中建地下空间有限公司广州壬丰绿化广场、社会停车库项目经理部 广东省广州市 510630
摘要：壬丰绿化广场、社会停车库项目位于广州城市中心天河路壬丰大厦南面，与周边的建筑、河道紧临。具有城市管网密、地下水位高、地质情况复杂的特点。施工前进行安全风险评估，风险等级为Ⅲ级。本文重点介绍坑壁采用支护桩+止水幕+网喷+内支撑对基坑进行支护，坑内采用疏干井降水综合技术；过程中对深基坑进行了信息化监测，为工程的实施到竣工交付提供了有力的保证。实践证明综合施工技术的应用效果良好，有效的解决了复杂环境下深基坑施工的技术难题。
关键词：深基坑、支护、降水、监测
1 工程概况
壬丰绿化广场、社会停车库工程位于广州市天河路，南、北、西与周边建筑相邻，最小间距7.4m，东面紧临石牌涌河道约8.3m，拟建建筑区域地下埋有供水、燃气管线及高压电缆。该项目地上一层，地下三层，占地面积2453m2，建筑面积7413.6m2，基坑开挖深度15.59m。地面一层建筑为消防楼梯间和机械停车的出入口；地下负一层为非机动车场，负二层为普通停车场及设备用房，负三层为停车场，存车采用全自动机械式停车技术，由两部分组成：垂直升降系统（垂直升降机）和水平搬运系统（采用巷道堆垛机）组成，停车位共计221个。
2 工程地质条件
拟建场地原有建筑已拆除，场内残存部份建筑垃圾，现有的地面高程为8.10～9.10m，相对高差为1.00m。现就基坑范围地勘资料自上而下描述如下：
2.1人工填土层( )
<1>层人工填土：以杂填土为主，厚度2.50～3.80 m，平均3.03m。灰色、红褐色，欠压实～压实，潮湿，上部以建筑垃圾及水泥路面为主，下部以粘性土、砂粒为主，属于近期堆填性质。
2.2冲积土层( )
<2-1>淤泥质粉质粘土：顶层埋深2.60～3.80m，平均3.15m，厚度0.80～3.40m，平均1.66m，属高压缩性土；粘聚力cq=8.8kPa，内摩擦角φq=7.5°，地基承载力特征值fak=50kPa。
<2-2>层 中砂：以中砂为主，含量约65%，顶层埋深2.50～5.00m，平均3.54m，厚度0.90～2.80m，平均1.94m，地基承载力特征值fak=150kPa。
2.3残积土层( )
可塑状的粉质粘土：本层所有钻孔有揭露，红褐色，可塑，土质较均，可搓成细土条，局部含少量砂粒。层顶埋深3.80～6.80m，平均5.22m；厚度2.70～5.70m，平均4.08m，地基承载力特征值fak=150kPa。
2.4基岩（K）
<4-1>层 全风化砂岩（K）：岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化。顶面埋深7.80～11.10m，平均9.06m；厚度1.30～6.90m，平均2.70m，属中压缩性土；粘聚力标准值cq=20.8kPa，内摩擦角标准值φq=15.4°，地基承载力特征值fak取300kPa。
<4-2>层 强风化砂岩（K）：岩芯呈半岩半土状、块状、柱状，手折可断，属极软岩，遇水易软化。顶面埋深9.00～13.80m，平均10.59m；厚度1.50～10.30m，平均5.97m。天然地基承载力特征值fak取400kPa。
<4-3>层 强风化砾岩（K）：砾石含量35-45%，硬质石英砂岩为主，岩质硬，岩芯呈半岩半土状，遇水易软化。顶面埋深11.5～18.20m，平均15.08m；厚度7.20～15.50m，平均12.07m。地基承载力特征值fak取500kPa。
<4-4>层 中风化泥质粉砂岩（K）：顶面埋深16.80～31.00m，平均24.81m，揭露单层厚度1.00～5.10m，平均3.23m。天然单轴抗压强度平均值为25.3MPa，计算岩石的抗压强度标准值frk=20.3MPa。坚硬程度属软岩～较软岩，岩体完整程度为较完整,划分岩体等级属Ⅳ类。地基承载力特征值2500kPa。
<4-5>层 中风化砾岩（K）：顶面埋深19.60～33.50m，平均27.24m，揭露单层厚度1.10～3.20m，平均1.68m。天然单轴抗压强度平均值为26.9MPa，计算岩石的抗压强度标准值frk=20.6MPa。岩石坚硬程度属较软岩，岩体完整程度为较完整,划分岩体等级属Ⅳ类。岩石地基承载力特征值fa取3000kPa.
