復(fù)雜環(huán)境下的超大超深基坑逆作法施工技術(shù)研究

摘要：簡(jiǎn)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(zhǔn)備、地下連續(xù)墻施工、深基坑降水施工、深基坑地下結(jié)構(gòu)施工等方面闡述高車站在復(fù)雜環(huán)境下的超大超深基坑逆作法的施工技術(shù)。以地下連續(xù)墻作為主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)精確設(shè)計(jì)規(guī)格、引進(jìn)先進(jìn)成槽設(shè)備以及實(shí)施接縫加固處理，增強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。針對(duì)豐富的地下水源，采用綜合降水策略構(gòu)建隔水屏障，并通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整回灌措施，應(yīng)對(duì)地下水對(duì)基坑施工的影響。靈活運(yùn)用放坡、盆式、階梯式等多元化開挖技術(shù)，結(jié)合不同區(qū)域的支撐方案，確?；邮┕さ陌踩咝нM(jìn)行。通過(guò)施工過(guò)程的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，驗(yàn)證了在復(fù)雜環(huán)境下的超大超深基坑逆作法施工技術(shù)的有效性和可行性。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜環(huán)境；超大超深基坑；逆作法施工；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；變形監(jiān)測(cè)

0" "引言

隨著城市化進(jìn)程的加速，高層建筑與地下空間開發(fā)日益增多，超大超深基坑工程成為了現(xiàn)代城市建設(shè)中不可或缺的一部分[1]。然而在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行超大超深基坑施工，面臨著諸多挑戰(zhàn)與難題。這些挑戰(zhàn)與難題包括復(fù)雜的地質(zhì)條件、緊鄰的敏感建筑物、繁忙的交通網(wǎng)絡(luò)以及嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)要求等。在這樣的背景下，逆作法施工技術(shù)因其獨(dú)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(shù)是一種自上而下的施工方法，通過(guò)構(gòu)建地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，逐層向下開挖并同步施工地下結(jié)構(gòu)[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(guò)程中保持對(duì)周邊環(huán)境的最小影響。因此，在復(fù)雜環(huán)境下，逆作法施工技術(shù)展現(xiàn)出了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和潛力。

然而，盡管逆作法施工技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用前景廣闊，但是如何確保其順利有效地實(shí)施仍是一個(gè)需要深入研究的問(wèn)題。因此，本文圍繞復(fù)雜環(huán)境下超大超深基坑逆作法施工技術(shù)展開研究，旨在探討其技術(shù)原理、施工要點(diǎn)以及在實(shí)際工程中的應(yīng)用效果，以期推動(dòng)逆作法施工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)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(lián)檢大樓東側(cè)，坐落于福田南路之下。該車站結(jié)構(gòu)涵蓋明挖配線段、暗挖隧道段以及關(guān)鍵的框架逆作段等多個(gè)部分。其中，框架逆作段作為本次施工的重點(diǎn)，其長(zhǎng)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(jí)須達(dá)到一級(jí)。

皇崗口岸站工程規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在繁華地段施工，面臨諸多建設(shè)難題，為了確保施工的安全與穩(wěn)定，在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循逆作法施工原則，保證基坑開挖與主體結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行?；蕧徔诎墩酒矫嫖恢萌鐖D1所示。

2" "復(fù)雜環(huán)境下超大超深基坑逆作法施工技術(shù)

2.1" "施工準(zhǔn)備

2.1.1" "準(zhǔn)備施工設(shè)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(zhì)量，進(jìn)行了各項(xiàng)施工準(zhǔn)備。準(zhǔn)備5臺(tái)挖掘機(jī)和2臺(tái)推土機(jī)，用于土方的挖掘和平整。為保證深基坑的防水性能，準(zhǔn)備了200卷寬度為1.0m、長(zhǎng)度為50m的防水材料。為了確保施工區(qū)域排水暢通，設(shè)置了一套排水能力為50m3/h的臨時(shí)排水設(shè)施。主要施工設(shè)備與材料準(zhǔn)備情況如表1所示。

2.1.2" "布置監(jiān)控設(shè)備

考慮到施工地點(diǎn)位于繁華地段，周邊建筑物和交通流量較大，必須加強(qiáng)基坑變形的監(jiān)測(cè)和控制。通過(guò)布置高精度的變形監(jiān)測(cè)儀和沉降監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基坑的變形情況，并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整施工方案，確保基坑及周邊環(huán)境的安全。為此，在深基坑部位的南側(cè)、北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)、中部以及四個(gè)角點(diǎn)的位置，分別對(duì)深基坑的水平位移和沉降變形量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.2" "地下連續(xù)墻施工

