大型中央地下空間超深基坑支護(hù)施工技術(shù)

董正友

核工業(yè)金華建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 金華 321017

1 工程概況

某CBD廣場(chǎng)場(chǎng)地開(kāi)闊、地勢(shì)平整，規(guī)劃用地面積為41391m2，總建筑面積為461722m2。基坑形狀為四邊形，開(kāi)挖深度為19.5～23m，土方開(kāi)挖量約為85.2萬(wàn)m3。整個(gè)廣場(chǎng)設(shè)置了A座酒店、B座和C座2座辦公樓、7個(gè)商業(yè)裙樓，地下室的層數(shù)為5層?；诱嫉孛娣e為4萬(wàn)多m2，基坑周長(zhǎng)為800m，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)設(shè)置為一級(jí)，有效期1年，支護(hù)區(qū)段邊長(zhǎng)約為420m。

2 基坑支護(hù)

基坑支護(hù)的主要結(jié)構(gòu)類型為預(yù)應(yīng)力錨索體系與灌注樁相結(jié)合，做好基坑挖掘施工前的場(chǎng)地平整工作，并以基坑支護(hù)平面所標(biāo)記的室外地坪標(biāo)高數(shù)據(jù)為參考?；游鞅眰?cè)開(kāi)挖深度為2.7m，土質(zhì)主要為砂質(zhì)黏性土，基坑按l∶0.8的比例放坡，在坡面噴混凝土。

對(duì)基坑?xùn)|側(cè)進(jìn)行開(kāi)挖，將深度控制在8.1～8.95m，按照1∶1的比例對(duì)砂質(zhì)黏性土及風(fēng)化巖面實(shí)施放坡，噴射60mm厚C20混凝土達(dá)到護(hù)坡效果，并在所有坡面施打φ16mmL=1200mm@1500mm土釘，掛φ6.5mm@200mm×200mm鋼筋網(wǎng)。

2.1 基坑?xùn)|南側(cè)

（1）支護(hù)樁D-1剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3：HRB400鋼筋C25φ110mmL=6000mm@1400mm。φl(shuí)200mm@1400mm支護(hù)灌注樁的長(zhǎng)度設(shè)置為22m，樁底端要深埋入地下室墊層以下。冠梁的類型設(shè)置為1200mm×l000mm，預(yù)應(yīng)力錨索的道數(shù)為3道，即錨索YMl長(zhǎng)度為7m、錨索YM2長(zhǎng)度為6m、錨索YM3長(zhǎng)度為6m。YMl為4mm×φ5mmL=22000mm@1400mm，YM2為5mm×7φ5mmL=24000mm@2800mm，YM3 為 4mm×7φ5mmL=18000mm@2800mm。

（2）支護(hù)樁D-2和D-3剖面施工。基坑挖掘施工的深度為23m，上部護(hù)坡的主要形式為坡面錨桿，采取巖石基礎(chǔ)錨桿加固下部，采取約12mφ1000mm@1200mm的樁支護(hù)中部。坡面錨桿M1、M2、M3、M4：HRB400鋼筋C25φ110mmL=12000～6000mm@l400mm。中部支護(hù)結(jié)構(gòu)深入巖石1.5m，主要采取樁長(zhǎng)12m的φ1000mm@1200mm灌注樁，冠梁為l000mm×l000mm，設(shè)2道預(yù)應(yīng)力錨索，分別為長(zhǎng)7m的錨索YMl、長(zhǎng)6m的錨索YM2。YMl為4×7φ5mmL=18000mm@1400mm，YM2為4×7 φ5mmL=11000mm@2400mm。加固下部，需要設(shè)置4道HRB400鋼筋25φ50mmL=6000～3000mm@1500～2000mm的巖石基礎(chǔ)錨桿。

2.2 基坑西側(cè)

（1）支護(hù)樁C-6剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3、M4采用HRB400鋼筋C25φ110mmL=9000～6000mm@1200mm。

