深基坑支護工程施工技術應用總結

劉 慧 峰

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

1 工程背景

本單位承建的某住宅樓工程，為兩個32層的單位工程和中間地下車庫工程，總建筑面積近10萬m2。基坑情況為基坑南北長約130 m，東西寬約90 m,基坑面積9 400 m2，地下車庫設計為地下3層結構，基坑最大深度達11.4 m，基坑土方出土量近10萬m3。基坑地質土層為素填土、粉質粘土、細砂，基坑開挖深度主要在粉質粘土層內。本工程周邊環境復雜，基坑周邊有多棟磚混結構住宅樓，其中距離基坑最近的建筑僅為4 m。為確保基坑及周邊建筑安全，根據專家多次論證討論，最終確定采用TRD止水帷幕。結合工程現場狀況，基坑支護采用TRD止水帷幕內插H型鋼+兩道鋼支撐進行圍護。

2 TRD止水帷幕水泥土攪拌墻施工

TRD止水帷幕是一種新型的地下連續墻施工工法，該工法能夠有效隔斷基坑內外側承壓水，確保基坑內降水效果，保證土方開挖作業順利進行。其開挖能力強、成墻精度高、操作安全性好、適應地層廣，在城市深基坑止水帷幕施工領域得到廣泛應用。TRD工法主機的主要工作部件是鏈鋸式刀具，刀具插入地基后，其回轉式刀鏈鋸可進行垂直和水平方向移動切削土體，同時注入固化劑，與土體進行混合硬化。

本工程采用TRD止水帷幕水泥土攪拌墻；坑外側設一排TRD止水帷幕，減小抽取承壓水對周邊環境的影響。止水帷幕采用850 mm厚TRD工法水泥連續墻，深度為25.25 m，插入700×300的型鋼，長度為25 m,間距0.9 m。型鋼插入TRD內，在攪拌樁施工結束30 min內進行，型鋼插入時應安裝牢固導向架。依靠自重插入，也可借助帶有液壓鉗的振動錘等輔助手段下沉到位。在基坑-2.58 m標高處沿圍護墻設1 200 mm寬×700 mm高冠梁，做(φ609×16)鋼管支撐，在-7.7 m標高處沿圍護墻設1 150 mm寬×1 200 mm高腰梁，做(φ800×16)鋼管支撐。

在TRD主機施工前，需依次進行：場地回填平整→測量放線→開挖溝槽→設置定位線。其中，開挖溝槽是根據基坑圍護內邊控制線，先用挖掘機開挖1 m～1.2 m寬的TRD施工導槽，深度約為2 m。

本工程由于周邊建筑物較多，為防止地面沉降導致建筑開裂，所以采用切割箱鉆至預定深度后，直接使用邊水平切割邊注漿的成墻方法完成攪拌墻體施工，水平切割長度達到5 m～6 m時插入型鋼。固化液拌制采用42.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1.0∶1.5，水泥摻入量不小于25%，另摻加膨潤土5%，要求水泥土28 d無側限抗壓強度不小于0.8 MPa。

TRD止水帷幕水泥土攪拌墻正式施工前進行現場試成墻試驗并進行取芯檢測(不少于3根)，檢驗該工法施工技術的可行性以及成墻質量，確定實際采用的膨潤土和水泥摻量、泥漿配比、挖掘速度、回撤速度、噴漿速度、成墻步驟、切割箱導向垂直度、攪拌墻成墻垂直度、切削刀頭等施工參數和施工工藝。

后續施工的TRD止水帷幕水泥土攪拌墻體應搭接已成墻體不小于50 cm，嚴格控制搭接區域的推進進度，使固化液與混合泥漿充分混合攪拌，確保搭接質量。由于等厚度水泥土攪拌墻切割箱直線掘進成墻，在轉角位置需切割箱提出，調整方向后重新向下切削到設計標高后、為保證接縫質量，施工時每到轉角處都應向墻體外側多施工2延米，形成“十“字形式的轉角接頭。

TRD止水帷幕施工設備在切割箱箱體內應設置多段式測斜儀，保證施工水泥土攪拌墻過程中對墻體面內和面外垂直度的雙向實時監控，根據實時監控數據對切割箱和成墻垂直度偏差進行及時糾正，使墻體垂直度在施工過程中做到可控、可調，確保了墻體的隔水性能。

