淄博火車站交通樞紐深大基坑支護施工技術

謝一鳴，李好懿，張 平，謝孔金

（1.昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2.山東高速巖土工程有限公司，山東 濟南 250101）

近年來，隨著我國城市建設的快速發展，各類深大基坑工程層出不窮，特別是城市綜合體項目已屢見不鮮，基坑工程朝著深度更大、面積更廣的趨勢逐步發展，并不斷刷新紀錄。基坑支護結構的選型至關重要，需兼顧安全和經濟等多個方面考量[1]，如何更好地實現設計意圖是施工單位的重要任務，只有合理進行施工部署，抓住工程重點和難點，確保施工關鍵技術實施到位，堅持動態設計信息化施工理念，才能有效控制基坑變形，確保基坑穩定和施工使用安全[2]，減小對基坑周邊環境的影響，取得良好的經濟效益、社會效益和環境效益。

1 工程概況

淄博火車站交通樞紐（南廣場）基坑工程包括北地下停車場和南廣場地下停車場，均設計地下2 層，車庫東西兩側各兩個坡道出入口連接車庫負一層，南北地下停車場負二層通過連接通道連通，預留軌道交通3 號線位于1 號線下部，北地下停車場與預留軌道交通基坑連通整體支護，1 號線基底標高29.04～29.44m，3 號線基底標高為22.44m，場地地面標高43.04～44.54m。北地下停車場南北方向長約204m，東西方向寬約182m，基坑開挖深度3.2～15.0m；預留軌道交通東西方向長約376m，南北方向寬約92m，基坑開挖深度為7.0～20.6m。基坑位置平面如圖1所示。

圖1 基坑位置平面圖

勘察鉆孔揭露基坑深度影響范圍內的巖土層自上而下為：①雜填土：雜色，松散，以建筑垃圾為主，混少量黏性土；②素填土：灰色，可塑，多為黏性土，含少量建筑垃圾；③粉質黏土：灰褐色，可塑，姜石含量不均，局部姜石富集；④粉土：褐灰色，中密，濕，含少量云母片，偶見姜石；⑤粉質黏土：黃褐色，可塑，姜石含量約10%，一般粒徑0.5～2.0cm，最大5.0cm，可見少量鐵錳氧化物，局部夾姜石亞層；⑥姜石：灰黃色，稍密，飽和，姜石含量約55%，粒徑1.0～3.0cm，最大8.0cm，形狀不規則，以黏性土充填，局部為膠結姜石亞層和粉質黏土亞層；⑦粉質黏土：淺黃棕色，可塑，局部硬塑，見少量鐵錳結核，局部為姜石亞層；⑧膠結碎石：青灰色，為泥鈣質膠結，碎石主要成分為灰巖，巖芯呈短柱狀及少量塊狀，錘擊聲脆，不易碎，局部為碎石亞層和粉質黏土亞層；⑨全風化泥質砂巖、泥巖 灰白、紫紅色，風化強烈，含少量風化殘核，巖芯呈密實砂狀或土狀；⑩強風化泥質砂巖、泥巖 灰白、紫紅色，風化不均勻，巖芯呈短柱狀及碎塊狀；①1中風化泥巖、砂質泥巖 黃褐、紫紅色，以泥巖為主局部夾砂質泥巖，主要由黏土礦物、石英、長石組成，巖芯呈柱狀，失水易崩解，巖芯采取率90%，RQD=65～80。勘察期間地下水位埋深3.23～5.18m。

2 基坑支護設計方案

2.1 基坑支護方案

基坑支護形式分為支擋式結構、土釘墻、重力式水泥土墻和放坡4 種，其中支擋式結構包括地下連續墻、支護樁、鋼板樁、錨桿、內支撐等支護結構[3]。本工程遵循安全經濟、技術先進和環境優先的原則，經多種方案組合綜合分析比較，采用了支護樁、錨索、土釘墻、放坡等支護結構的多種組合形式，代表性的支護單元和支護結構組合設計見表1。典型基坑支護剖面如圖2 所示。

表1 代表性的支護單元設計方案

圖2 典型基坑支護剖面圖

2.2 基坑降排水方案

由于地下水位埋深較淺，基坑降水對周邊環境有較大不利影響，本工程采用了封閉式高壓旋噴樁帷幕隔水截水、坑內管井降水排水、坑外回灌井回灌補水的地下水控制方案。

1）高壓旋噴樁布設在基坑四周，樁徑700/800mm，樁間搭接300mm，水灰比1.0。

2）降水井布設在基坑內側四周施工作業面位置，間距15.0m 左右；疏干井布置在坑內，間距20.0～25.0m。井深比帷幕底標高高2.0m 左右，井徑800mm，無砂濾管直徑550mm，管外包纏雙層60 目濾網，濾料中粗砂，均設置井底。

