摘要：随着基坑深度的增加，土体的性质也越来越多样化。不同的土体特性产生了不同的深基坑支护方案。本文结合北翟路（外环线～中环 线）新建工程BD-1标工程实例，主要分析了深基坑联合支护施工的关键结构施工技术，大大提高了支护体系的稳定性和安全性。
关键词：道路工程；深基坑；土方开挖；组合式支撑；钢支撑；拆除
1工程概况
北翟路（外环线～中环线）新建工程西起外环线地面交叉口西侧，东至与现状中环线立交主线落地段接顺处，桩号范围K8+609.944～ K10+913.779，道路全长2303.835m。其中，北翟路地道全长1760m（K8+960～K10+720），暗埋段全长1480m（K9+080～K10+560），敞开段长 280m。本工程设置2个标段，分别为BD-1标和BD-2标，BD-1标范围K8+609.944～K9+860。本标段包含第1～5区段地道主线工程、北翟路高架 外环线匝道改建、排水工程、地面道路工程、交通便道及附属设施等工程。
本标段地道部分起止桩号为K8+960.0和K9+860.0，长900m，共分为40个节段。其中，敞开段（K8+960.0～K9+080.0）长120.0m，分为7个节 段（B1～B7）；暗埋段（K9+080.0～K9+860.0）长780m，分为33个节段（A1～A32）。标准节段长度约25m，各节段之间设置变形缝。
本标段（1标）地下通道区域用围护分隔墙划分为7个区段，如上图所示。其中第1区段为西侧敞开段，第4区段为规划地铁穿越段。
本标段地道主线基坑开挖深度9～13.3m。第1、3c、4区段主要采用SMW工法桩围护，第2、3a、3b区段采用600mm厚地下连续墙围护，5区段采 用地下连续墙+SMW工法。地下连续墙接头采用CWS接头板，封头墙采用锁口管。
2工程地质条件
2.1地质条件
场地地基土在勘察深度范围主要由饱和粘性土、粉性土和砂土组成。根据地质详勘资料，本标段包含9大地质层，共17个亚层，其中②、③ 、④、⑤层土为Q4沉积物，⑦、⑧、⑨层土为Q3沉积物。沿线土层分布存在一定变化，位于古河道切割区，⑥层缺失。
2.2水文条件
根据详勘资料，场地内潜水水位对应标高2.05m～3.38m。场地内⑤2层灰色砂质粉土为微承压含水层，⑦层为第Ⅰ承压水含水层。上海地区 ⑤2层微承压含水层水位埋深在3m～11m；⑦层承压含水层水位埋深在3m～12m。根据详勘资料，⑤2层微承压含水层实测水头标高为-0.22m～ -1.71m，存在突涌可能。
2.3不良地质
（1）暗浜：根据历史河流图，本标段拟建场地范围内有6处暗浜分布，其中1处位于外环线，主线第1、2、3区段范围各有1处，第5区段范围 内有2处。根据详勘资料，现有道路区域内暗浜一般经过地基处理，且经过道路多年运行，路基工程可不作处理；但新建道路和基坑工程仍 应重视暗 浜的换填处置。
（2）填土：拟建场地范围内表层分布有一定厚度的杂填土，最大厚度达5.50m。杂填土成份不均，结构松散，强度变化较大，对地墙成槽施 工不利，易发生坍塌现象。
（3）地下管线：现状北翟路道路下敷设有通讯、电力、煤气、排水等地下管线，交叉路口也有管线横穿基坑。管线对施工尤其基槽开挖、 路基处理及桩基施工等较为敏感。施工期间，积极配合业主方及相关部门做好管线搬迁工作；对原位保留的管线开槽确认管位。
3基坑开挖、支撑原则
基坑施工，为确保安全，除严格遵循“先撑后挖、及时封底”的基本原则外，还应严格遵循“时空效应”的理论，按照“分段、分层、对称 、平衡、限时”的原则进行开挖。
3.1分段、分层
