大型中央地下空間超深基坑支護施工技術

董正友

核工業(yè)金華建設集團有限公司，浙江 金華 321017

1 工程概況

某CBD廣場場地開闊、地勢平整，規(guī)劃用地面積為41391m2，總建筑面積為461722m2。基坑形狀為四邊形，開挖深度為19.5～23m，土方開挖量約為85.2萬m3。整個廣場設置了A座酒店、B座和C座2座辦公樓、7個商業(yè)裙樓，地下室的層數為5層。基坑占地面積為4萬多m2，基坑周長為800m，基坑支護結構的安全等級設置為一級，有效期1年，支護區(qū)段邊長約為420m。

2 基坑支護

基坑支護的主要結構類型為預應力錨索體系與灌注樁相結合，做好基坑挖掘施工前的場地平整工作，并以基坑支護平面所標記的室外地坪標高數據為參考。基坑西北側開挖深度為2.7m，土質主要為砂質黏性土，基坑按l∶0.8的比例放坡，在坡面噴混凝土。

對基坑東側進行開挖，將深度控制在8.1～8.95m，按照1∶1的比例對砂質黏性土及風化巖面實施放坡，噴射60mm厚C20混凝土達到護坡效果，并在所有坡面施打φ16mmL=1200mm@1500mm土釘，掛φ6.5mm@200mm×200mm鋼筋網。

2.1 基坑東南側

（1）支護樁D-1剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3：HRB400鋼筋C25φ110mmL=6000mm@1400mm。φl200mm@1400mm支護灌注樁的長度設置為22m，樁底端要深埋入地下室墊層以下。冠梁的類型設置為1200mm×l000mm，預應力錨索的道數為3道，即錨索YMl長度為7m、錨索YM2長度為6m、錨索YM3長度為6m。YMl為4mm×φ5mmL=22000mm@1400mm，YM2為5mm×7φ5mmL=24000mm@2800mm，YM3 為 4mm×7φ5mmL=18000mm@2800mm。

（2）支護樁D-2和D-3剖面施工。基坑挖掘施工的深度為23m，上部護坡的主要形式為坡面錨桿，采取巖石基礎錨桿加固下部，采取約12mφ1000mm@1200mm的樁支護中部。坡面錨桿M1、M2、M3、M4：HRB400鋼筋C25φ110mmL=12000～6000mm@l400mm。中部支護結構深入巖石1.5m，主要采取樁長12m的φ1000mm@1200mm灌注樁，冠梁為l000mm×l000mm，設2道預應力錨索，分別為長7m的錨索YMl、長6m的錨索YM2。YMl為4×7φ5mmL=18000mm@1400mm，YM2為4×7 φ5mmL=11000mm@2400mm。加固下部，需要設置4道HRB400鋼筋25φ50mmL=6000～3000mm@1500～2000mm的巖石基礎錨桿。

2.2 基坑西側

（1）支護樁C-6剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3、M4采用HRB400鋼筋C25φ110mmL=9000～6000mm@1200mm。

支護結構冠粱為1200mm×l000mm，長23m的φ1200mm@1400mm支護樁的底端深入地下室墊層下6m處。分別設4道長7m的錨索YMl、長6m的錨索YM2、長6m的錨索YM3、長5m的錨索YM4。YMl為5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM2為 5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM3為 6×7φ5mmL=30000mm@1400mm，YM4 為 4×7φ5mmL=24000mm@1400mm[1-2]。

（2）支護樁C-4剖面施工。坡面錨桿分別設置為M1、M2、M3、M4、M5，采取樁長23m的1200mm@1400mm支護，支護結構冠梁為1200mm×l000mm，樁底深入地下室墊層下7m。分別設5道長7m的錨索YMl、長6m的錨索YM2、長6m的錨索YM3、長5m的錨索YM4、長5M的錨索YM5。長約16m的支護樁穿過1.5m的砂層，之間采取雙管旋噴φ600mm達到止水目的。

（3）支護樁C-5剖面施工。坡面錨桿M1、M2、M3、M4、M5采用HRB400鋼筋C25φ110mmL=12000～9000mm@1200mm。采取1400mm@1600mm支護，支護結構冠梁為1200mm×l000mm，長22.5m的支護樁的樁底深入地下室墊層下7m。分別設5道長7m的錨索YMl、長7m的錨索YM2、長6m的錨索YM3、長6m的錨索YM4、長5M的錨索YM5。YMI為5×7φ5mmL=42000mm@l400mm，YM2 為 5×7φ5mmL=42000mm@1400mm，YM3為 5×7φ5mmL=36000mm@l400mm，YM4為 5×7φ5mmL=25000mm@1400mm，YM5 為 4×7φ5mmL=20000mm@1400mm。長 6m的支護樁穿過淤泥層2m，之間采取雙管旋噴φ600mm達到止水目的。

