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摘要：某基坑工程开挖面积2.65万m2，开挖深度20m，局部核心筒位置开挖深度约26m，属于典型的超大、超深基坑工程。针对周边紧邻地铁隧道及超高层建筑物，通过优化基坑设计与施工技术、选择合理基坑支护体系、优化支撑布布设点、加强基坑水位观测、采取壁后袖阀管注浆、合理布置基坑开挖顺序、信息化监测管理等加固措施，确保了基坑施工期的安全，降低了基坑施工对周围环境的影响，安全有效的完成了支撑施工、出土及支撑拆除等工作，为后续主体工程施工奠定了基础，提供了类似基坑工程参考经验。
关键词：超深基坑；咬合桩支护体系；土方开挖；基坑便桥
1引言
随着国家发展的不断深入，城市中心建筑密集度越来越高，相互之间的影响也日益密切。因此，本文将结合实际项目案例，从基坑支护设计、基坑支护施工、施工方案优化、基坑信息化监测等具体过程进行研究和分析，介绍了基坑设计与施工过程中关键技术，确保基坑施工安全。
2背景工程概况
2.1基坑概况
背景工程基坑宽约104m，长约253m，周长约706m。支护桩采用咬合桩兼作止水帷幕，桩径为1.4m，间距为2.2m，桩长入基坑底部10m以上且入中风化及微风化岩2m，配筋桩与素混凝土桩咬合距离30cm。支撑系统采用3道钢筋混凝土结构，每道支撑有2跨对撑，2跨角撑，混凝土强度等级为C35，立柱采用钢管混凝土立柱，柱下旋挖桩基础，立柱作为支护体系的竖向传力体系，立柱钢管为钢管。
2.2周边环境
基坑西侧邻近地铁10号线，基坑北侧与写字楼用地范围仅相隔一条双向两车道城市支路，并存在雨水管等地下管线；基坑东侧北部为一高层住宅，东侧中部及南部均为本项目二期用地，办公楼与基坑距离约43m。
2.3水文地质概况
本场地常年水位埋深在1.00m~3.00m之间，标高在12.56m~14.65m之间，场地地下水位年变化幅度约1.2m~3.5m。
人工填土地表主要为①1杂填土及①2素填土，以粘性土为主，混合少量砂砾，土质较均匀，厚度变化较大，物理力学性质不够均匀，工程性质较差，承载力低，透水性强，抗剪强度低，受水易软化、变形，其承载力明显降低。
3工程重难点
基坑可利用施工空间范围小，当基坑在进行土方开挖及支撑施工时，对车辆、坡道等要求极高。因此，如何做好有限场地内机械材料、劳动力、平面动态布置及管理措施，直接影响整个基坑工程项目的顺利完成。
4主要施工技术
4.1支护结构设计与施工
本项目支护结构选用咬合桩与钢筋混凝土内支撑组合形式，咬合桩兼作止水帷幕。鉴于基坑支护安全性等级为一级，破坏后果严重，支护结构采用全落底式进入中风化或微风化2m，为保持支护桩施工垂直度偏差、桩间咬合搭接质量，选用XRS系列旋挖钻机，并以钢筋笼辅助方法控制桩孔垂直度，内撑梁施工时，当混凝土梁强度达到设计强度后，进行下层土方开挖。
4.2支撑布置优化
在基坑支护结构东侧第一道支撑梁上增设施工便道，施工便道设计荷载40t，同时在为满足施工现场材料机具堆放要求，支护结构第一道支撑梁上其西南北侧三个方向上均设置有堆载平台，平台设计荷载30Kpa，满足现场施工平面布置要求。
4.3基坑降水及土方开挖
4.3.1基坑降水
本基坑降水井全部为管井，根据地下水含量，按每12000m2布置一口井，管井数量为21个，降水井直径采用DN1200，管井深度为坑底以下3m，井与井之间的距离约为30m，根据现场实际情况进行调整；管井结构直径为800mm，管井结构周围级配碎石反滤层厚度为200mm，井底800mm高度为级配碎石反滤层。
4.3.2土方开挖
在土方开挖过程中，应综合考虑施工现场坡道、降水井、支撑梁、场内通道运输道路等情况，设置1#、2#放坡坡道，并依据坡道及内支撑相对位置平面图设置分块挖土作业区（图1）。
图1 出土坡道及土方开挖分块
本工程含有三道内支撑，土方开挖采用阶梯式推进分层开挖施工，开挖厚度控制在2m以内，坑内水位根据分块区域始终保持在土体以下0.5~1m。1#坡道与2#坡道处土方同时开挖，车辆出土通道如图4所示，其中1#坡道处土方开挖顺序为A→B→C→D→E→F，2#坡道处土方开挖顺序为G→H→J→K→L→I，当土方开挖到内支撑标高以上200~300mm处，挂网喷射混凝土护面，土体碾压密实并浇筑垫层，及时制作支撑梁，支撑梁混凝土采用7天早强混凝土，前后工序紧密衔接，从而有效缩短基坑无内撑时间，减小基坑变形量。
4.4拆换撑与基坑监测
4.4.1拆换撑
本基坑工程拆撑施工具有拆除工作量大、基坑变形控制要求高、周边环境复杂等特点。因此，支撑拆除运用先张法预应力混凝土放张原理，将混凝土联系梁切割卸荷，用膨胀剂将混凝土胀裂，再采用静力切割方式进行切割，并用风镐破碎成不大于20cm20cm20cm混凝土块均匀分布于楼板，然后清运出场。
4.4.2基坑监测分析
靠近10号线车站及区间隧道垂直位移单次变化量最大值为1.58mm，累计位移最大值为2.87mm，均在报警值5mm范围内。
周边建筑物最大沉降速率0.01mm/d，累计最大沉降量为1mm，未超出累计控制值20mm；周边管线沉降最大速率0.5mm/d，最大沉降量28mm，累计控制值30mm，未超过累计控制值30mm。
第二、三道S1、S2型型支撑轴力最大速率为72KN/d，累计最大轴力12823.8KN，未超出累计控制值18000KN，其变化最大速率及累计最大值均未超过累计控制值。
5结束语
根据工程项目特点，施工场地小、环境复杂、工期紧张等特点，在施工前期，项目精心组织施工，优化支护结构设计，合理布置降水井，土方开挖坡道及采用阶梯式土方分块开挖方法，有效克服了施工现场作业面不足，提高了出土、拆换撑效率，高效完成了超深基坑工程施工，有效控制了基坑沉降与变形，确保了基坑的安全稳定性，既降低了经济成本，又满足了支护结构安全和工期的要求。通过监测数据的反馈与分析，各项技术指标均满足现场施工要求，达到了对基坑自身及周围环境保护的目的，为类似工程提供了一定的参考价值。
参考文献：
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[2]陈慧丽，赵西宇.探讨高层建筑深基坑支护施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015（12）：56-57.
[3]关绍忠.高层建筑工程深基坑支护施工技术探讨[J].江西建材，江西建材，2016（9）：103.
论文作者:龚俊,徐攀,冯豪,夏杰
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/23
标签：基坑论文; 土方论文; 坡道论文; 混凝土论文; 管井论文; 工程论文; 结构论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;