2.2.1" "地下連續(xù)墻布置

為了確?；蕧徔诎墩净娱_挖的安全性和穩(wěn)定性，將地下連續(xù)墻作為該站的主要圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用多種技術(shù)手段對(duì)該站的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工。

根據(jù)該工程設(shè)計(jì)方案，在深基坑的東南西北四個(gè)方向，布置具有“兩墻合一”特性的地下連續(xù)墻，以增強(qiáng)基坑的整體穩(wěn)定性[3]。地下連續(xù)墻的厚度為1.2m，深度為33m，橫跨長(zhǎng)度為230m。通過(guò)這樣布置，保證皇崗口岸站深基坑的施工安全和地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。

2.2.2" "成槽施工

鑒于皇崗口岸站深基坑地下連續(xù)墻的深度需求，引進(jìn)德國(guó)利勃海爾HS885型成槽機(jī)，確保成槽的精確性和工作效率。在成槽施工過(guò)程中，利用旋挖鉆機(jī)在地面鉆出一定數(shù)量的引導(dǎo)孔，結(jié)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(nèi)，澆筑混凝土，形成一道連續(xù)的、具有強(qiáng)大承載力的地下連續(xù)墻。

2.2.3" "袖閥管注漿加固連續(xù)墻接縫

在基坑頂部的連續(xù)墻接縫附近布置注漿孔，采用袖閥管注漿技術(shù)對(duì)接縫進(jìn)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(yù)防滲水[5]。袖閥管接縫注漿示意如圖2所示。

2.2.4" "連續(xù)墻接縫高壓旋噴樁加固

在地下連續(xù)墻接縫注漿加固的基礎(chǔ)上，采用高壓旋噴樁技術(shù)，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(qū)域內(nèi)，利用三軸水泥土攪拌樁來(lái)加固土壤，提升地下連續(xù)墻的穩(wěn)定性。此外，在地面以下17～33m的關(guān)鍵接縫處，特別選用直徑為1000mm的三重管高壓旋噴樁，進(jìn)一步降低地下連續(xù)墻接頭處的滲水風(fēng)險(xiǎn)。在地下連續(xù)墻施工過(guò)程中，通過(guò)嚴(yán)格控制地下連續(xù)墻的變形、注漿量、注漿壓力等關(guān)鍵參數(shù)，以及對(duì)鉆孔深度和漿液配合比進(jìn)行嚴(yán)格的控制和檢查，確保其施工質(zhì)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(qū)地下水源豐富，為了確保基坑開挖的順利進(jìn)行和絕對(duì)安全，制定了一套綜合降水施工方案。在基坑開挖初期，對(duì)于深度較淺的10m區(qū)域，采用止水帷幕與坑外降水相結(jié)合的施工方案，通過(guò)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(zhì)粘土層，構(gòu)筑起一道穩(wěn)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(yù)防管涌和流砂現(xiàn)象，在坑外區(qū)域?qū)嵤┹o助降水措施。優(yōu)先選用真空深井以確保降水效果的高效穩(wěn)定。降水井采用鋼筋混凝土材質(zhì)，深入基坑底部以下一定距離，設(shè)計(jì)井口高出地面0.5m。井管之間通過(guò)鋼圈嵌入后進(jìn)行焊接連接，在井管濾水孔上包裹兩層60目的濾網(wǎng)，過(guò)濾水中的雜質(zhì)。降水井完工后，進(jìn)行降水條件下的試運(yùn)行。設(shè)置水位觀測(cè)井和回灌井，監(jiān)控降水過(guò)程并進(jìn)行靈活調(diào)整，試運(yùn)行14d后開始正式的土方開挖施工作業(yè)[6]。

