宽大异形基坑支护施工技术

内容摘要：明挖法为地铁施工较为常见施工方法，但是6线并行、跨度大、坑中有坑的异形基坑的明挖区间还是较为罕见。如何做好基坑土方开挖和各类基坑支护的衔接，加快施工进度，保证基坑施工质量和施工安全，是基坑施工的主要课题。

关键词：宽大异形基坑； 二级基坑； 施工技术

1、工程概况

北京地铁9号线郭公庄站站后折返线区间位于北京市丰台区，正线区间出郭公庄站后设折返线并向南延伸，房山线区间在站台外侧，左右线在站台北侧分别设单渡线与9号线相接，房山线正线向南转向西至世界公园站，郭公庄站南端约70m为车辆段出入线区间起点，车辆段出入线区间向南转向东后进入车辆段。区间平面图见图1郭公庄站站后折返线区间围护结构平面图。

区间主体结构横向为地下一层箱形框架结构。基坑深约16～26m，采用φ1000@1400mm钻孔灌注桩做为基坑支护结构，桩顶设冠梁，桩间采用挂网喷射混凝土保持桩间土稳定。沿基坑竖向设三至四道锚索，基坑内底标高不同处采用土钉墙作为二级基坑支护。

2、工程地质、水文、环境情况

本段线路土层分布较为稳定，自上而下依次为人工填土、新近沉积土层、第四纪晚更新世冲洪积地层。站后折返线区间结构主要在圆砾层和圆砾卵石层，底板坐落在圆砾卵石层上。

本段线路受地质成因与古河道控制，地下水类型为潜水。深部卵石层中赋存的地下水具弱承压性。潜水赋存于中下部卵石层中，沿线潜水水位标高在19.03～24.00m之间，水位埋深在21.49～28.30m之间。主要接受大气降水补给和侧向径流补给，主要以人工开采方式排泄，受北京市地下水开采降落漏斗的控制，地下水流向自西向东北方向流动。结构底板埋深15～20m，地下水水位埋置较深远低于结构底板，初步判断可不考虑降水措施。

3、基坑围护方案及施工方法

3.1基坑围护方案

郭公庄车站站后折返线区间主体结构型式为地下一层单跨或多跨箱形框架型式，采用明挖法施工，区间围护结构采用Φ1000@1400mm钻孔灌注桩加2～5道锚索的支护型式，基坑内底标高不同处采用土钉墙作为二级基坑支护。