2.5地下水情况
地下水主要有第四系孔隙潜水，人工填土<1>层、场地匀有分布，其透水性较好；冲积层，<2-1>淤泥质粉质粘土层，透水性较差，为相对隔水层；<2-2>中砂属含水和透水层。场地地下水较丰富，地下水主要补给来源于大气降雨和侧向渗流补给，属弱透水性地层。水位埋深为0.80～2.70m之间。土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3 基坑支护方案
3.1基坑支护
基坑开挖区域基坑平面大体呈三角形，根据场地的岩土工程勘察报告，并结合场地周边的环境情况，采用旋挖支护桩+两道混凝土内支撑+双排搅拌止水+土钉墙支护+内支撑形式。
3.2基坑内降水
旋挖钻施工工艺图框
4.1.3旋挖钻机各工序的施工要点
1.测量控制
1).开孔前，桩位应定位准确，在桩位外设置定位龙门桩。
2).桩位轴线采取在地面设十字控制网和基准点，钻机就位时确保垂直度偏差不大于1%。
2.成孔
1).在钻进过程中，采用连续性筒式取土钻进成孔。
2).钻机就位：通过自身履带开到需钻桩位，由机械自身电脑控制进行钻机桅杆与机身水平和垂直调整。
3).埋设护筒：钻机就位后，在测量和施工人员的指导下，钻尖对准桩位中心，钻机旋挖至一定深度取出土后下放护筒。一般护筒埋深2-3m，根据现场情况护筒应高出地面30cm左右为宜。
4).复测、校正桩位与护筒中心偏差：护筒埋设好后，由测量人员和监理代表进行桩位复核校正，本道工序完成后申报开孔通知单并进行钻进成孔。
3.钢筋笼制作与安放（详见钢筋笼制作及吊装施工）。
4.水下砼灌注
1)下灌注导管后，二次清孔，确保孔底沉渣厚度符合规范要求。
2)对灌注导管要检查其圆满度，垂直度及其连接密封性，按期对导管进行水封试验。下入孔内导管的底部距孔底300～500mm，并做好记录。
3)水塞可采用和导管口径相符的皮球。保证足够的初灌量，保证埋深0.8～1.5m，连贯灌注时埋深2～6m，灌注应连续进行。
4)派专人测量导管的埋入深度，并作好记录。灌注混凝土过程中，要经常探测混凝土面上升高度，检查埋管深度。混凝土上升到骨架底口 4m 以上时，再提升导管，使导管底口高于钢筋笼骨架底部 2m 以上，可以恢复灌注速度，保持正常的埋管深度，灌注接近桩顶时，要保持足够的导管高度，采用接入短导管等措施，水下混凝土灌注面高出桩顶设计高程 1.0m，以便清除浮浆，确保混凝土桩身质量。拆除导管之前测量混凝土面高程，以保证灌注混凝土达到设计高程。
5）导管提升应保持居中，防止挂碰钢筋笼，拆下的导管要及时冲洗干净。
6）灌注砼时充盈系数控制在1.2。
7）接近桩顶时，由于导管内砼高度减少，压力降底，管外泥浆稠度比重增加，出现灌注困难，应提高漏斗高度。
8）砼灌注完成时，适时拨出护筒，并做好孔口防护，防止发生意外事故。
9）浇筑混凝土时，按一桩一组留置混凝土试件，测定 28d 强度。
4.2搅拌桩止水帷幕施工
止水帷幕选用φ550@350×350mm搅拌桩，要求桩底穿过淤泥层，砂层进入不透水层不小于2米，采用42.5R普硅水泥，搅拌桩的水泥搅入比为15％~18％，每延长米桩身水泥用量约为55~65kg/m,水泥浆液的水灰比0.45~0.55。
4.2.1施工测量
以业主提交的测量控制基准点为基础，建立闭合导线控制网，闭合导线控制网建立在场地四周；根据施工控制网，测设搅拌桩中心线，在中心线上布设桩位。