2.4" "深基坑地下結(jié)構(gòu)施工

2.4.1" "地下樁柱施工

在完成皇崗口岸站地下連續(xù)墻和深基坑降水施工的基礎(chǔ)上，根據(jù)該站設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)該站的地下抗拔樁、主體結(jié)構(gòu)柱以及臨時(shí)格構(gòu)柱進(jìn)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(chǔ)上，開展深基坑部位地下一層梁板結(jié)構(gòu)施工。通過(guò)該梁板結(jié)構(gòu)，將地下連續(xù)墻、樁柱連接在一起，形成承受地下一層梁板結(jié)構(gòu)自重和施工載荷的支撐。在此基礎(chǔ)上采用放坡逐層開挖方法，向下開挖地下一層土方，直至達(dá)到地下一層底板的設(shè)計(jì)位置，并對(duì)地下一層底板即地下二層梁板進(jìn)行澆筑施工，通過(guò)該梁板結(jié)構(gòu)再一次將地下連續(xù)墻、樁柱連接在一起，進(jìn)一步形成并加固了該站的主體結(jié)構(gòu)。

2.4.3" "地下二層施工

當(dāng)?shù)叵乱粚踊炷恋装寮吹叵露恿喊宓慕Y(jié)構(gòu)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)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(yù)定的區(qū)域順序開挖盆邊土。挖土施工由4臺(tái)液壓挖掘機(jī)承擔(dān)，遵循從中間向兩邊的順序以及“分區(qū)、對(duì)稱、平衡”的原則進(jìn)行開挖，確保開挖過(guò)程平穩(wěn)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(shè)計(jì)位置，對(duì)地下二層底板即地下三層梁板進(jìn)行澆筑施工，通過(guò)該梁板結(jié)構(gòu)又一次將地下連續(xù)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(jìn)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(gè)階梯的寬度設(shè)定為6m，確保土方開挖施工的安全和效率。當(dāng)開挖深度達(dá)到地鐵站臺(tái)層和地塊負(fù)三層時(shí)，根據(jù)區(qū)域的不同特性，設(shè)置不同的支撐形式。地鐵區(qū)域采用鋼筋混凝土支撐以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固和安全；地塊區(qū)域采用鋼支撐，以應(yīng)對(duì)不同的地質(zhì)條件和施工需求[8]。

在支撐施工完成后，繼續(xù)開挖支撐下方的土體，直至達(dá)到基礎(chǔ)底板的預(yù)設(shè)澆筑深度。在整個(gè)開挖和支撐過(guò)程中，嚴(yán)格遵循施工規(guī)范和安全要求，確保工程質(zhì)量和施工人員安全。

3" "深基坑施工監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與分析

3.1" "深基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

為了驗(yàn)證本文所述復(fù)雜環(huán)境下超大超深基坑逆作法施工技術(shù)的有效性和可行性，調(diào)取深基坑南側(cè)、北側(cè)、東側(cè)、西側(cè)、中部以及四個(gè)角點(diǎn)的位置的水平位移和沉降變形量監(jiān)測(cè)記錄。經(jīng)歸納整理后的深基坑變形監(jiān)測(cè)結(jié)果入表2所示。

3.2" "深基坑變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表2所列的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，該深基坑的變形量在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。雖然深基坑角點(diǎn)A的水平位移和沉降變形量相對(duì)較大，但是這與該角點(diǎn)受到的約束較少有關(guān)，且其變形量仍然沒(méi)有超出允許范圍?；又胁康乃轿灰坪统两底冃瘟肯鄬?duì)較大，但是這與該區(qū)域的土方開挖順序、支撐體系的布置以及地質(zhì)條件等因素有關(guān)，且其變形量均處于安全可控的范圍之內(nèi)。從深基坑整體上分析，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)出的深基坑的水平位移和沉降變形量較為均勻，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的差異。

通過(guò)以上分析可以得出結(jié)論：本文提出的復(fù)雜環(huán)境下的超大超深基坑逆作法施工技術(shù)在控制深基坑變形方面表現(xiàn)出色，能夠有效保障深基坑施工的穩(wěn)定性和安全性。

4" "結(jié)束語(yǔ)

逆作法施工技術(shù)憑借其獨(dú)特的施工方式和顯著的優(yōu)勢(shì)，在復(fù)雜環(huán)境下展現(xiàn)出了強(qiáng)大的適應(yīng)性和實(shí)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(lái)，隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，超大超深基坑工程將繼續(xù)面臨更加復(fù)雜的環(huán)境和更高的技術(shù)要求。因此，需要不斷深化對(duì)逆作法施工技術(shù)的研究，完善其理論體系和技術(shù)體系，提高其在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性和施工效率。同時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)與其他施工技術(shù)的融合創(chuàng)新，推動(dòng)超大超深基坑施工技術(shù)的多元化發(fā)展。

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