3.2主要分项工程施工控制要点

3.2.1围护桩施工

（1）钻孔

①围护桩施工前应准确定位，防止侵入结构，影响结构施工。

②根据地质情况，选择正确的成孔施工工艺，是保证成孔的关键。

③合理选择钻头直径，有效控制成孔直径，控制施工成本。

④根据地层状况，调整泥浆浓度，保证孔壁稳定。

⑤严格控制成孔深度，保证围护桩埋置深度，确保基坑稳定。

（2）钢筋笼制作安装

①钢筋笼必须严格按照设计图下料制作，焊接牢固。

②钢筋笼采用汽车吊整节吊装。吊装时应采用多点吊装，吊点加强焊接，防止钢筋笼变形。

③钢筋笼应准确定位，悬吊牢固，做好钢筋笼防上浮措施。

（3）围护桩水下混凝土

①水下混凝土必须连续灌注，混凝土到场必须进行验收，检查混凝土的和易性、坍落度。

②混凝土灌注导管的提升必须保证导管埋置深度，防止断桩。拆管时导管拔出不要过快，防止泥浆灌入桩心。

③严格控制混凝土灌注高度，保证桩顶混凝土质量。

3.2.2土方开挖

基坑土方开挖根据基坑深度、宽度不同，可采取台阶法和拉槽式开挖，土方开挖后应即时施作桩间网喷混凝土支护，架设钢围檩、钢支撑或施工锚索。

3.2.3桩间网喷混凝土

（1）钢筋网片采用膨胀螺栓固定在围护桩上，安装牢固，防止网喷混凝土倾覆。

（2）喷射混凝土表面应大面平整，便于防水施工。

3.2.4锚索

（1）根据地层选择钻机成孔，保证成孔质量和施工进度。

（2）严格安装施工图和规范要求进行锚索下料加工，保证锚索长度。

（3）严格控制注浆量，保证锚孔注浆饱满。

（4）严格控制锚索张拉和锁定拉力。

3.2.5钢围檩安装

（1）钢围檩分段安装，节段间需等强连接，保证钢围檩连续。

（2）钢围檩与围护桩间空隙必须采用细石混凝土回填密室。

（3）必须采取防坠落悬吊措施。

4、工程重点难点及应对策略

4.1施工重点

⑴确保基坑稳定性是施工重点

由于采用明挖法施工，基坑施工期间的安全是本工程的一个重点，因此关键是要确保明挖基坑的稳定，不出现坍塌事故，特别要注意以下几点：

①为保证基坑安全，必须作好基坑渗流截堵措施，基坑周围地表硬化，并作好相应的排水沟，确保地表排水顺畅，特别应防止地表积水下渗。

②基坑开挖过程中，严格土方开挖管理，强调内支撑及时施作。

③由于车站主体基坑采用多层接力开挖法，因此需要考虑沿基坑纵向的边坡稳定，防止在坑内沿基坑纵向产生滑坡，导致基坑坍塌。

④在所有的监测项目中，特别强调对围护桩水平变形的监测和支撑轴力的监测，并根据围护桩水平变形监测数据实时调整支撑措施。

（2）围护结构施工是重点

车站主体围护结构采用灌注桩+预应力锚索的形式作为支护体系。在卵石层中施工预应力锚索、灌注桩，其施工难度较大，围护结构施工质量及进度是本工程的一个重点，需要采用合适的施工工艺和施工机械设备进行施工。

预应力锚索成孔钻机采用DHR80-A1型钢套管钻机钻进成孔；钻孔桩采用旋挖钻机成孔，在①～②5层采用普通钻头钻进，在卵石⑤层及卵石⑦层采后短螺旋钻头钻进。

施工过程中根据现场施工情况，组织足够数量的上述各种施工机械，确保满足业主进度要求。

⑶施工组织管理与协调是重点

由于受拆迁影响，实际开工日期比合同工期滞后很多，为满足业主节点工期要求，需多项专业交叉施工，施工组织协调工作量大，如何统筹安排，精心组织，优化配置，减少矛盾，使得每个工作面协调推进，每道工序衔接紧凑，安全、优质、按期完成施工任务，是本工程的又一项重点。

主要对策：

①项目经理对资源分解和进度调节全面负责，选派有经验的施工技术人员、管理人员和技术熟练的专业施工队伍。

②在组织机构中设立前期专项工作部，负责对外的专项工作协调。

③建立值班经理和值班工程师制度及早例会制度，做到每班、每个工点都有值班管理人员和技术人员在施工现场，及时处理施工中出现的各种问题，强化施工现场管理，保证施工井然有序。

④优化施工方案，采取有效措施，保证质量、安全和工期目标的实现，在施工过程中充分考虑各专业工程之间的协调配合问题，做到组织有序合理施工，避免相互冲突。

4.2技术重点

（1）基坑阳角处两侧锚索容易造成相互干扰

策略：如图2所示，与阳角处第一桩相邻的锚杆，与钢围檩水平夹角51°。锚杆与钢围檩水平夹角由此桩向两侧渐变至90°。每根锚杆调整水平夹角1°。

（2）土方开挖，一级基坑中施工二级基坑。地基层高低起伏，且部分为回填土。

策略：

①开挖前准备工作：熟悉图纸，不断跟进加密基坑内高程点.开挖前提前在围护壁画出开挖槽底标高，以便控制。

②基坑内底标高不同处采用土钉墙作为二级基坑支护。严格控制每层的开挖深度，杜绝超挖。

③当房山线下穿段施工完成，结构达到回填条件，开始土方回填。回填遵循分层回填，碾压密实的原则。

6、总结：

地铁区间工程采用明挖法比较广泛。对于宽度大，深度深的明挖基坑采用围护桩+锚索进行维护，既能有效的克服重型钢支撑支护的吊装和结构施工时支撑转换的难题，又能克服架设支撑后对结构施工的影响。该围护方法加快了施工进度，保证施工质量，确保施工安全，对于深大基坑的支护设计和施工具有指导作用。

罗文江 1980年10月11日 汉族 贵州省平坝 工程师。