4.2.2搅拌桩施工方法
（1）桩机定位、对中放好搅拌桩桩位后，移动搅拌桩机到达指定桩位，对中。
（2）调整导向架垂直度。
采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%；
（3）拌制浆液
搅拌机预搅下沉的同时，后台拌制水泥浆液，待压浆前将浆液放入集料斗中。采用42.5R普硅水泥，搅拌桩的水泥搅入比为15％~18％，每延长米桩身水泥用量约为55~65kg/m,水泥浆液的水灰比0.45~0.55。
（4）喷浆搅拌下沉
启动深层搅拌桩机转盘，待搅拌头转速正常后，开启灰浆泵，通过管路送浆至搅拌头出浆口，出浆后方可使钻杆沿导向架边下沉边喷浆搅拌，下沉速度可通过档位调控，工作电流不应大于额定值。
（5）喷浆搅拌提升
喷浆下沉到达设计深度后，启动搅拌桩机及拉紧链条装置，边喷浆搅拌边提升钻杆，使浆液和土体充分拌和直至搅拌钻头提升出地面。
（6）重复喷浆搅拌下沉
搅拌钻头提升至地面后，重复喷浆搅拌下沉至设计深度，下沉速度按设计要求进行。
（7）喷浆重复搅拌提升
下沉到达设计深度后，喷浆重复搅拌提升，一直提升至地面。
4.3土钉支护主要施工方法
土钉支护用于本工程低于任丰大厦地下室底更深部位，土钉设计1 C mm筋，L=9000mm，抗拨承载力设计值60KN。
4.3.1成孔：按设计间距将土钉位置测放到壁面上后，用QC-150型锚杆机，以高压空气作动力，干作业成孔，孔径110mm；高压风清孔，土钉采用C25mm 的三级钢筋；
4.3.2挂网：完成土钉施工后，需要将壁面人工修平，然后制作A 8.0@150×150钢筋网片挂在壁面上。再用B 16的HRB400钢筋连接土钉，压住钢筋网片。钢筋和土钉之间焊接牢固，网片制作时注意留设混凝土保护层厚度35mm。
4.3.3喷射混凝土：采用C20喷射细石砼，厚度10cm，细石粒度5～10，砂使用中砂，含泥量不超过0.5%，并添加3%的三乙醇胺。喷射混凝土施工作业具体要求如下：
（1）喷射混凝土施工前设置好喷射厚度标志，混合料应搅拌均匀，随拌随用。
（2）喷射时，喷头处的工作风压应保持在0.10～0.12MPa，喷头与受喷面应尽量垂直，并保持在0.6～1m的距离。
（3）分段进行，同一分段内自下而上顺序喷射，喷头按螺旋式轨迹一圈压半圈地均匀移动。
（4）对于稳定性较差的作业面，应立即进行初喷，以稳定壁面，防止松散塌落。
（5）对于局部超挖或小塌方部位，应以喷射混凝土加短磨擦锚杆和钢筋网进行填补，并与其他部位圆滑相接。
（6）回弹物应及时回收利用，但必须按比例加入非回弹拌合料作为喷料进行施工。
（7）在喷射混凝土初凝后2小时，对已成型的壁面进行喷水养护。
4、注浆:待壁面混凝土达到一定的强度后（不少于1天），用1～2MPa的压力，对土钉进行注浆，注浆采用42.5R普通硅酸盐水泥浆，水泥浆水灰比0.55～0.5，浆液中掺加0.4%的早强剂（水泥重量）。
5、钻机移位，进行下一巡环。
4.4内支撑施工
4.4.1施工顺序
土方挖至第一道支撑底标高处→平整地面、测量放线、处理桩头→铺木模板→测量放线→绑扎梁钢筋→支侧模板→处理施工缝→检查验收→混凝土浇注及养护→拆侧模→养护砼达到强度后→土方挖至第二道支撑底标高处-→施工第二道支撑(流程同第一道支撑)→养护砼达到强度后→土方挖至底板底标高处→垫层施工。