2.3 加固處理出土口坡道

將出口坡道設置在東側位置，在加固土體時將鋼筋土釘打入坡面上，噴100mm厚C20細混凝土并掛鋼筋網來對護坡進行高效保護。在基坑支護的過程中，使用的結構材料有C30的冠梁混凝土和支護樁等。

3 灌注樁施工

灌注樁施工的主要形式為隔樁施工，在成孔施工以前，相鄰樁的混凝土齡期必須滿足設計的要求。按照操作步驟檢查樁身的質量是否達標，樁端嵌固入基坑的底土層要＞4m，檢測的數量要達到總樁數的10%。在冠梁上固定縱向鋼筋，避免與鋼筋籠產生碰撞，錨固長度要符合標準規(guī)范。

4 鋼絞線預應力錨索施工

認真檢查錨索四周的具體情況，一旦發(fā)現污染物，要立即采取措施處理干凈。在砂層清孔的過程中，要使用水泥漿液事先做好加固處理。如果混凝土成孔存在一定的難度，采取加錨的方法對其進行處理。P·O42.5R普通硅酸鹽水泥是錨索漿料的主要成分，在常壓下的第1次灌漿為0.4MPa、0.6MPa；第2次灌漿的漿料強度＞20MPa，持續(xù)作業(yè)4～6h，注漿壓力為1.2MPa、2.0MPa。

錨索體使用的高強低松弛鋼絞線不得焊接，合理把控下料的施工長度。用塑料套管保護錨索，當腰梁混凝土強度達到75%后，開始施加預應力。1000kN帽型千斤頂張拉值比設計拉力值大時，支承錨具要在穩(wěn)定施加張拉力值一段時間后施工。

5 基坑支護施工技術要領

5.1 灌注樁施工

（1）泥漿指標和循環(huán)使用標準。泥漿的指標中黏度、含砂率和膠體率要滿足設計的標準，采取原土加水造漿護壁的方式完成黏土層成孔施工。泥漿通過循環(huán)池，經二級沉淀后進入儲漿池。

（2）清孔及樁底沉渣要求。當孔達到設計深度后，開始正循環(huán)清孔，完成清孔作業(yè)并檢查達標后方可進行下一道工序。將孔內原有的成孔厚渣漿置換出需要不斷添加優(yōu)質泥漿；砂土層和卵石層清孔泥漿比重為1.10～1.15。

（3）水下混凝土灌注要求。將坍落度控制在180～220mm，混凝土灌注過程中的水泥用量要＞340kg/m3，灌注導管φ250mm內吊放混凝土塞頭。為了避免發(fā)生澆筑斷樁的情況，安裝導管時，其底端需要埋入水下混凝土1～1.5m處；提升導管時，保持導管底端埋入混凝土面2～3m，杜絕鋼筋籠隨混凝土上升，避免導管底端提出混凝土面。

5.2 預應力錨索施工

標記錨索鉆孔時水平、垂直向的位置，控制孔距誤差在100mm范圍內，詳細登記鉆孔施工的相關信息，鉆孔施工應嚴格按照設計要求進行，錨索成孔狀態(tài)要達到最佳水平，確保錨索施工質量滿足設計標準。

（1）制作錨索。在對鋼絞線進行截取時，使用的主要設備為切割機，控制在標準范圍內，并且要防銹蝕。每隔1.5m設置1個對中順直支架，錨索安裝要沿著錨孔方向施工，確保平直，無扭曲和打結的情況出現[3-5]。

（2）注漿。注漿過程不得中斷，開始后不得再擾動、抽動錨索。插入注漿管，距離控制在距孔底300mm處，觀察漿液自孔口連續(xù)溢出時停止灌注。

（3）錨索的張拉和鎖定要求。錨索張拉設備經鑒定合格，校正錨頭臺座承壓面，正式張拉前，用0.1～O.2kN設計軸向拉力值張拉1～2次錨索，確保受力勻稱。

5.3 樁間土旋噴止水施工

為了滿足樁體止水要求，采取高壓水泥旋噴攪拌樁雙重管法止水技術，穿透砂層的止水攪拌樁必須在1.5m以上。

6 結束語

綜上所述，深基坑工程面臨深度逐漸加深、地質條件復雜多樣的狀況，因此對深基坑工程支護結構技術的要求也越來越高，文章仔細分析了基坑支護施工技術和施工要點，希望對類似的工程起到參考作用。