3 鋼支撐體系與土方開挖

本項目基坑開挖面積比較大、開挖深度較深、施工環境受限，為了方便基坑開挖取土，滿足主體工程快速施工的工作面需求，同時嚴格控制基坑位移和沉降，保障周邊建筑物安全，采用工具式大跨度鋼支撐和軸力伺服系統相結合進行支護工作。

支撐的安裝應隨著基坑開挖的同時，按照“隨挖隨撐、分段分層、流水作業”的原則進行，即支撐支護形成合格后方可進行下方土方開挖，且挖土的標高任何時候不得深于待安裝鋼支撐底標高下500 mm。鋼支撐受力前必須先完成系桿連接、鋼平臺連接后方可加力，以保障其穩定性。鋼支撐加力分步施加，首次施加按設計軸力的40%～60%，系統穩定后再根據基坑沉降、位移及檢測數據，依據要求再進行軸力施加。鋼支撐的安裝必須在挖土完成后24 h完成安置、穩定和軸力預施加，保證“時空效應”的原則。

工具式大跨度鋼支撐由活絡頭、中間管節、三通管、四通管、鋼平臺管等組成，通過鋼支座和混凝土冠梁連接，通過鋼牛腿和鋼格構柱連接，同時通過系桿相互連接，從而形成穩定的支撐體系；支撐體系通過和伺服系統的補償節連接傳力與冠梁，最終使圍護墻體受力穩定。

支撐安裝完畢后，采用八字支撐專用同步加載系統進行支撐系統間隙收緊工作，加力設定不大于5 t，根據支撐體系三角函數關系設定同步加載系統各液壓油頂工作壓力，系統加載時采用緩慢推進，注意觀察檢查各個節點部位位置變化。同步加載系統工作完成后，進行活絡頭間隙剛性連接，塞鐵填補采用手錘敲擊，緊密即可。

4 軸力伺服系統

軸力伺服系統是為了保障軸力穩定工作采用壓力自動補償工作，使支撐體系始終控制在設定的軸力以上工作，并可以通過支撐體系軸力的監測，及時反饋基坑各個位置內壓力狀態。在受力大的支撐端部安裝自動補償節，連接軸力伺服控制系統。

鋼支撐軸力伺服系統優點：1)24 h全天候監控鋼支撐軸力情況。2)對每根鋼支撐軸力單獨控制，低壓自動補償，高壓自動報警，實現應力復加全自動化，規避安全風險。3)可隨時補償施工過程中由于體系轉換造成的鋼支撐軸力損失，有效消除由于支撐軸力損失產生的基坑周邊地表及建筑物沉降。

本項目的監測項目為：周邊建筑物和周邊地面豎向位移、基坑水平和豎向位移、立柱沉降和水平位移、地下水位、支撐應力、土體深層水平位移等項目進行監測。監測主要采用具有高精度的徠卡全自動機器人強制采集數據對基坑變形監測，基坑最大變形為18 mm，遠遠小于預警值35 mm。

5 基坑降水

基坑降水采用管井降水，成孔孔徑為600 mm，間距約12 m。管井設計要求采用管徑300 mm的網眼鋼管，管外濾網采用雙層20目～30目尼龍網，下部設2 m的沉淀管。基坑內設置降水井65孔，深度20 m；基坑布置周邊26孔回灌井，深度同降水井。

每個管井內配備一臺潛水泵，在基礎開挖期間和基礎施工期間根據觀測井的水位進行抽水、回灌。降低地下水位保持在施工層以下0.5 m～1.0 m范圍外，一直到基礎回填土施工完畢。觀測井內安裝水位監測器對坑內、坑外的水位進行實時監測。

回灌水量應根據實際地下水位的變化及調節，保持抽、灌平衡，既要防止回灌水量過大而滲入基坑影響施工，又要防止回灌量過小使地下水位影響回灌效果。為此，安排專人在整個降水、回灌過程中，要對降水井、回灌井、觀測井水位及流量進行觀測，每晝夜不少于6次。

6 結語

本工程目前地下分部工程已施工結束，在整個地下結構施工過程中，未出現基坑、周邊建筑、道路、管線等明顯變形及開裂現象，本工程的深基坑支護施工技術值得同仁參考借鑒。