4.4.2施工方法
针对本工程基坑面积结合挖土方案，钢筋混凝土水平支撑梁、腰梁施工采取不分段施工，混凝土一次整浇。基坑内支撑梁底模、支撑侧模板体系采用12mm厚胶合板，50×100mm木方≤@250，φ48×3钢管支撑体系。腰梁、支撑钢筋直径≥20钢筋连接采用直螺纹套筒。
（1）测量放线，夯实平整地面。
（2）预埋短钢管,钢管长1.5m，横向间距500㎜。
（3）铺木模板，严格控制模板面标高即为支撑梁底标高，确保支撑梁截面高度。
（4）测量放线，准确定出钢筋混凝土支撑梁轴线及两外边线。
（5）绑扎梁钢筋，绑扎梁钢筋前须先研究钢筋穿插就位顺序，明确主次梁关系，原则上遵循先绑扎压顶梁（围檩梁）后绑扎支撑梁，先绑扎支撑主梁后绑扎支撑次梁的原则。
（6）支梁侧模，模板采用12厚多层板，底模采用木模板，支撑梁上部采用φ12@500支撑钢筋，下部采用对拉螺栓木楞配双螺母≤@500，外背采用50×100方木@300，背楞和支撑加固采用Φ48×3.5mm钢管。
（7）混凝土浇注及养护：采用混凝土汽车输送泵浇筑商品混凝土，在混凝土输送泵无法满足施工条件时，利用地泵作为辅助垂直和水平运输机具。为加快施工进度，及早进行下道工序的施工，在混凝土中掺入早强剂或提高混凝土标号，混凝土浇筑完毕后，及时采取有效的养护措施，确保混凝土早期强度的增加。
4.5格构柱施工
4.5.1施工顺序
格构柱主要包括钢立柱和基础两部分，上部钢立柱为钢构件，基础为钢筋混凝土旋挖灌注桩，施工工艺如下：
土方开挖至第一道支撑底→钻架定位→钻孔→第一次清孔→测孔深→安放钢筋笼→固定安放格构柱→下导管→第二次清孔→测孔深（合格后）→安放隔水球→灌注砼→钻机移位
格构柱基础施工方法同“旋挖灌注桩施工”。
格构柱基础采用旋挖桩，钻孔桩直径为1200mm，桩身从基坑开挖面进入中风化岩不少于6m，并灌入C30混凝土至基坑地面标高，格构立柱下部与钢筋笼焊接后驳接到孔底，锚入格构柱桩基础2.0m。
4.5.2钢立柱制作与安装要求
1、钢立柱构造
格构柱设计参数详见格构柱型号表，其中插入钻孔桩部位为2.0m。缀板中心间距为800mm。
2、钢立柱制作技术要点
格构柱采用在场外钢构加工厂加工制作，原材料进场首先检查质量合格证明文件并对材料的外观进行检查验收，合格后准予制作。对制作完成的格构柱依据《钢结构工程施工验收规范》GB50205-2001及设计要求进行验收合格后方允许进场进行安装。
钢立柱对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角钢接头不超过50％，相邻角钢错开位置不小于50cm。角钢接头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。格构柱加工允许偏差如下表所示：
格构柱固定采用钢筋笼部分主筋上部弯起，与格构柱缀板及角钢焊接固定，固定时格构柱必须居于钢筋笼正中心。焊接过程中，吊车始终吊住格构柱，避免其受力。
型钢中桩吊放时应精确定位，要求型钢中桩中心线与桩位中心线误差≤±5mm，垂直度偏差≤L/300且≤15mm。
4、空孔回填
格构柱基础砼浇注完，并吊装安放钢立柱完毕后，需要及时进行桩孔回填，回填之前桩孔周围作好安全措施，回填材料采用粗砂，回填时在格构柱周边均匀回填，避免回填不平衡对格构柱造成挤偏，回填一定要密实。
5 基坑内降水施工