3）排水盲溝布設在基坑內，疏干井、集水坑均與盲溝相連，盲溝內用碎石填平。

4）回灌井布設在帷幕外，井間距約20m，井深與該位置基坑深度相同，井徑800mm，無砂濾管直徑550mm，管外包纏雙層60 目濾網，濾料中粗砂。

5）擋水墻布設在坡頂外，高度不小于300mm，面層護頂不小于3m，擋水墻外側地面硬化至施工道路或者圍墻邊緣，復合土釘墻側壁設置泄水孔。

3 基坑支護施工關鍵技術

3.1 支護樁施工技術

采用旋挖鉆機筒式鉆斗鉆進泥漿護壁成孔，壓力回頂法灌注混凝土。埋設護筒保護孔口，鉆機就位后首先調平鉆機，測量鉆桿垂直度，鉆斗通過旋轉切削土體，再提升鉆桿卸除鉆頭內土體，反復循環鉆進。護壁泥漿為鉆孔前由人工調制好，鉆進過程中始終保持泥漿面不低于孔口高度，防止樁孔塌孔縮徑。鋼筋籠現場加工利用吊車吊放，主筋和內圈加勁箍采用雙面搭接焊，螺旋箍筋與主筋采用綁扎，兩節鋼筋籠接頭采用單面搭接焊在孔口焊接成整體。使用?260 活絲導管水下灌注混凝土，商品混凝土強度C30，坍落度180～220mm，灌注過程中控制埋管深度2～4m之間。考慮預留軌道交通盾構進出洞口后期盾構施工的需要，對該位置支護樁主筋采用了玻璃纖維筋替代鋼筋，如圖3 所示。

圖3 盾構進出洞口支護樁配筋圖

3.2 冠梁施工技術

以人工開挖為主、機械開挖為輔，人工找平后彈出冠梁鋼筋位置線，鋼筋綁扎時主筋接頭采用直螺紋，同一截面直螺紋接頭不超過50%。冠梁模板采用鋼模板，先要對模板除銹抹油保證模版光亮無銹。水平分層混凝土厚度不大于30cm，C30 混凝土，邊澆筑邊振搗，振搗到混凝土面不再下沉為止，澆筑完成后人工收面，拆模后立即采用麻袋覆蓋并灑水養護。

3.3 錨索施工技術

采用履帶式液壓錨固鉆機成孔，鉆機安裝要平穩，調整鉆桿傾角符合設計要求，采用水循環泥漿護壁無巖芯鉆進，錨孔終孔深度大于設計深度0.3m，控制孔位偏差±50mm。錨孔直徑150mm，桿體為鋼絞線，采用成品定位支架使桿體居中，錨索自由段桿體涂黃油再用波紋管套裹，二次注漿管與桿體一起送至孔內設計深度。一次注漿時將注漿管通至距孔底300mm，在一次注漿完成2 天左右進行二次壓力注漿，終壓不小于1.5MPa。雙拼槽鋼腰梁與邊坡混凝土面要全面貼合，采取隔一拉一的方式對錨索進行逐個張拉鎖定。在預留軌道交通盾構進出洞口位置，錨索采用JM 型可回收錨索，減小后期對盾構施工的影響，如圖4 所示。

圖4 JM型可回收錨索

3.4 土釘施工技術

采用錨桿鉆機螺旋鉆干作業成孔，釘孔深度不小于設計孔深，孔距偏差±100mm，孔徑130mm，注漿前保持孔內無虛土，用攪拌桶拌制P.O42.5 水泥漿，水灰比0.5，采用注漿泵將水泥漿通過注漿管泵送至孔底，邊注漿邊提升注漿管，孔內注滿停止注漿，抽出注漿管，漿液凝固收縮時及時進行孔口人工補漿。

3.5 掛網噴面施工技術

按設計坡率放坡并人工修平，坡頂護頂鋼筋用1?16 短鋼筋每隔2m 垂直擊入土體用以掛網，掛網短鋼筋橫向均采用1?16 通長加強筋連接，坡面按200mm×200mm 間距人工編?6 鋼筋網，拌合噴射混凝土強度為C20，采用噴漿機連續自下而上噴射，噴距控制在0.8～1.5m，噴射時垂直坡面，根據坡面至攪拌機的距離和噴料管長度及時調節噴射混凝土風量，噴面厚度80mm，噴射混凝土待初凝后及時進行養護。

3.6 高壓旋噴樁施工技術

高壓旋噴樁采用三重管工藝，樁徑800mm，樁間搭接300mm，水泥摻入比30%，孔位偏差±10mm，垂直度偏差1%。先利用工程鉆機在樁位施工引孔，高噴鉆機再精準就位到引孔進行調平調直，邊旋轉邊鉆進至設計孔深后，邊提管邊噴射高壓水和低壓空氣，使土體擾動并失去固有強度，再次噴入水泥漿液后形成水泥土固結體。正式噴漿前先要試噴確保滿足噴漿壓力要求，轉動鉆桿噴漿旋轉不少于30s，反向旋轉勻速提升，邊提邊噴，距樁頂1m 時減速提升和噴漿。

4 基坑變形監測

從基坑開挖至基坑使用階段監測歷時442天，共進行259 次監測，監測結果如圖5 所示。

圖5 基坑變形曲線

在此過程中沒有出現報警狀況，也沒有接近報警值，基坑安全穩定，基坑回填的最后一期監測累計沉降量和累計水平位移量都在正常范圍之內，準確的驗證了基坑支護方案的合理性。

5 結語

通過對淄博火車站交通樞紐基坑支護方案進行研究分析，根據基坑深度的不同，結合場地巖土工程條件和周邊環境對該基坑工程進行了不同支護單元劃分，并分別采用了多種支護結構組合型式，制定了科學合理的施工方案和施工技術措施，保證了基坑施工和使用安全，對類似深大基坑工程的設計、施工和監測具有參考意義。