超大面積深基坑中復合支護施工技術的應用

王寒

（上海萬限實業有限公司 上海 200000）

1 工程概況

彩虹灣保障性住房基地三期動遷安置房項目位于上海市虹口區虹灣路，總建筑面積298599.6m2，基坑面積為45400m2，基坑周邊延長約1093m，開挖深度約5.70～8.65m。基礎形式為樁筏基礎，主樓工程樁樁徑為700mm的鉆孔灌注樁，地庫樁為400mm的預制方樁。正負零相當于+5.000，自然地坪絕對標高為+3.000。場地地基土屬軟弱場地土類型，場地類別為IV類，地基基礎安全等級為二級。

2 基坑周邊環境

圍護結構與紅線的凈距為11.5～17.3m，局部位置距紅線為0.8～3.2m。項目東側為在建的彩虹灣保障性住房基地二期動遷安置房項目，南側為江楊花園高層住宅，北側虹灣路距離基坑40.0m。

3 水文地質條件

場地地基屬于長江三角洲濱海平原型沉積土層，主要由粘性土、粉性土以及砂土組成。基地范圍內分布：①層雜填土、②層粉質粘土、③層砂質粉土、④層淤泥質粘土、⑤層粉質粘土、⑥層粉質粘土夾粘質粉土、⑦層砂質粉土、⑧層粉砂夾粘性土。坑底坐落在③層砂質粉土中，地下水埋深約0.10～1.30m，相應絕對高程為2.46～3.79m。

4 支護設計

基坑面積大、開挖深度較深，大范圍卸載后易產生回彈，影響基坑穩定。結合場地及周邊環境要求，基坑整體采用分坑順作+一道鋼筋混凝土支撐體系，基坑周邊采用灌注樁+單排三軸攪拌樁做止水帷幕的圍護方案。

4.1 重力式擋土墻

工程采用型號為φ850@600的三軸攪拌樁作為止水帷幕，樁頂標高+3.000m，基坑周邊區域樁長15.5m，地下車庫區域基坑周邊、貼邊局部深坑樁長16.75m，號樓區域基坑周邊止水帷幕13.05m，水泥摻量20%。采用兩噴兩攪施工工藝，下沉注漿攪拌速度0.5～0.8m/min，提升速度1.0m/min。

4.2 支護樁

基坑周邊支護樁采用鉆孔灌注樁，樁徑700、800、900、1000mm，主筋保護層厚度為50mm，混凝土設計強度等級為水下C35。

基坑號樓區域無住宅樓基礎底板處需設置200mm臨時墊層，其中位于重力式擋墻范圍內的墊層需設置φ8@200鋼筋網，臨時墊層與號樓區域基礎墊層同時施工。

4.3 立柱樁

鋼立柱規格采用4L140×14角鋼格構柱，截面約為440×440，鋼材型號采用Q235B級鋼。鋼立柱頂標高為第一道支撐面標高以下100～150mm，鋼立柱插入基底以下3m。立柱樁均采用φ650mm的鉆孔灌注，樁頂4m范圍內擴徑至800mm，樁長為22m。立柱樁保護層厚度為50mm，樁身混凝土強度等級為水下C30。

4.4 混凝土支撐

基坑設置一道以邊桁架、角撐與對撐相結合的大圓環撐的支撐形式。東區26～28交AG～AJ區域布置250mm厚的施工棧橋，作為基坑內土方開挖上下的棧橋坡道。支撐混凝土采用C35，中心標高為+0.900m，圍檁截面尺寸為1000×800、1600×800，內圓環撐截面尺寸為2000×900，外環圓撐截面尺寸為1200×800，主撐、角撐截面尺寸為900×800，徑向桿、八字撐截面尺寸為800×800，連桿截面尺寸為600×600。灌注樁圈梁中心標高為+2.600m，截面尺寸為1000×800。東、西區分隔樁處圈梁中心標高為+0.900m，截面尺寸為9000×800。

圖1 基坑支撐平面布置示意圖

5 施工控制要點

5.1 總體施工思路

基坑以17軸附近的WHZ5為界分為東區和西區。在開挖淺部土體并完成第一道支撐的施工后，先開挖東區第一道支撐以下土方并澆筑東區基礎底板及墊層。東區基坑先開挖至周邊號房底，待號房底板施工完成后，再開挖至地下車庫底板底，進行地下車庫底板施工。待東區地下車庫底板達到設計強度的80%后，才可開挖西區支撐底以下土方。