5.1疏干井降水施工
基坑在土方开挖阶段采用止水帷幕截坑外水，坑内疏干井降水的方式进行降排水；地下室结构施工阶段，仅需在地下室外墙周围设置4口集水井，另加室内既有集水井，作为结构施工阶段的排水设施。
5.1.1基坑内储水量计算
本基坑占地面积2120平方米，场内主要含水层有3层，地表10米以下为不透水层基岩。
（1）淤泥质粉质粘土层<2-1>储水量
（4）不计坑外地下水、地表水汇入，坑内土层中储水共 。
5.1.2疏干井设计
根据地勘报告提供的该场地各岩土分层的简要水文地质特征、渗透系数，见下表：
（3）疏干井构造
深基坑施工综合技术应用效果图
6 施工监测
6.1监测方案
6.1.1所有沉降观测点及位移观测点必须在工地施工前按设计图纸的要求布置。
6.3当出现以下情况时，应提高频率：
当达到警戒值时或当有危险事故征兆时，则需进行连续监测（每天监测2次以上或进行不间断连续监测）；监测工作持续到地下室完成，并进行侧边回填至±0.0m后，可停止观测。
6.4观测时间间隔及成果资料整理
6.4.1每次沉降观测要求计算出各测点的高程、累计沉降量、本次沉降量、沉降速率等，每次水平位移观测要求记录各个观测点的观测点位移量、累计位移量、位移速率等，根据各个阶段观测成果绘制沉降—时间关系曲线图，水平位移—时间关系曲线图、沉降—水平位移—距离关系展开曲线图。
6.4.2观测成果资料以《位移观测成果表》、《相对矢量表》、《沉降观测成果表》、《时间—沉降量曲线图》的形式提交。
7 结束语
广州壬丰绿化广场、社会停车库从基坑支护、降水、土方开挖等专项方案的编著制及实施，经过多次专家论证，做到施工与科学技术同步，施工的结果验证了方案的安全性、适用性和经济性，缩短了施工工期，有效的解决了深基坑、高水位、受限于周边环境的施工难题，为以后类似工程积累了借鉴的验。
参考文献：
[1]广东省建筑设计研究院设计的基坑支护施工图
[2]广东省工程勘察院提供的地质勘察报告
[3]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
[4]《复合土钉墙基坑支护技术规范》（GB50739-2011）
[5]《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2015）
[6]《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-2009)
[7]《建筑基坑工程技术规程》（JGJ120-2012）
[8]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）
[9]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
[10]深基坑工程设计施工手册-龚晓南
作者简介：梁波，男，1978年10月23日生，工程师，中建地下空间有限公司广州壬丰绿化广场、社会停车场项目经理部经理，2009年毕业于安徽省建筑工业学院工程造价专业。
论文作者:梁波
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：基坑论文; 混凝土论文; 钢筋论文; 导管论文; 平均论文; 厚度论文; 特征值论文; 《防护工程》2017年第22期论文;