大型超深基坑工程施工技术

于 敏（中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙410004）

大型超深基坑工程施工技术

于 敏（中国建筑第五工程局有限公司，湖南长沙410004）

结合具体工程，介绍了在中心城区多高层建筑与重点建筑群等复杂周边环境下的大型超深基坑工程施工技术，重点对基坑支撑、分层土方开挖以及工程降水等方面的施工方法与技术进行了详细的研究，提出了较为科学的施工技术。经工程实践证明，此类技术取得了较好的效果，能够为其他同类型的工程项目提供技术参考。

超深基坑；施工技术；土方开挖；支撑技术

1 工程概况

苏宁广场工程位于徐州市鼓楼区，工程基坑面积约40895m2，周长约870.2m，代表深度15.700m，A塔楼核心筒开挖深度17.550，B、C、D、E塔楼核心筒开挖深度16.550m。总土方量：62.84万m3，采用自卸汽车运至预定弃土点，运距约为20km，设置有支撑，共分为4个土层，原地面标高-1.00m，第一层土方开挖高度：2.475m；第二层高度：5.80m；第三层高度：4.00m；第四层高度：3.55m。

1.1 周边环境

该工程位于徐州市最繁华的商业商务核心地段，工程西至彭城路，与彭城广场相邻，基坑距离彭城路最近点距离为4.38m；北靠河清路，基坑距离河清路最近距离为5.23m；对面为徐州第二中学，南侧为淮海东路商业区，基坑距离淮海东路商业区最近距离为11.47m；东接内支路文学巷，基坑距离文学巷高层地下室最近距离为14.93m，有华夏银行等3座34层高层，最高楼座高度138.46m。

该工程的基坑地理位置及周边环境见图1。

图1 工程地理位置图

1.2 地质资料

深基坑开挖范围土质情况：

1.2.1 填 土

①-1杂填土：层厚：1.2～8.0m。

①-2素填土：层厚：0.5～5.3m，层顶埋深：1.2～5.0m。

①-3淤泥质填土：层厚：1.5～7.6m，层顶埋深：1.8～8.0m。

①-4杂填土：层厚：1.0～10.4m，层顶埋深：4.6～11.7m。

1.2.2 全新统粉土、砂土

②-1粉土：灰黄色，层厚：0.5～6.2m，层顶埋深：10.0～14.8m。

②-2粉砂：灰黄色，层厚：0.5～6.5m，层顶埋深：9.7～14.7m。

1.2.3 上更新统粘性土

③粉质粘土：黄褐色，含量5～10%，粒径2～5cm不等，底部含少量风化岩块，层厚：1.0～14.5m，层顶埋深：10.0～21.0m。

1.2.4 基岩（下寒武系馒头组）

④-1B强风化泥质砂岩与泥岩互层：紫红色，风化强烈，局部成土状。层厚：1.1～2.0m，层顶埋深：23.0～23.3m。

④-1C强风化粉砂岩：灰黄色，层厚：0.9m，层顶埋深：23.3m。

④-2A中风化灰岩：灰白色、肉红色，层顶埋深：19.4～29.8m，该层最大钻入深度16.0m。

④-2B中风化泥质粉砂岩与泥岩互层：紫红色，层厚：2.0～15.6m，层顶埋深：23.0～32.2m。

④-2C中风化粉砂岩：灰白色，层厚：1.4～5.8m，层顶埋深：22.2～26.0m。

2 工程特点与难点

2.1 地理位置显要（闹市区），安全文明施工和环保要求高

（1）工程地处市中心，临近居民区、学校，噪音控制要求紧；

（2）文明施工要求高；

（3）材料运输，土方及渣土外运等只能在晚上9：00～次日5：00进行，时间限制严格，交通组织难度大。

2.2 工程占地面积大，施工可用面积小，现场平面管理难

该工程施工占地面积约4.4万m2，但基坑边线距建筑红线一般为3～5m，在地下室结构施工阶段可用场地面积狭小，给现场的平面布置和交通组织带来极大挑战。

2.3 基坑支护结构复杂，土方工程量大，施工周期长

该工程基坑土方开挖量达63万m3左右，基坑采用工程桩围护及混凝土支撑形式的支护结构，工程量很大，且需要同桩基施工穿插进行，施工周期长，需保证开挖过程中桩基不受影响。周边建筑物和城区主干道临近基坑，故对基坑土方开挖和基坑变形监测是施工中的重点和难点。