支護(hù)結(jié)構(gòu)冠粱為1200mm×l000mm，長(zhǎng)23m的φ1200mm@1400mm支護(hù)樁的底端深入地下室墊層下6m處。分別設(shè)4道長(zhǎng)7m的錨索YMl、長(zhǎng)6m的錨索YM2、長(zhǎng)6m的錨索YM3、長(zhǎng)5m的錨索YM4。YMl為5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM2為 5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM3為 6×7φ5mmL=30000mm@1400mm，YM4 為 4×7φ5mmL=24000mm@1400mm[1-2]。

（2）支護(hù)樁C-4剖面施工。坡面錨桿分別設(shè)置為M1、M2、M3、M4、M5，采取樁長(zhǎng)23m的1200mm@1400mm支護(hù)，支護(hù)結(jié)構(gòu)冠梁為1200mm×l000mm，樁底深入地下室墊層下7m。分別設(shè)5道長(zhǎng)7m的錨索YMl、長(zhǎng)6m的錨索YM2、長(zhǎng)6m的錨索YM3、長(zhǎng)5m的錨索YM4、長(zhǎng)5M的錨索YM5。長(zhǎng)約16m的支護(hù)樁穿過(guò)1.5m的砂層，之間采取雙管旋噴φ600mm達(dá)到止水目的。

（3）支護(hù)樁C-5剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3、M4、M5采用HRB400鋼筋C25φ110mmL=12000～9000mm@1200mm。采取1400mm@1600mm支護(hù)，支護(hù)結(jié)構(gòu)冠梁為1200mm×l000mm，長(zhǎng)22.5m的支護(hù)樁的樁底深入地下室墊層下7m。分別設(shè)5道長(zhǎng)7m的錨索YMl、長(zhǎng)7m的錨索YM2、長(zhǎng)6m的錨索YM3、長(zhǎng)6m的錨索YM4、長(zhǎng)5M的錨索YM5。YMI為5×7φ5mmL=42000mm@l400mm，YM2 為 5×7φ5mmL=42000mm@1400mm，YM3為 5×7φ5mmL=36000mm@l400mm，YM4為 5×7φ5mmL=25000mm@1400mm，YM5 為 4×7φ5mmL=20000mm@1400mm。長(zhǎng) 6m的支護(hù)樁穿過(guò)淤泥層2m，之間采取雙管旋噴φ600mm達(dá)到止水目的。

2.3 加固處理出土口坡道

將出口坡道設(shè)置在東側(cè)位置，在加固土體時(shí)將鋼筋土釘打入坡面上，噴100mm厚C20細(xì)混凝土并掛鋼筋網(wǎng)來(lái)對(duì)護(hù)坡進(jìn)行高效保護(hù)。在基坑支護(hù)的過(guò)程中，使用的結(jié)構(gòu)材料有C30的冠梁混凝土和支護(hù)樁等。

3 灌注樁施工

灌注樁施工的主要形式為隔樁施工，在成孔施工以前，相鄰樁的混凝土齡期必須滿足設(shè)計(jì)的要求。按照操作步驟檢查樁身的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，樁端嵌固入基坑的底土層要＞4m，檢測(cè)的數(shù)量要達(dá)到總樁數(shù)的10%。在冠梁上固定縱向鋼筋，避免與鋼筋籠產(chǎn)生碰撞，錨固長(zhǎng)度要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4 鋼絞線預(yù)應(yīng)力錨索施工

認(rèn)真檢查錨索四周的具體情況，一旦發(fā)現(xiàn)污染物，要立即采取措施處理干凈。在砂層清孔的過(guò)程中，要使用水泥漿液事先做好加固處理。如果混凝土成孔存在一定的難度，采取加錨的方法對(duì)其進(jìn)行處理。P·O42.5R普通硅酸鹽水泥是錨索漿料的主要成分，在常壓下的第1次灌漿為0.4MPa、0.6MPa；第2次灌漿的漿料強(qiáng)度＞20MPa，持續(xù)作業(yè)4～6h，注漿壓力為1.2MPa、2.0MPa。

