[3]。地下連續墻的厚度為1.2m，深度為33m，橫跨長度為230m。通過這樣布置，保證皇崗口岸站深基坑的施工安全和地下結構的穩固。

2.2.2" "成槽施工

鑒于皇崗口岸站深基坑地下連續墻的深度需求，引進德國利勃海爾HS885型成槽機，確保成槽的精確性和工作效率。在成槽施工過程中，利用旋挖鉆機在地面鉆出一定數量的引導孔，結合使用液壓抓斗，按照“兩鉆一抓”的原則，提升成槽的垂直度和平整度[4]。成槽完成后，將鋼筋籠放入槽內，澆筑混凝土，形成一道連續的、具有強大承載力的地下連續墻。

2.2.3" "袖閥管注漿加固連續墻接縫

在基坑頂部的連續墻接縫附近布置注漿孔，采用袖閥管注漿技術對接縫進行注漿加固。注漿的深度從基坑外部的水位線開始，一直延伸到底板底部以下，并深入巖層。在富含水源的地層中，特別采用“低壓慢注”的方式，以確保漿液能均勻滲透，有效加固地層并預防滲水[5]。袖閥管接縫注漿示意如圖2所示。

2.2.4" "連續墻接縫高壓旋噴樁加固

在地下連續墻接縫注漿加固的基礎上，采用高壓旋噴樁技術，利用高壓噴射水泥漿提升接縫的密封和防水性能。從地面至地面以下17m深度的區域內，利用三軸水泥土攪拌樁來加固土壤，提升地下連續墻的穩定性。此外，在地面以下17～33m的關鍵接縫處，特別選用直徑為1000mm的三重管高壓旋噴樁，進一步降低地下連續墻接頭處的滲水風險。在地下連續墻施工過程中，通過嚴格控制地下連續墻的變形、注漿量、注漿壓力等關鍵參數，以及對鉆孔深度和漿液配合比進行嚴格的控制和檢查，確保其施工質量。

2.3" "深基坑降水施工

2.3.1" "綜合降水施工方案

鑒于工程所處地區地下水源豐富，為了確保基坑開挖的順利進行和絕對安全，制定了一套綜合降水施工方案。在基坑開挖初期，對于深度較淺的10m區域，采用止水帷幕與坑外降水相結合的施工方案，通過雙重措施有效防止地下水滲透。隨著開挖深度的增加，采用全封閉止水帷幕，并選用直徑為850mm的三軸水泥攪拌樁施工，深入透水性較弱的粉質粘土層，構筑起一道穩固的隔水屏障。

2.3.2" "輔助降水措施

為了減輕止水帷幕所受的水壓力，預防管涌和流砂現象，在坑外區域實施輔助降水措施。優先選用真空深井以確保降水效果的高效穩定。降水井采用鋼筋混凝土材質，深入基坑底部以下一定距離，設計井口高出地面0.5m。井管之間通過鋼圈嵌入后進行焊接連接，在井管濾水孔上包裹兩層60目的濾網，過濾水中的雜質。降水井完工后，進行降水條件下的試運行。設置水位觀測井和回灌井，監控降水過程并進行靈活調整，試運行14d后開始正式的土方開挖施工作業[6]。

2.4" "深基坑地下結構施工

2.4.1" "地下樁柱施工

在完成皇崗口岸站地下連續墻和深基坑降水施工的基礎上，根據該站設計圖紙，對該站的地下抗拔樁、主體結構柱以及臨時格構柱進行鉆孔、安裝鋼筋籠和灌注混凝土施工。

2.4.2" "地下一層施工

在完成地下樁柱施工的基礎上，開展深基坑部位地下一層梁板結構施工。通過該梁板結構，將地下連續墻、樁柱連接在一起，形成承受地下一層梁板結構自重和施工載荷的支撐。在此基礎上采用放坡逐層開挖方法，向下開挖地下一層土方，直至達到地下一層底板的設計位置，并對地下一層底板即地下二層梁板進行澆筑施工，通過該梁板結構再一次將地下連續墻、樁柱連接在一起，進一步形成并加固了該站的主體結構。

