临近地铁的深基坑反力桩支护结构施工技术

杨建明 刘 亘 王 震 陆德高

(中国建筑第五工程局有限公司，湖南 长沙 410000)

1 工程概况

1.1 建筑及结构概况

恩瑞万豪酒店项目位于长沙市岳麓区金星中路与枫林路交汇处东北角，龙王港河西岸，地上设计有1座附带4层裙楼的149.8 m高酒店塔楼(地上35层)、1座65 m高的住宅12号栋(地上21层)。本工程总用地面积10 890.14 m2，总建筑面积约97 856.23 m2，地下3层，-3层局部为人防结构，基础埋深约15 m，采用筏板基础。

1.2 工程难点

长沙轨道交通2号线从本项目南侧地下穿过，基坑支护边距地铁隧道外侧最近5.5 m，同时地铁2号线处于运行状态，对支护变形限值要求极高[1]，如图1所示。

因有地铁穿过，该侧支护未设计锚索，支护设计为悬臂桩[2]，采用反力桩内支撑结构[3]，共设计钢管内支撑23根，钢管直径A609 mm，间距为3 m时，壁厚采用10 mm，钢管轴力1 950 kN；间距为4 m时，壁厚采用14 mm，钢管轴力2 650 kN，钢管内施加的预应力为1 600 kN。钢管底部支撑通梁位于地下室筏板面，顶部支撑点为支护桩腰梁，施工技术难度较大，施工组织要求高。

若仅依靠反力支撑控制支护变形，反力支撑需在地下室结构完成，并进行肥槽回填后方可拆除，但同时，该区域地下室-3层为人防结构，由于钢管支撑穿过-2层楼面(人防区楼板)及-2层外剪力墙。施工时需要在楼板、外剪力墙留设大量的孔洞，既不利于人防结构浇筑的整体性，也不利于外墙防水的施工质量控制。

2 施工处理方法

为保证基坑变形在限值范围内，同时人防区域一次性施工，不留后浇洞口，本工程将1区南侧-3层外剪力墙与支护桩间的空隙采用钢筋混凝土结构与外剪力墙同时浇筑，总厚度不小于1 500 mm，外侧配置竖向C28@100 mm，水平C16@200 mm，拆除钢支撑前，剪力墙内侧使用16号工字钢间距1 500 mm做换撑[4]。局部600 mm厚筏板处加厚筏板不小于墙体厚度，底板板底配筋不小于墙体配筋。待剪力墙混凝土达到100%强度以及剪力墙内侧换撑型钢支撑完成后，按照跨度分区段将钢支撑拆除，随后进行后续地下室结构施工，无需穿过人防区域楼板及剪力墙。

2.1 施工工艺流程

2区筏板施工(1区预留斜坡土方)→2区反力通梁施工→(反力通梁混凝土强度达到80%)钢管内支撑安装→1区预留土坡及筏板施工→1区外剪力墙施工(仅外墙)→(外墙混凝土强度达到100%)内侧换撑型钢支撑完成→钢管支撑分区拆除→1区-3层结构施工→地下室结构施工。

2.2 施工步骤

2.2.1筏板浇筑,反力支撑底部支撑梁浇筑

2区筏板浇筑完成后开始支模浇筑底部反力通梁，底部支撑梁采用C40混凝土(加早强剂)现浇，浇筑前根据确定好的钢管位置预埋焊接板。因钢支撑与水平面夹角为24°，预埋钢板平面与水平面夹角控制为66°，见图2。

2.2.2钢支撑[5]安装，钢支撑预应力轴力[6]施加

通过现场测量确定钢支撑安装准确长度下料加工，采用50 t汽车吊现场安装；所有钢材间焊缝高度hf≥8，角焊缝质量等级为三级，坡口焊焊缝质量等级不低于二级；预应力轴力施加流程：钢支撑安放到位后，吊机将液压千斤顶放入活络端顶压位置，接通油管后开泵，按设计要求主机施加预应力。预应力施加到位后，放入钢锲块并烧焊牢固以固定活络端，见图3。

2.2.3支撑区斜坡土方开挖及外运

采用1台长臂挖掘机放置于基坑侧道路，将斜坡土方开挖并外运。基坑内放置1台～2台小型挖掘机负责斜坡内土方的开挖，遇上中风化岩层难以开挖的，采用静态爆破后开挖，见图4。

2.2.4反力支撑区域筏板施工

如果筏板厚度小于加厚的外墙厚度，则筏板厚度需要增加，确保筏板板厚不小于加厚区的外墙厚度；筏板侧墙砖胎膜砌筑370 mm厚至拟定浇筑的加厚外墙顶标高，内侧抹灰后进行防水卷材施工；砖胎膜与支坑壁之间的空隙采用砂浆或素混凝土填实。外剪力墙反坎：按照原墙厚度留设350 mm，埋设止水钢板。反坎混凝土与筏板混凝土同时浇筑，见图5。

2.2.5加厚外剪力墙施工，内侧型钢支撑施工

加厚外墙采用单边支模施工[7]，施工前在底板和墙体内侧钢筋面分别预埋400 mm×400 mm×10 mm的焊接钢板，用于焊接型钢支撑，预埋板水平间距为1.5 m。加厚外墙与楼板分开浇筑，外墙采用单边支模先浇筑完成，浇筑高度位于楼板以下1 m(影响梁的高度)位置。外墙浇筑前，型钢支撑焊接完毕，将型钢支撑与剪力墙模板体系通过焊接连接，起到支撑单边模板的作用，见图6。

2.2.6钢结构支撑拆除，地下室结构施工

采用50 t吊车配合塔吊进行钢支撑拆卸；塔吊配合部分拆卸材料吊运；当层剩余墙柱及梁板结构浇筑，后续结构开始施工；钢支撑拆除后，底板面的钢筋混凝土通梁需要进行破除，采用人工风镐破除，钢筋采用氧气焊切割，见图7。

2.3 施工控制要点

在反力桩支撑安装及拆除过程中，必须做好以下控制措施：1)基坑变形监测；2)钢管在支撑点的预埋件精准定位；3)钢管焊接质量控制；4)钢支撑的受力情况监测；5)钢支撑的卸荷拆除时间及条件。

3 施工效果

施工期间，安装于长沙地铁二号线内的变形监测设备及现场基坑变形监测点所测得的变形数据均较平稳，无明显突变，且累计变形量未超出限值，未出现监测报警情况，基坑变形整体稳定，基坑支护安全可靠。同时人防区域楼板和外墙实现了一次性整体浇筑，保证了人防区域的结构施工质量。

该施工方法在复杂的施工条件下便于操作，施工安全性高，通过合理安排主体结构的施工顺序、钢支撑的安拆时间，并对局部节点进行设计优化，保障了施工期间深基坑安全，同时也未对近邻的地铁2号线正常运营造成任何影响。最大程度上减少了对主体结构施工的影响，保证了地下室人防区域楼层板与外剪力墙施工的整体性，避免了因支撑穿插结构引起的外墙渗水等质量隐患，有效保障人防结构施工质量。

4 结语

以恩瑞万豪酒店项目为例，介绍了在临近地铁施工且有人防地下室结构的双重约束下所采用的施工处理方法，将近邻地铁隧道变形量控制在允许范围内，确保了长沙地铁2号线的正常运行，同时保证了工程施工质量和深基坑安全。结论为本工程采用预留土、反力支撑和换撑的施工处理方法切实可行，具有良好的社会效益和经济效益，可作为类似施工条件下深基坑施工的优选方案，为类似工程提供了经验和参考。