深基坑內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

（廣西建工集團 第二建筑工程有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530022）

【摘 要】文章以柳州某深基坑內(nèi)支撐支護工程為例，針對該工程場地狹小，開挖深度大，水文地質(zhì)及周邊環(huán)境復(fù)雜的特點，詳細介紹其面臨的施工難點及采取的主要技術(shù)措施，通過采取多種支護結(jié)構(gòu)形式相結(jié)合的二道內(nèi)支撐梁支護措施，以及運用坑中坑降水技術(shù)，解決了施工難題并取得良好的成效。

【關(guān)鍵詞】地下工程；深基坑；內(nèi)支撐支護；施工技術(shù)

【中圖分類號】F2 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）07-0119-04

1 工程概況

某工程位于廣西壯族自治區(qū)柳州市東環(huán)大道105號，南臨廣西215地質(zhì)隊辦公樓，北面為文昌路，東側(cè)為東環(huán)大道，西靠廣西215地質(zhì)隊生活區(qū)。工程占地面積為7 554.18 m2，總建筑面積為56 293.1 m2。其中，地下建筑面積為15 965.1 m2，地上建筑面積為40 328 m2，地下室局部設(shè)人防工程。建筑高度為151.2 m，結(jié)構(gòu)形式為框架-核心筒，地下3層，地上32層。

本工程基坑狹小，東西方向長約76.1 m，南北方向長約72.4 m，基坑周長約310 m，基坑占地面積為

5 913 m2，開挖深度為18.1～23.1 m。基坑支護結(jié)構(gòu)的安全等級為一級，采用支護樁加2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式，其中西面為雙排樁，樁徑為1 200 mm，東、南、北3面為單排樁，樁徑為1 400 mm，樁間采用直徑800 mm高壓旋噴樁止水。基坑邊與周邊建筑物距離很近，西面8層住宅樓到基坑邊的距離為8 m，南面3層辦公樓到基坑邊的距離僅6 m（如圖1所示）。

2 水文地質(zhì)情況

本項目基坑開挖深度大，根據(jù)巖土工程詳勘報告，開挖后基坑側(cè)壁主要由①1層雜填土、①2層雜填土、①3層素填土、②層淤泥質(zhì)土、③層黏土、④1層堅硬～硬塑狀紅黏土組成，局部可能揭露④2層可塑狀紅黏土及下伏基巖，各巖土層物理力學(xué)性狀差異較大（見表1），不均勻，開挖后基坑整體穩(wěn)定性差。

地下室邊線東面離東環(huán)大道非機動車道最近距離約14.5 m，地下室邊線與道路間的地下管線（主要為電信、電力線纜及給水、排水管道等）分布復(fù)雜，地下線纜及管線埋深一般為路面以下1～2 m，其走向與擬建地下室邊線走向大體一致，局部有穿插交錯。

場區(qū)地下水分為上層滯水和巖溶裂隙水。上層滯水的水位埋深為0.5～9 m，為較高水位，水量較大，若在雨季，該地下水可遍布整個場區(qū)。巖溶裂隙水屬承壓水，水位埋深為6.9～8.8 m，水量受巖溶裂隙的發(fā)育程度及連通性控制，分部均勻性較差，年水位變幅為3～5 m。

3 工程難點

（1）基坑西側(cè)為廣西215地質(zhì)隊生活區(qū)，有4棟8層高的住宅樓，住宅樓基礎(chǔ)為天然地基淺基礎(chǔ)，埋深約1.5～3.0 m。場地內(nèi)土質(zhì)分布很不均勻，上層主要是雜填土，周邊住宅樓對地下水及土體的變形相對敏感，土體一旦發(fā)生變形容易造成住宅樓沉降開裂。

（2）工程西面約1.4 km處為柳江，由于場地離柳江較近，與柳江水力聯(lián)系密切，洪水期江水暫時性漲落對場地的地下水影響非常大。柳州市多年平均洪水位為82.22 m，高于基坑底的68.2 m，基坑開挖時正值雨季，地下水十分豐富，對基坑施工很不利。