3 基坑施工

3.1 基坑支护系统施工

基坑采用钻孔灌注桩结合现浇钢筋混凝土支撑体系。围护桩采用一排钻孔灌注桩，（含 φ800＠1000钻孔灌注桩，φ1000＠1200钻 孔 灌 注 桩 ，φ1100＠1300钻 孔 灌 注 桩 ，φ1200＠1400钻孔灌注桩四种），钻孔灌注桩外侧设单排φ850＠1200旋喷桩防水止土；局部区域钻孔灌注桩与三轴深搅桩之间采用三重管高压旋喷桩充填，旋喷桩深度同三轴深搅桩。整个基坑布置三道钢筋混凝土支撑。

基坑土方开挖至要求标高时，及时进行支撑体系的施工，针对本工程的三道混凝土内支撑，按照以下流程施工。

土方开挖至混凝土支撑梁底→凿开支护结构与围檩的连接面、支承桩清理→钢筋混凝土支撑垫层施工→绑扎支撑钢筋→支立侧模板→浇筑混凝土→养护、拆模、清理。

（1）土方开挖后，立即采用人工配合空压机凿除支护桩桩顶的残渣及浮浆，凿除后的桩顶标高必须保证进入支撑梁5cm，凿除后的残渣必须立即清理干净，并将桩头用水冲洗干净。桩头处理完毕后，随即调直钢筋，进行支撑梁梁底垫层混凝土施工。当土方开挖至第二道、第三道混凝土支撑底时，凿开围护桩保护层露出围护桩基坑内侧主筋，凿开桩身长、宽同围檩高度，凿开后及时清理浮渣。

图2 支撑横梁与支护桩连接图（二）

（2）钢筋混凝土支撑梁和围檩梁的底模（垫层）施工，采用基坑原土填平夯实后浇筑素混凝土垫层，然后加覆盖尼龙薄膜，作为支撑施工垫层。

（3）支撑钢筋绑扎工艺流程

划钢筋位置线→运钢筋至支撑梁部位→绑扎支撑梁钢筋。

穿次梁的下部纵向受力钢筋及弯起钢筋，并套好箍筋；放主次梁的架立筋；隔一定间距将架立筋与箍筋绑扎牢固；调整箍筋间距使间距符合设计要求，绑架立筋，再绑主筋，主次梁同时配合进行。

3.2 土方施工

3.2.1 土方施工

桩基础以栈桥为界分为四个施工区域，分别为：一、二、三、四区。

一至三层水平施工段的划分根据本工程基坑内支撑所在位置划分如下施工区：A区、B区、D区、E区、ZQ区。

第四层土方开挖水平区段的划分：根据施工合同工期要求和地下室底板施工顺序，第四层土方开挖施工区段的划分以标段以及后浇带位置作为划分。塔楼部分依次划分为A-1～2、B-1～4、C-1～2、D-1～3、E-1～3共11个区；裙房Q1-1～6、Q2-1～4划分为10个区。

根据基坑实际情况，采用“大基坑、小开挖，对称开挖”的原则，采取“从基坑东西两侧向基坑中间位置对称开挖；开挖土方竖向分为四层进行，采用“盆式开挖”严格遵循“分层分段、留土护壁、限时对称开挖”的原则施工，围护体无支撑暴露时间控制在48h以内。