3.1.1纵向分段
基坑开挖完成最后一层土方后要及时进行底板混凝土结构施工，因此基坑开挖分段应与结构施工分段相对应。在软土地层进行土方开挖作业 ，需考虑“无支撑暴露时间”的要求，尤其是在土方收底阶段，尽量控制每一分块土方的无支撑暴露时间在12小时以内。
3.1.2竖向分层：基坑开挖分层深度按支撑设置位置划分，每层开挖深度尽量控制在3-4m左右。
3.2对称、平衡、限时
基坑土方开挖纵向方向由两端头井向中间标准段进行开挖，两端的开挖高度基本一致，每台阶放坡坡率为1:3，开挖第一层土，每小段开挖 长度为8-10m。在第二道～第四道（五）支撑的土层开挖中，每小段长度一般不超过6m，每层土方开挖底面不得大于相应支撑中心以下500mm 。最后一层土方开挖机垫层浇筑时间控制在12小时以内，起到两侧基坑开挖平衡，保证围护结构均匀受力和及时架设支撑。每一小块土方开 挖横向中间向两侧围护结构方向进行，尽量减少围护结构被动区土方的动土时间。
限时：在第二道～第四道（五）支撑的土层开挖中，每小段长度一般不超过6m，挖完小段土方、安装好该段小段的支撑并施加预应力的总时 间应控制在12小时以内。基坑开挖后，应及时设置坑内排水沟和集水井，防止坑底积水。土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并 遵循先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。机械挖土时，坑底应保留200～300mm厚土层用人工挖除修整，防止坑底土扰动，收底完成及时 通知设计进行基坑验槽。
采用机械挖土方式时，挖土机械和车辆不得直接在支撑上行走操作，严禁挖土机械碰撞支撑、井点管、围护墙。钢支撑上严禁作用活荷载（ 人/杂物等）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆土方开挖时，弃土堆放应远离基坑坡顶线30m以外，基坑周边20m（从围护墙内边线起向外计算）范围内堆载与施工荷载不得 大于20kPa。
4深基坑开挖与支护
4.1基坑土方开挖
基坑开挖总体方法为：先开挖第一层土方，施工圈梁及砼支撑；待第一道砼支撑强度达到设计强度，开始第二层土方开挖，第二层土方采用 分段开挖（全部挖除）；第三、四、五层根据小于1:3坡度进行放坡开挖。
4.1.1分区、分段开挖
基坑开挖和支撑架设按照“时空效应”原则，分段分层进行，按照设计要求每段长度不超过25m。主体结构施工缝及诱导缝，分为11段，因 此基坑挖土拟根据结构分段总的分为11大段（基坑收底时每一段比结构缝多收出2m）,每大段在开挖时再分小段进行。
为保证东西端头井按盾构接收节点目标完成，安排两个开挖面并先行安排两个端头井开挖，及早完成东西端头井基坑见底，计划60天完成土 方开挖（基坑开挖第一层土采用标准挖掘机挖土，每日工作平均出土量约1500m3；第二至第四层土采用长臂挖掘机出土；第五层土及以下采 用长臂、挖掘机取土，每日工作平均出土量约1000m3），开挖完成后及时进行结构施工，分为两端向中间进行开挖施工及结构回筑。
4.1.2分层、分块开挖
竖向首先将基坑第一皮土揭至第一道混凝土支撑底，施工冠梁及第一道混凝土支撑，待混凝土支撑强度达到设计强度后开始第二层土方开挖 ，第二层土方采用分段开挖（为防止纵向滑坡，第二层土方全部挖除）；东、西端头井段再分为四层，标准段分为三层根据小于1:3总坡度 进行放坡开挖，每个分块按2根钢支撑做一个单元。
4.2钢支撑施工
4.2.1支撑设置
