繁華城區深大異型基坑施工技術

呂瑞虎

1 工程概況

1)結構概述及周邊環境。北京地鐵6號線朝陽門站位于東西向的朝陽門內大街與東二環路交叉路口以西，車站總長188.0 m。1號換乘廳為地鐵6號線一期工程朝陽門車站附屬工程，位于東二環路西側，中國海洋石油大廈東側，南側緊鄰朝內大街交通主干線。結構位于中海油大廈東側的綠地內，場地平整后地面標高43.3 m。基坑長度 53.1 m，基坑寬 20.4(23.4)m，淺基坑深約16.7 m，深基坑深約31.2 m，頂板覆土3.36 m，采用明挖法施工。支護結構采用圍護樁+鋼支撐+網噴支護體系。

2)工程地質。擬建場地平整后地形平緩，地面標高為43.3 m。場地內地層結構由上至下為人工堆積層(Qml)、第四紀全新世沖洪積層(Qlal+pl4)、第四紀晚更新世沖洪積層(Qal+pl3)三大層。1號換乘廳明挖基坑穿過的地層情況由上到下依次為:雜填土1層、粉土填土層、粉土層、粉細砂3層、中粗砂4層、圓礫卵石層、粉土2層及粉質粘土層交錯分布土層及圓礫卵石層、局部為粉質粘土1層、粉質粘土層、中粗砂1層及粉細砂2層、基底位于圓礫卵石層。

3)水文地質。擬建場地內賦存四層地下水，分別為上層滯水、潛水、承壓水和承壓水，水位標高均位于設計底板標高以上，且本區域地下水平均年變幅為2 m～3 m。根據實測水位，承壓水水頭標高位于底板以上約7.2 m，同時承壓水的上部隔水層較薄，水頭標高接近于承壓水，兩層水的壓合力較大。

2 工程特點、難點

1)基坑緊鄰在建地鐵車站、市政管線、中海油建筑物、市區主干道，對控制基坑變形提出了非常高的要求。2)基坑形式復雜，淺基坑連接深基坑，施工力學行為復雜增加了施工難度。3)1號換乘廳開挖和部分結構施作處于雨季。施工中應盡量避開雨天作業，并作好現場防排水工作。

3 施工關鍵技術

本工程主要施工工藝及施工方法從基坑開挖與支護、鋼支撐施工、肥槽土體注漿加固三個方面加以闡述。

3.1 基坑開挖與支護

1 號換乘廳明挖基坑長 53.1 m，寬 20.4(23.4)m，淺基坑深16.7 m，深基坑深31.2 m。基坑由南向北分段分層開挖。基坑開挖到支撐設計標高下0.5 m時停止開挖，及時架設鋼管支撐并施加預應力。

3.1.1 土方開挖

1)土方開挖方案。根據場地布置情況，1號換乘廳以淺基坑底為界分兩層開挖。淺基坑由南向北梯次開挖，采用長臂反鏟挖掘機接力開挖的方法;深基坑以及淺基坑剩余土方采用小型挖掘機開挖，軌道式門吊提升渣土，如果門吊不能滿足施工要求，再行租賃汽車吊輔助施工。軌道式門吊布置、安裝詳見專項方案。2)土方開挖注意事項。a.每層開挖至設計鋼管支撐中心線下0.5 m時，及時按設計架立鋼管支撐并預加軸力。b.反鏟按臺階組織開挖，各臺階開挖邊坡坡度不大于1∶3。基底開挖面以上0.3 m的土方采用人工開挖，控制超挖并防止擾動基底。c.土方由挖掘機開挖，由吊車提升至地面棄于碴倉內，最后組織裝載機裝車外運。3)基坑排水。根據本場地地下水位及基坑深度情況，1號換乘廳基坑降水施工后可能仍存在少量的殘余水、承壓水，采取明排法:在基坑內設置排水溝和集水坑，并采用泥水泵抽至臨近的下水管道內。