5.2 支護結構施工

（1）三軸攪拌樁施工：三軸水泥土攪拌樁施工時樁機就位應對中，平面定位允許偏差為±20mm，立柱導向架的垂直度偏差小于1/250。三軸水泥土攪拌樁攪拌下沉速度控制在0.5m/min～0.8m/min，提升速度宜控制在1m/min以內，并保持勻速下沉與勻速提升，噴漿壓力小于0.8MPa。攪拌提升時不應在孔內產生負壓造成周邊土體的過大擾動。三軸水泥土攪拌樁鉆進施工過程中，必須嚴格控制水泥用量，并采用流量計進行計量。因擱置時間過長產生初凝的漿液，應作為廢漿處理，必須嚴禁使用。三軸水泥土攪拌樁搭接施工的間隔時間不應超過24小時，當超過24小時時，搭接施工時應放慢攪拌速度。樁體垂直度偏差應小于1/200，樁位偏差小于50mm，樁深偏差小于50mm，成樁直徑偏差小于10mm。

（2）支護樁：支護樁施工采用正循環成孔，原土造漿護壁工藝，水下C30混凝土澆筑。護筒埋設位置應準確、垂直，埋設深度不低于雜填土層厚度，且護筒底口埋進原土深度不小于20cm。成孔過程中，孔內泥漿液面應保持穩定，以保持孔內外壓力的平衡，確保泥皮的護壁作用。

（3）混凝土支撐：支撐施工前先開挖支撐底標高以上的土體，嚴格控制支撐底標高。第一皮土方挖至支撐底標高以下10cm，并澆筑10cm厚C20混凝土墊層。支撐側模采用18厚膠合板，棧橋板底模下用2m長10×5木方架在10cm墊層上設滿堂架。按放線位置釘好壓腳板，然后進行模板的拼裝；邊安裝邊插入直徑14的穿墻螺栓和直徑16的套管。支撐中的鋼筋碰到了格構柱的綴板，主筋斷開焊接在格構柱上并對斷掉的鋼筋進行等截面補強。鋼筋碰到角鋼，設置鋼牛腿，立柱兩邊鋼筋斷開焊接于鋼牛腿上，并對斷掉的鋼筋進行等截面補強，鋼立柱兩側各焊接10d。支撐梁板混凝土采用C35商品混凝土，汽車泵輸送至澆注點。支撐板側模在挖下層土前用人工拆除。

5.3 基坑降排水

沿基坑邊設置500×500明排水溝，排水溝經三級沉淀池沉淀后排入市政污水井。在臨時邊坡底部貫通設置排水明溝，每20m設置一個集水井，將開挖面收集明水經由集水井排放至地面明排水溝。基坑內共布置真空疏干井243口。真空深井孔徑為650mm，設計深度為14.5m，出自然地面0.5m。井管周邊采用優質粘土或水泥漿封閉，其深度不小于2.00m。

5.4 土方開挖

基坑按照分層、分塊的原則開挖，待支撐混凝土強度達到設計要求后，才可向下開挖到底板底面標高。支護結構無支撐暴露的時間控制在48h以內，開挖面支護結構無支撐暴露長度小于30m。土方開挖面的高差控制在3m以內，并按不大于1：2放坡。坑底保留20cm的土體進行人工挖除平整，防止擾動。墊層隨挖隨澆，必須控制在24小時內澆筑完成，單次澆筑面積控制在200m2以內。基坑邊嚴禁大量堆載，四周4m范圍內地面荷載控制在20kN/m2以內。

6 基坑監測

6.1 施工監測內容

監測點在3倍基坑開挖深度影響范圍內布置，主要設置周邊環境監測和支護體系監測。

6.2 施工監測頻率

根據水文地質及設計要求，綜合基坑開挖順序、被保護對象的位置及特性，從基坑降水施工開始監測，至地下結構出±0.00并完成回填結束。

6.3 變形報警值

監測變形報警值指標主要由累計變化量和變形速率控制，累計變化量的報警值不超過設計限值。監測報警值根據土質條件及設計參數合理化設置。

7 施工總結

本基坑屬于超大深基坑，周邊環境條件復雜，施工安全風險高。基坑整體采用分坑順作+一道鋼筋混凝土支撐體系，四周采用灌注樁+單排三軸攪拌樁做止水帷幕的圍護方案。經過多方面的基坑論證和施工方案優化，合理部署施工，信息化監測，安全而有質量地完成了地下結構，降低了對周邊環境的影響。

目前項目已順利完成結構施工，處于竣工交付階段，達到了安全文明、綠色環保、創優施工的要求，取得了良好的社會和經濟效應。項目多種組合圍護結構的成功運用，為同類基坑的施工，尤其是大圓環支撐基坑的施工提供了一定的借鑒參考。

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