大型超深基坑工程施工技術

于 敏（中國建筑第五工程局有限公司，湖南長沙410004）

大型超深基坑工程施工技術

于 敏（中國建筑第五工程局有限公司，湖南長沙410004）

結合具體工程，介紹了在中心城區多高層建筑與重點建筑群等復雜周邊環境下的大型超深基坑工程施工技術，重點對基坑支撐、分層土方開挖以及工程降水等方面的施工方法與技術進行了詳細的研究，提出了較為科學的施工技術。經工程實踐證明，此類技術取得了較好的效果，能夠為其他同類型的工程項目提供技術參考。

超深基坑；施工技術；土方開挖；支撐技術

1 工程概況

蘇寧廣場工程位于徐州市鼓樓區，工程基坑面積約40895m2，周長約870.2m，代表深度15.700m，A塔樓核心筒開挖深度17.550，B、C、D、E塔樓核心筒開挖深度16.550m。總土方量：62.84萬m3，采用自卸汽車運至預定棄土點，運距約為20km，設置有支撐，共分為4個土層，原地面標高-1.00m，第一層土方開挖高度：2.475m；第二層高度：5.80m；第三層高度：4.00m；第四層高度：3.55m。

1.1 周邊環境

該工程位于徐州市最繁華的商業商務核心地段，工程西至彭城路，與彭城廣場相鄰，基坑距離彭城路最近點距離為4.38m；北靠河清路，基坑距離河清路最近距離為5.23m；對面為徐州第二中學，南側為淮海東路商業區，基坑距離淮海東路商業區最近距離為11.47m；東接內支路文學巷，基坑距離文學巷高層地下室最近距離為14.93m，有華夏銀行等3座34層高層，最高樓座高度138.46m。

該工程的基坑地理位置及周邊環境見圖1。

圖1 工程地理位置圖

1.2 地質資料

深基坑開挖范圍土質情況：

1.2.1 填 土

①-1雜填土：層厚：1.2～8.0m。

①-2素填土：層厚：0.5～5.3m，層頂埋深：1.2～5.0m。

①-3淤泥質填土：層厚：1.5～7.6m，層頂埋深：1.8～8.0m。

①-4雜填土：層厚：1.0～10.4m，層頂埋深：4.6～11.7m。

1.2.2 全新統粉土、砂土

②-1粉土：灰黃色，層厚：0.5～6.2m，層頂埋深：10.0～14.8m。

②-2粉砂：灰黃色，層厚：0.5～6.5m，層頂埋深：9.7～14.7m。

1.2.3 上更新統粘性土

③粉質粘土：黃褐色，含量5～10%，粒徑2～5cm不等，底部含少量風化巖塊，層厚：1.0～14.5m，層頂埋深：10.0～21.0m。

1.2.4 基巖（下寒武系饅頭組）

④-1B強風化泥質砂巖與泥巖互層：紫紅色，風化強烈，局部成土狀。層厚：1.1～2.0m，層頂埋深：23.0～23.3m。

④-1C強風化粉砂巖：灰黃色，層厚：0.9m，層頂埋深：23.3m。

④-2A中風化灰巖：灰白色、肉紅色，層頂埋深：19.4～29.8m，該層最大鉆入深度16.0m。

④-2B中風化泥質粉砂巖與泥巖互層：紫紅色，層厚：2.0～15.6m，層頂埋深：23.0～32.2m。

④-2C中風化粉砂巖：灰白色，層厚：1.4～5.8m，層頂埋深：22.2～26.0m。

2 工程特點與難點

2.1 地理位置顯要（鬧市區），安全文明施工和環保要求高

（1）工程地處市中心，臨近居民區、學校，噪音控制要求緊；

（2）文明施工要求高；

（3）材料運輸，土方及渣土外運等只能在晚上9：00～次日5：00進行，時間限制嚴格，交通組織難度大。

2.2 工程占地面積大，施工可用面積小，現場平面管理難

該工程施工占地面積約4.4萬m2，但基坑邊線距建筑紅線一般為3～5m，在地下室結構施工階段可用場地面積狹小，給現場的平面布置和交通組織帶來極大挑戰。

2.3 基坑支護結構復雜，土方工程量大，施工周期長

該工程基坑土方開挖量達63萬m3左右，基坑采用工程樁圍護及混凝土支撐形式的支護結構，工程量很大，且需要同樁基施工穿插進行，施工周期長，需保證開挖過程中樁基不受影響。周邊建筑物和城區主干道臨近基坑，故對基坑土方開挖和基坑變形監測是施工中的重點和難點。