2.4.3" "地下二層施工

當地下一層混凝土底板即地下二層梁板的結構達到設計強度后，進入地下二層土方開挖階段[7]。這一階段采用盆式開挖方法，即先開挖核心土，再按照預定的區域順序開挖盆邊土。挖土施工由4臺液壓挖掘機承擔，遵循從中間向兩邊的順序以及“分區、對稱、平衡”的原則進行開挖，確保開挖過程平穩與安全。

為了滿足集土需求，在取土口處局部挖深1.5～2m。在土方挖至地下二層底板的設計位置，對地下二層底板即地下三層梁板進行澆筑施工，通過該梁板結構又一次將地下連續墻、樁柱連接在一起。

2.4.4" "地下三層和四層施工

隨著開挖深度的增加，進入第三、四層土方的開挖階段。在這一階段，采用階梯式開挖方法，每個階梯的寬度設定為6m，確保土方開挖施工的安全和效率。當開挖深度達到地鐵站臺層和地塊負三層時，根據區域的不同特性，設置不同的支撐形式。地鐵區域采用鋼筋混凝土支撐以確保結構的穩固和安全；地塊區域采用鋼支撐，以應對不同的地質條件和施工需求[8]。

在支撐施工完成后，繼續開挖支撐下方的土體，直至達到基礎底板的預設澆筑深度。在整個開挖和支撐過程中，嚴格遵循施工規范和安全要求，確保工程質量和施工人員安全。

3" "深基坑施工監測數據與分析

3.1" "深基坑變形監測數據

為了驗證本文所述復雜環境下超大超深基坑逆作法施工技術的有效性和可行性，調取深基坑南側、北側、東側、西側、中部以及四個角點的位置的水平位移和沉降變形量監測記錄。經歸納整理后的深基坑變形監測結果入表2所示。

3.2" "深基坑變形監測數據分析

根據表2所列的監測數據可知，該深基坑的變形量在設計允許范圍之內。雖然深基坑角點A的水平位移和沉降變形量相對較大，但是這與該角點受到的約束較少有關，且其變形量仍然沒有超出允許范圍。基坑中部的水平位移和沉降變形量相對較大，但是這與該區域的土方開挖順序、支撐體系的布置以及地質條件等因素有關，且其變形量均處于安全可控的范圍之內。從深基坑整體上分析，各監測點測出的深基坑的水平位移和沉降變形量較為均勻，沒有出現明顯的差異。

通過以上分析可以得出結論：本文提出的復雜環境下的超大超深基坑逆作法施工技術在控制深基坑變形方面表現出色，能夠有效保障深基坑施工的穩定性和安全性。

4" "結束語

逆作法施工技術憑借其獨特的施工方式和顯著的優勢，在復雜環境下展現出了強大的適應性和實用性，為解決超大超深基坑施工中的難題提供了有效途徑。展望未來，隨著城市建設的不斷發展，超大超深基坑工程將繼續面臨更加復雜的環境和更高的技術要求。因此，需要不斷深化對逆作法施工技術的研究，完善其理論體系和技術體系，提高其在復雜環境下的適應性和施工效率。同時，還應加強與其他施工技術的融合創新，推動超大超深基坑施工技術的多元化發展。

參考文獻

[1] 霍軍.深基坑工程順逆作法施工技術及變形位移監測[J].漯河職業技術學院學報，2024，23（2）：28-31.

[2] 陳玉江.深基坑地下室外墻整體逆作法施工技術要點[J].建筑技術開發，2022，49（14）：16-18.

[3] 詹曉波，紀元剛，王家鵬，等.建筑密集地區深基坑逆作法設計與施工技術研究[J].建筑結構，2022，52（S1）：3077-3081.

[4] 張敏.復雜環境下地鐵車站超深基坑的部分逆作法施工[J].建筑施工，2022，44（5）：1013-1016.

[5] 郭雄偉，吳敏華，張銀山.超高層深基坑逆作法施工技術的應用研究[J].居舍，2021，（31）：82-84.

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[7] 趙英爽.深基坑地下室外墻整體逆作法施工關鍵技術[J].工程機械與維修，2021（4）：78-80.

[8] 李正坤.逆作法施工技術在深基坑支護工程中的應用研究[J].四川水泥，2021（6）：242-243.