（3）基坑面積約5 900 m3，內(nèi)支撐梁區(qū)域的面積約1 900 m3，占基坑總面積的1/3。開挖兩道內(nèi)支撐梁下面的土方時，挖掘機要避免碰到內(nèi)支撐梁和立柱樁，影響基坑支護結(jié)構(gòu)的安全。

（4）基坑狹小，東西方向長約76.1 m，南北方向長約72.4 m，開挖深度最少達18 m。挖-9 m標(biāo)高以上的土方時，自卸汽車裝土后可以沿著運土坡道駛出基坑。開挖-9 m標(biāo)高以下的土方時，坡道太陡，自卸汽車裝土后爬坡困難，無法直接外運，土方的垂直運輸很困難，需要采取非常規(guī)的運土方式。

4 主要技術(shù)措施

根據(jù)設(shè)計圖紙的要求，基坑應(yīng)嚴(yán)格按照如下施工工序進行：支護樁→立柱樁、旋噴樁施工→冠梁→土方開挖至第一道支撐底部→第一道內(nèi)支撐梁施工→土方開挖至第二道支撐底部→第二道內(nèi)支撐梁施工→降水井施工→土方開挖，同時樁間進行掛網(wǎng)噴面→挖至地下室底板底標(biāo)高處。

4.1 支護樁、立柱樁及旋噴樁施工

支護樁和立柱樁均采用旋挖成孔灌注樁的形式，支護樁共177根，其中直徑為1 000 mm的樁共64根，直徑為1 400 mm的樁共113根；立柱樁共21根，為鋼格構(gòu)柱與鉆孔灌注樁組合式，樁徑為1 000 mm。由于受較高的地下水影響，采用旋挖鉆機干法鉆進工藝時，上層雜填土滲透系數(shù)大，地下水不斷滲出，孔壁容易坍塌。施工時部署2臺XR320D旋挖鉆機，施工中采用泥漿護壁鉆進的工藝，通過泥漿保持孔壁的穩(wěn)定、冷卻鉆頭、懸浮鉆渣。鉆孔時，先用撈砂斗挖土到巖層面，進入巖層后再更換為巖心鉆，鉆進過程中需定時監(jiān)控鉆桿的垂直度，垂直度偏差控制在0.5%之內(nèi)。緊接著是下鋼筋籠，鋼筋籠在鋼筋加工廠焊接完成后，用50 t的履帶吊直接吊運到樁位并安裝到孔內(nèi)。鋼筋籠整體吊裝與傳統(tǒng)的孔口搭接工藝相比，單樁可節(jié)省3～4 h，且鋼筋籠的直線度和搭接質(zhì)量更容易控制，最后澆筑樁身水下混凝土。支護樁施工完成后，立即同時進行立柱樁和旋噴樁的施工。立柱樁施工時，混凝土只灌注到基坑底面標(biāo)高，樁身上部約18 m的部分留空。混凝土澆筑到設(shè)計高度后，每隔10 min用測繩測量混凝土面標(biāo)高，若發(fā)生混凝土漏漿下沉則及時補料，穩(wěn)定后才能將導(dǎo)管拔出。旋噴樁采用三管旋噴工藝，施工中使用一臺ZSL-70全液壓履帶式工程鉆機提前鉆孔，高壓旋噴樁機跟進噴漿，鉆機和樁機均為自行式機械，施工方便。噴漿過程中，嚴(yán)格控制漿壓、水壓、氣壓均在設(shè)計范圍內(nèi)，噴管提升速度控制在0.1～0.2 m/min，水灰比控制在1.0～1.2。