3 基坑施工

3.1 基坑支護系統施工

基坑采用鉆孔灌注樁結合現澆鋼筋混凝土支撐體系。圍護樁采用一排鉆孔灌注樁，（含 φ800＠1000鉆孔灌注樁，φ1000＠1200鉆 孔 灌 注 樁 ，φ1100＠1300鉆 孔 灌 注 樁 ，φ1200＠1400鉆孔灌注樁四種），鉆孔灌注樁外側設單排φ850＠1200旋噴樁防水止土；局部區域鉆孔灌注樁與三軸深攪樁之間采用三重管高壓旋噴樁充填，旋噴樁深度同三軸深攪樁。整個基坑布置三道鋼筋混凝土支撐。

基坑土方開挖至要求標高時，及時進行支撐體系的施工，針對本工程的三道混凝土內支撐，按照以下流程施工。

土方開挖至混凝土支撐梁底→鑿開支護結構與圍檁的連接面、支承樁清理→鋼筋混凝土支撐墊層施工→綁扎支撐鋼筋→支立側模板→澆筑混凝土→養護、拆模、清理。

（1）土方開挖后，立即采用人工配合空壓機鑿除支護樁樁頂的殘渣及浮漿，鑿除后的樁頂標高必須保證進入支撐梁5cm，鑿除后的殘渣必須立即清理干凈，并將樁頭用水沖洗干凈。樁頭處理完畢后，隨即調直鋼筋，進行支撐梁梁底墊層混凝土施工。當土方開挖至第二道、第三道混凝土支撐底時，鑿開圍護樁保護層露出圍護樁基坑內側主筋，鑿開樁身長、寬同圍檁高度，鑿開后及時清理浮渣。

圖2 支撐橫梁與支護樁連接圖（二）

（2）鋼筋混凝土支撐梁和圍檁梁的底模（墊層）施工，采用基坑原土填平夯實后澆筑素混凝土墊層，然后加覆蓋尼龍薄膜，作為支撐施工墊層。

（3）支撐鋼筋綁扎工藝流程

劃鋼筋位置線→運鋼筋至支撐梁部位→綁扎支撐梁鋼筋。

穿次梁的下部縱向受力鋼筋及彎起鋼筋，并套好箍筋；放主次梁的架立筋；隔一定間距將架立筋與箍筋綁扎牢固；調整箍筋間距使間距符合設計要求，綁架立筋，再綁主筋，主次梁同時配合進行。

3.2 土方施工

3.2.1 土方施工

樁基礎以棧橋為界分為四個施工區域，分別為：一、二、三、四區。

一至三層水平施工段的劃分根據本工程基坑內支撐所在位置劃分如下施工區：A區、B區、D區、E區、ZQ區。

第四層土方開挖水平區段的劃分：根據施工合同工期要求和地下室底板施工順序，第四層土方開挖施工區段的劃分以標段以及后澆帶位置作為劃分。塔樓部分依次劃分為A-1～2、B-1～4、C-1～2、D-1～3、E-1～3共11個區；裙房Q1-1～6、Q2-1～4劃分為10個區。

根據基坑實際情況，采用“大基坑、小開挖，對稱開挖”的原則，采取“從基坑東西兩側向基坑中間位置對稱開挖；開挖土方豎向分為四層進行，采用“盆式開挖”嚴格遵循“分層分段、留土護壁、限時對稱開挖”的原則施工，圍護體無支撐暴露時間控制在48h以內。