3.1.2 樁間噴混凝土施工

樁間網噴混凝土支護，自上而下，隨挖隨噴，每層不大于1 m，其支護形式為:連接筋+鋼筋網+噴射混凝土。鋼筋網采用φ6.5@150 mm×150 mm，與Φ20水平加強筋焊接，水平加強筋與圍護樁位處主筋焊接牢固，噴射混凝土為100 mm厚C20混凝土。試驗室負責優選噴射混凝土的配合比與現場控制，噴射施工前先進行試噴，試噴合格后再投入噴射施工，并按要求噴射大板，制作檢驗試件。

3.2 鋼支撐施工

3.2.1 支撐體系

明挖基坑開挖深度為16.7(31.2)m，采用鉆孔灌注樁加內支撐作為基坑支護結構，內支撐為六道鋼管橫撐，第二、三、四、五、六層均設型鋼圍檁。除基坑轉角及變截面處支撐為斜撐外，其余均為對撐，縱向間距為2.3 m～2.7 m。為保證斜撐受力，在斜撐對應處的鋼圍檁上設置三角形剪力塊，確保受力面與斜撐正交。

3.2.2 施工工藝流程

支撐編號→對號運到現場→焊三角形鋼板托架→鋼圍檁就位→鋼管支撐就位校正→施加預應力→緊固鋼楔→拆除液壓千斤頂→鋼管支撐與鋼圍檁連接。

3.2.3 鋼管支撐制作與安裝

鋼管支撐分節制作，每節管標準長度為6 m，管節間采用法蘭盤+高強螺栓連接，開挖到鋼管支撐標高時，及時用汽車吊吊裝安設鋼圍檁與鋼管橫撐，通過特制的液壓千斤頂對鋼管支撐活動端端部施加至預加軸力，再用楔塊塞緊，取下千斤頂。各層鋼支撐參數見表1。

表1 各層鋼支撐參數列表

3.2.4 支撐體系的拆除

拆除時應避免瞬間預加應力釋放過大而導致結構局部變形、開裂。主體結構的墻板或底板混凝土強度應達到設計要求強度方可進行拆除。

3.3 肥槽土體注漿加固

明挖基坑土體采取注漿加固，要求加固后抗壓強度達到0.8 MPa，為保證土體注漿加固效果及以往施工經驗，本部分注漿加固選擇深層注漿的加固方式進行。

3.3.1 中海油大廈基坑肥槽土體加固

中海油大廈基坑肥槽加固寬度為3.8 m，長度沿圍護結構縱向通長，約53 m，深度按加固至淺基坑基底以下2 m，約18.7 m，加固土體主要為基坑回填土。

根據現場施工條件，中海油大廈基坑肥槽部分加固范圍未在施工圍擋內，故選擇在圍擋內豎向或斜向加固土體。

3.3.2 A，B 型樁間土體加固

A，B型樁間土體加固寬度為6.3 m，長度沿圍護結構縱向通長，約53 m，加固深度為8 m，通過地層由上至下主要為圓礫卵石層、粉質粘土。待基坑開挖至第三道鋼支撐并開挖至鋼支撐下0.5 m(標高27.26 m)時停止基坑開挖施工，在淺基坑底對本部分土體進行豎向加固，如圖1所示。

圖1 1號換乘廳土體加固范圍示意圖

3.4 施工監測技術

監測項目按“分區、分級、分階段”的原則制定監控量測控制標準，并按黃色、橙色和紅色三級預警進行反饋和控制。當監測項目出現任何一種預警狀態時，監測單位應立即向建設單位、施工單位、監理單位及設計單位報告。施工單位應立即啟動相應應急預案、采取加強處理。

目前，換乘廳正在施作地下三層主體結構，各監測項目測值穩定，累計監測值均在設計控制值以內。

4 結語

朝陽門站1號換乘廳基坑開挖與支護應用了肥槽土體注漿加固、分段分層土體開挖和及時支撐等施工關鍵技術，并配合嚴密的監控量測體系及時反饋指導施工，確保了施工過程中自身結構和周圍建筑物的安全，并盡可能降低將對周邊環境的影響，社會經濟效益顯著，這些施工關鍵技術的成功應用還可為今后類似工程施工提供借鑒。

［1］ GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術規范［S］.

［2］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范［S］.

［3］ GB 50086-2001，錨桿噴射混凝土支護技術規范［S］.

［4］ DB 11/490-2007，地鐵工程監控量測技術規程［S］.