錨索體使用的高強(qiáng)低松弛鋼絞線不得焊接，合理把控下料的施工長(zhǎng)度。用塑料套管保護(hù)錨索，當(dāng)腰梁混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，開(kāi)始施加預(yù)應(yīng)力。1000kN帽型千斤頂張拉值比設(shè)計(jì)拉力值大時(shí)，支承錨具要在穩(wěn)定施加張拉力值一段時(shí)間后施工。

5 基坑支護(hù)施工技術(shù)要領(lǐng)

5.1 灌注樁施工

（1）泥漿指標(biāo)和循環(huán)使用標(biāo)準(zhǔn)。泥漿的指標(biāo)中黏度、含砂率和膠體率要滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，采取原土加水造漿護(hù)壁的方式完成黏土層成孔施工。泥漿通過(guò)循環(huán)池，經(jīng)二級(jí)沉淀后進(jìn)入儲(chǔ)漿池。

（2）清孔及樁底沉渣要求。當(dāng)孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)始正循環(huán)清孔，完成清孔作業(yè)并檢查達(dá)標(biāo)后方可進(jìn)行下一道工序。將孔內(nèi)原有的成孔厚渣漿置換出需要不斷添加優(yōu)質(zhì)泥漿；砂土層和卵石層清孔泥漿比重為1.10～1.15。

（3）水下混凝土灌注要求。將坍落度控制在180～220mm，混凝土灌注過(guò)程中的水泥用量要＞340kg/m3，灌注導(dǎo)管φ250mm內(nèi)吊放混凝土塞頭。為了避免發(fā)生澆筑斷樁的情況，安裝導(dǎo)管時(shí)，其底端需要埋入水下混凝土1～1.5m處；提升導(dǎo)管時(shí)，保持導(dǎo)管底端埋入混凝土面2～3m，杜絕鋼筋籠隨混凝土上升，避免導(dǎo)管底端提出混凝土面。

5.2 預(yù)應(yīng)力錨索施工

標(biāo)記錨索鉆孔時(shí)水平、垂直向的位置，控制孔距誤差在100mm范圍內(nèi)，詳細(xì)登記鉆孔施工的相關(guān)信息，鉆孔施工應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，錨索成孔狀態(tài)要達(dá)到最佳水平，確保錨索施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）制作錨索。在對(duì)鋼絞線進(jìn)行截取時(shí)，使用的主要設(shè)備為切割機(jī)，控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并且要防銹蝕。每隔1.5m設(shè)置1個(gè)對(duì)中順直支架，錨索安裝要沿著錨孔方向施工，確保平直，無(wú)扭曲和打結(jié)的情況出現(xiàn)[3-5]。

（2）注漿。注漿過(guò)程不得中斷，開(kāi)始后不得再擾動(dòng)、抽動(dòng)錨索。插入注漿管，距離控制在距孔底300mm處，觀察漿液自孔口連續(xù)溢出時(shí)停止灌注。

（3）錨索的張拉和鎖定要求。錨索張拉設(shè)備經(jīng)鑒定合格，校正錨頭臺(tái)座承壓面，正式張拉前，用0.1～O.2kN設(shè)計(jì)軸向拉力值張拉1～2次錨索，確保受力勻稱。

5.3 樁間土旋噴止水施工

為了滿足樁體止水要求，采取高壓水泥旋噴攪拌樁雙重管法止水技術(shù)，穿透砂層的止水?dāng)嚢铇侗仨氃?.5m以上。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深基坑工程面臨深度逐漸加深、地質(zhì)條件復(fù)雜多樣的狀況，因此對(duì)深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，文章仔細(xì)分析了基坑支護(hù)施工技術(shù)和施工要點(diǎn)，希望對(duì)類似的工程起到參考作用。