深基坑工程的施工顺序：工程桩→混凝土灌注支护桩→基坑挖土准备→第一层土方开挖→基坑第一道混凝土内支撑施工→第二层土方开挖→基坑第二道混凝土内支撑施工→第三层土方开挖→基坑第三道混凝土支撑施工→第四层土方开挖（坑中坑土方开挖）。

图3 土方分层开挖示意图

根据工程的特点以及参考周边城市建筑结构和地质情况类似工程的经验做法，采取土方开挖设备通过土坡下到基坑内挖土外运加栈桥平台相结合的方式的出土方式，在一、二层土方开挖时基坑内修建四座土坡用于出土。

第一、第二层土方通过坑内土坡出土。

第三、第四层土方的塔楼区域采用栈桥出土。

第三、第四层两侧非塔楼区域采用一、二道支撑之间的坡道下基坑辅助出土。

3.2.2 基坑栈桥施工

栈桥主要集中在中部十字交叉位置，在第一层土方开挖时，先对十字交叉的栈桥位置进行开挖，在开挖至第一道支撑底标高时开始进行此部位栈桥的施工，如图1：

在第一层土开挖分为五个区段，第一区段第一层土挖至栈桥底标高，开始进行一区段栈桥施工，二、三区段由于立柱桩较少，且此两个区段面积较小，在一区段开挖完成后进行二三区段土方开挖、圈梁及支撑梁施工。

开挖第一层土方，栈桥开挖深度1.9m，开挖宽度26m，按照1：2.5放坡保持栈桥两侧土方稳定，首次开挖栈桥延长米为400m。

开挖圈梁部位、凿除支护桩顶混凝土至栈桥底标高——基坑土方开挖至栈桥梁底的垫层底面——凿开栈桥与钢立柱连接面、支承桩清理——钢筋混凝土支撑垫层施工——栈桥梁钢筋绑扎、支模板——中间位置土方回填、栈桥板垫层——绑扎栈桥板钢筋——浇筑混凝土——养护、清理。

在一区段栈桥开始施工时，开始进行二、三、四、五区段土方开挖，开挖完成后做角支撑，为保证后续开挖施工的进行，栈桥施工时留4组同条件试块，在3d、7d进行试压，判定栈桥可投入使用时间.

3.3 降水

场内共设置130口降水井，按开挖区域，依据土方施工安排，分区域重点降水。

降水在每层土方开挖前2周开始，为尽量不影响基坑内其他施工，将降水井不规则分组，每组降水井采用倒井法降水，坑中心降水井内的水倒至基坑四周井内，基坑四周井内的水最后抽出，直接排到坑外排水沟内。在降水过程中记录稳定后的液面至开挖后坑底的实际高度，降水过程中，在条件允许的情况下，可适当降低下泵深度，最终达到稳定后的液面至开挖后坑底的实际高度为2.0m，降水的整个过程，都要注意地下水位的变化，要保证降水井每次降水水位不得大于基坑分层开挖深度以下2.0m。

降水过程中应监测是否水质浑浊、水位反弹以及久降不下的情况，如有，立即停止降水并进行原因分析并采取相应措施。

4 结语

对于受到场地狭小、周边环境复杂等因素的影响的超深基坑工程，特别是包含多层复杂支撑系统与施工栈桥的基坑工程，通过以上技术在工程实施过程中的应用，较好的解决了此类项目在实施过程中的技术重难点，实践证明，以上施工技术确实可行。

[1]周 涛.大型超深基坑工程的环境保护技术[J].建筑施工，2011（07），531～533.

[2]张 职.闹市区超深基坑施工的环境保护技术[J].建筑施工，2008（08）：642～644.

[3]卫 芷.大型超深基坑工程综合施工技术[J].山西建筑，2012（04）：82～83，186.

[4]李友龙，董洪信，赵中省.建筑工程深基坑降水方案设计[J].地质学刊，2011（01）：78～81.

TU753

A

2095-2066（2016）24-0141-02

2016-4-28

于 敏（1979-），男，工程师，本科，主要从事建筑施工工作。