4.2 土方開挖及內(nèi)支撐施工

土方開挖施工采用盆式開挖，嚴(yán)格按照設(shè)計工況進行，先撐后挖，分層分段對稱開挖，內(nèi)支撐梁混凝土強度達到設(shè)計強度的80%后才能開挖下一層土方。土方開挖時，各工序施工安排要緊湊，形成流水作業(yè)，優(yōu)先挖除內(nèi)支撐梁區(qū)域的土方，盡快完成內(nèi)支撐梁施工，減少基坑無支撐的暴露時間，避免基坑產(chǎn)生過大的變形。遇到雨天土方無法外運時，先將內(nèi)支撐梁區(qū)域的土方挖出，倒運到無內(nèi)支撐梁的區(qū)域，為內(nèi)支撐梁提供工作面，優(yōu)先保證內(nèi)支撐梁的施工。土方挖至內(nèi)支撐梁的底面標(biāo)高后，定出平面位置，直接在土面上鋪膠合板作為底模，鋼筋綁扎完成后，梁的兩側(cè)木模板用對拉螺桿加固。開挖下一層土方時，立即將底模板拆除，避免模板沾在梁底形成安全隱患。運土坡道設(shè)置在基坑西北面，該區(qū)域的內(nèi)支撐梁施工時，需將部分坡道的土方挖除，內(nèi)支撐梁混凝土澆筑完成并灑水養(yǎng)護7 d后，分層將土方回填壓實。

土方開挖分5層進行，第1層為第一道內(nèi)支撐梁以上部分土方，該層土方深約4 m，一次全部挖除。第2層為第一道內(nèi)支撐梁與第二道內(nèi)支撐梁之間土方，第3層為第二道內(nèi)支撐梁以下6 m土方，第2、3層土方開挖時均由2臺PC120小型挖掘機開到內(nèi)支撐梁底下挖土，再用大型挖掘機倒運裝車，自卸汽車從西北角的運土坡道出坑。挖兩道內(nèi)支撐梁下土方時，分層對稱開挖，并注意避開立柱樁和內(nèi)支撐梁，開挖前由測量員提前測量出立柱樁的位置，并做好標(biāo)記，立柱樁周邊1.5 m的區(qū)域采用人工挖除。第4層土方開挖時，由東側(cè)向西側(cè)后退出土，并穿插沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工。各區(qū)域土方挖除后，由南向北逐步挖除運土坡道的土方，最后用長臂挖掘機在北面的基坑邊挖出余土，裝入自卸汽車運出。沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工完成后，進行第5層土方開挖，此時長臂挖掘機已無法取土，改用1臺QY130汽車吊配4 m3容量的料斗和1臺皮帶輸送機進行土方垂直運輸。2套設(shè)備同時運土，皮帶輸送機可用自卸汽車直接在皮帶輪下方裝土，汽車吊用料斗吊運土方到基坑北側(cè)的一塊6 m×15 m的區(qū)域，再用挖掘機裝車外運。基坑剖面如圖2所示。

4.3 降水井施工

根據(jù)本工程地下水分布情況，設(shè)計方案設(shè)置了10口降水井，以便降低地下水位，配合基礎(chǔ)施工。第4層土方挖除后，立即進行降水井施工，降水井成孔采用沖擊成孔方式，孔徑1 000 mm，水井深度要求進入中風(fēng)化巖3 m。成孔后，將包裹了雙層鐵絲網(wǎng)的鋼筋籠沉入井中，鋼筋籠與孔壁之間的空隙回填級配碎石，井口放置

1 400 mm直徑的鋼護筒，避免泥漿流入降水井。

4.4 坑中坑施工

基坑大部分區(qū)域開挖深度為18.1 m，基底主樓核心筒處的最大開挖深度達23.1 m，此施工范圍為坑中坑，面積約400 m2，坑底在巖層面附近，地下水十分豐富。為確保邊坡穩(wěn)定安全，坑中坑放坡45°，邊坡開挖后壓入3 m長的φ48 mm鋼管作為土釘加固土體，鋼管的垂直和水平間距均為2 m。邊坡面層采用掛網(wǎng)噴錨加固措施，沿基坑邊坡底設(shè)置1道鋼筋混凝土擋墻，擋墻高1 m，厚0.3 m?？又锌用窟呍O(shè)置3個井點降水，開挖前把地下水降到坑底以下0.5 m。降水時密切注意基坑周邊水位下降情況，坑中坑土方開挖后并未發(fā)現(xiàn)異常情況，邊坡整體穩(wěn)固。