依次开挖至每道支撑的顶部标高，然后掏槽架设钢支撑，并按设计要求施加预应力。下道支撑施加预应力后，需对其所有上部支撑复加预应 力。在第一次加预应力后12小时内观测预应力损失及墙体水平位移，并复加预应力至设计值。在施工中，要求对每一道钢支撑施加预应力， 第二道施加预应力为计算轴力的60%，标准段第三~四道、端头井第三~第五道施加预应力为计算轴力的70%，并按要求复加钢支撑预应力。
4.2.2支撑体系
标准段沿基坑深度方向设置三道支撑，除第一道为钢筋混凝土支撑外，其余均为Ф609钢支撑。红线范围内的勾连工程预留段与北翟路车行 地道共同施工，基坑开挖面积大，沿基坑竖向共设置四道支撑，第一道支撑为混凝土支撑，设置钢筋混凝土连系梁；第二、三、四道为 Ф609钢管支撑，角部设置斜撑，可保证支撑体系的稳定。基坑施工采用明挖顺作法施工，沿基坑深度方向从上至下挖土至相应支撑设计中 心位置下0.5m，然后设置支撑并及时给支撑施加预应力。直到挖至坑底施做素混凝土垫层并浇注混凝土底板，待底板达到设计强度后再依次 进行拆撑、结构浇筑等工序。
4.3钢支撑拆除
钢支撑的拆除必须遵循“先撑后拆”的原则，所需拆除部位的底板、侧墙、顶板结构混凝土强度值必须达到设计强度值，方可组织拆除作业 。
4.3.1钢支撑拆除顺序
B6、B7结构段：浇筑垫层、底板——拆除第二道支撑。
A1至A3结构段：浇筑垫层、底板——拆除第二道支撑。
勾连工程预留段：浇筑垫层、底板——拆除第四道支撑，浇筑内衬、隔墙及加腋板至第三道支撑下300mm处——留撑架设完成后拆除第三道 支撑，浇筑内衬剩余部分及顶板——拆除第二道支撑。
标准段结构：浇筑垫层、底板——拆除第四道支撑，浇筑内衬、隔墙及加腋板至第三道支撑下300mm处——拆除第三道钢支撑，浇筑剩余侧 墙及顶板——拆除第二道支撑。
4.3.2钢支撑及活动端的拆除
利用吊车钢丝绳（局部搭设脚手架）支托钢支撑及活动端→另一部吊车把千斤顶放到原支撑点→用千斤顶支顶钢支撑→焊断钢支撑与活动端 的预应力固定焊板→千斤顶逐步回油卸力→移走千斤顶→钢支撑和活动端连接牢固→钢支撑平移→起吊钢支撑→调整钢支撑方向→吊至地面 或指定区域分解吊装→循环工作。
4.3.3钢牛腿的拆除
吊车根据现场情况沿坑边和支撑位置布置吊车停放点。和支撑形成T字形，用吊具在钢牛腿上固定吊点后，让吊具受力，停止起吊。按照从 下到上，由中间向两端依次拆除各点螺栓。螺栓全部拆除后，用吊车将拆除的钢牛腿吊到坑外，吊装到运出车辆上，运出到指定地点。
4.3.4局部拆除部位支撑架体的搭设
为保证支撑梁在拆除过程中的安全性，防止在拆除中突然塌落及落下，对局部支撑应采取在支撑梁下部搭设钢管架体的防护措施。
5结语
深基坑开挖和钢支撑结构的技术设计都是复杂的操作步骤。尤其是在钢支撑框架的编制和实施中，必须以可以实现设计完整性及分布应力平 衡性为基础，有必要实现深基坑支护的质量，达到人民群众的生命安全和财产安全的目的。
参考文献
[1]JGJ120-2012.《建筑基坑支护技术规程》.[S]
[2]DG/TJ08-61-2010.《基坑工程技术规范》.[S]
[3]GB50299-2003.《地下铁道工程施工及验收规范》.[S]
论文作者:施斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第20期
论文发表时间:2018/9/12
标签：基坑论文; 土方论文; 预应力论文; 结构论文; 区段论文; 标段论文; 底板论文; 《基层建设》2018年第20期论文;