深基坑工程的施工順序：工程樁→混凝土灌注支護樁→基坑挖土準備→第一層土方開挖→基坑第一道混凝土內支撐施工→第二層土方開挖→基坑第二道混凝土內支撐施工→第三層土方開挖→基坑第三道混凝土支撐施工→第四層土方開挖（坑中坑土方開挖）。

圖3 土方分層開挖示意圖

根據工程的特點以及參考周邊城市建筑結構和地質情況類似工程的經驗做法，采取土方開挖設備通過土坡下到基坑內挖土外運加棧橋平臺相結合的方式的出土方式，在一、二層土方開挖時基坑內修建四座土坡用于出土。

第一、第二層土方通過坑內土坡出土。

第三、第四層土方的塔樓區域采用棧橋出土。

第三、第四層兩側非塔樓區域采用一、二道支撐之間的坡道下基坑輔助出土。

3.2.2 基坑棧橋施工

棧橋主要集中在中部十字交叉位置，在第一層土方開挖時，先對十字交叉的棧橋位置進行開挖，在開挖至第一道支撐底標高時開始進行此部位棧橋的施工，如圖1：

在第一層土開挖分為五個區段，第一區段第一層土挖至棧橋底標高，開始進行一區段棧橋施工，二、三區段由于立柱樁較少，且此兩個區段面積較小，在一區段開挖完成后進行二三區段土方開挖、圈梁及支撐梁施工。

開挖第一層土方，棧橋開挖深度1.9m，開挖寬度26m，按照1：2.5放坡保持棧橋兩側土方穩定，首次開挖棧橋延長米為400m。

開挖圈梁部位、鑿除支護樁頂混凝土至棧橋底標高——基坑土方開挖至棧橋梁底的墊層底面——鑿開棧橋與鋼立柱連接面、支承樁清理——鋼筋混凝土支撐墊層施工——棧橋梁鋼筋綁扎、支模板——中間位置土方回填、棧橋板墊層——綁扎棧橋板鋼筋——澆筑混凝土——養護、清理。

在一區段棧橋開始施工時，開始進行二、三、四、五區段土方開挖，開挖完成后做角支撐，為保證后續開挖施工的進行，棧橋施工時留4組同條件試塊，在3d、7d進行試壓，判定棧橋可投入使用時間.

3.3 降水

場內共設置130口降水井，按開挖區域，依據土方施工安排，分區域重點降水。

降水在每層土方開挖前2周開始，為盡量不影響基坑內其他施工，將降水井不規則分組，每組降水井采用倒井法降水，坑中心降水井內的水倒至基坑四周井內，基坑四周井內的水最后抽出，直接排到坑外排水溝內。在降水過程中記錄穩定后的液面至開挖后坑底的實際高度，降水過程中，在條件允許的情況下，可適當降低下泵深度，最終達到穩定后的液面至開挖后坑底的實際高度為2.0m，降水的整個過程，都要注意地下水位的變化，要保證降水井每次降水水位不得大于基坑分層開挖深度以下2.0m。

降水過程中應監測是否水質渾濁、水位反彈以及久降不下的情況，如有，立即停止降水并進行原因分析并采取相應措施。

4 結語

對于受到場地狹小、周邊環境復雜等因素的影響的超深基坑工程，特別是包含多層復雜支撐系統與施工棧橋的基坑工程，通過以上技術在工程實施過程中的應用，較好的解決了此類項目在實施過程中的技術重難點，實踐證明，以上施工技術確實可行。

[1]周 濤.大型超深基坑工程的環境保護技術[J].建筑施工，2011（07），531～533.

[2]張 職.鬧市區超深基坑施工的環境保護技術[J].建筑施工，2008（08）：642～644.

[3]衛 芷.大型超深基坑工程綜合施工技術[J].山西建筑，2012（04）：82～83，186.

[4]李友龍，董洪信，趙中省.建筑工程深基坑降水方案設計[J].地質學刊，2011（01）：78～81.

TU753

A

2095-2066（2016）24-0141-02

2016-4-28

于 敏（1979-），男，工程師，本科，主要從事建筑施工工作。