5 基坑監(jiān)測

由于工程基坑開挖較深，為保證基坑施工時周邊建筑物、道路及管線的安全，基坑監(jiān)測包括了支護結(jié)構(gòu)和周邊建筑物、管線的沉降觀測。監(jiān)測點布置如下：①基坑深層水平位移監(jiān)測，沿基坑邊在支護樁內(nèi)布設(shè)8個觀測點，測點編號為T1～T8。②基坑周邊地表豎向位移監(jiān)測，沿著基坑?xùn)|面的東環(huán)大道和北面的文昌路，在靠近基坑一側(cè)的人行道上布設(shè)12個觀測點，測點編號為D1～D12。③基坑豎向位移及基坑水平位移監(jiān)測，沿著基坑頂周邊，在冠梁上布設(shè)13個觀測點，測點編號為P1～P13。④基坑水位觀測，在基坑邊四周，距離冠梁約1.5 m的位置布設(shè)7個觀測點，測點編號為S1～S7。⑤基坑周邊建筑物豎向位移觀測，在周邊建筑物的四角和長邊中點布設(shè)觀測點，共布設(shè)42個觀測點，測點編號為J1～J42。⑥基坑周邊管線豎向位移監(jiān)測，沿著基坑?xùn)|側(cè)的東環(huán)大道每隔15 m左右布設(shè)6個觀測點，測點編號為G1～G6。⑦基坑支撐內(nèi)力監(jiān)測，在冠梁和第一、第二道內(nèi)支撐梁布設(shè)32個觀測點，每個觀測點有4個應(yīng)力計，測點編號為N1～N32?；蛹爸苓吔ㄖ?、管線共設(shè)置了120個觀測點，基坑土方開挖時監(jiān)測頻率為1次/1 d，土方開挖完畢且監(jiān)測值穩(wěn)定后，監(jiān)測頻率降低到1次/3 d。

基坑?xùn)|北角土方開挖到-16.5 m后，進行沖孔灌注樁施工時，內(nèi)支撐梁上有輕微震動，完成約10根樁后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)支撐梁與支護樁連接處局部有裂紋，部分支護樁間混凝土噴面脫落。監(jiān)測單位對有裂紋部位進行重點監(jiān)測，到樁基礎(chǔ)施工完成，裂紋沒有擴展，支護結(jié)構(gòu)變形均在設(shè)計范圍內(nèi)，未出現(xiàn)危害基坑安全的狀況。施工過程中，各個監(jiān)測點的沉降速率、累積沉降、位移值及內(nèi)力值均小于設(shè)計的控制值，并滿足《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB 50497—2009）中的相關(guān)規(guī)定，基坑和沖孔樁基礎(chǔ)施工對周邊建筑物及管線未造成不良的影響。

6 結(jié)語

針對深基坑深度大、平面窄的特點，本工程根據(jù)土方開挖各階段采用不同的挖土方法和機械設(shè)備，取得了較好的效果。施工中，支護結(jié)構(gòu)與土方開挖流水交叉作業(yè)，減少施工間歇，加快施工進度，并通過實時基坑監(jiān)測確?；影踩闹ёo樁開始施工到完成土方開挖，共歷時18個月，其中支護結(jié)構(gòu)施工8個月，沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工7個月，土方開挖7個月。通過精心組織施工，不斷優(yōu)化施工方案，解決各施工難點，順利完成基坑支護結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)工程，工程均達到施工質(zhì)量驗收規(guī)范和設(shè)計要求。

參 考 文 獻

[1]梅曉麗，陳杰，劉偉.某工程超大深基坑地基與基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2014（1）.

[2]王自忠，楊世相，王曉曙，等.復(fù)雜條件下某工程基坑支護技術(shù)[J].施工技術(shù)，2013（19）.

[3]JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

[4]GB 50202—2002，建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[5]GB 50497—2009，建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].

[6]劉俊巖.深基坑工程[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]

【作者簡介】林家富，男，廣西玉林人，本科，廣西建工集團第二建筑工程有限責(zé)任公司高級工程師，從事建筑工程技術(shù)管理工作。