超大型深基坑土方开挖技术

2015-09-18

建筑施工 2015年4期

中建八局总承包公司上海 200135

1 工程概况

背景工程是杭州国际奥体博览中心的启动项目，位于奥体博览中心用地内东北角。地块西侧距钱塘江堤约800 m，东北临青年路，东南临滨江二路，西北侧与奥体博览中心规划体育馆、游泳馆地块及地铁上盖物业用地毗邻，西南侧衔接七甲河景观带。总用地面积19.024 6 hm2。

本工程±0.00 m相当于黄海高程7.20 m，施工场地三通一平完成，场地标高平均为-1.00 m。地下水位较高，主要为潜水层，丰水期水位平均埋深在0.55～3.6 m，平均水位绝对高程为5.12 m；最大开挖深度约12 m，开挖深度内土层均为饱和粉砂性土；地下水受粉砂性土层内水平向层理构造影响，渗透运动以水平向为主，渗透系数3.25×10-4cm/s。

2 挖土施工重、难点分析

2.1 工程特点

1）基坑面积大，挖土需结合护坡、锚索施工；分块开挖，取土需挖土机翻运和驳运。

2）地下室承台多，工程桩较密，挖机作业难度大，需配合大量人工清土，影响挖土工期。

3）护坡、锚索分段施工、养护需要时间，影响挖土工期。

4）本工程土方工程堆置点距现场较远，土方外运受交通影响。

5）基坑开挖较深，须分层开挖，给挖土造成了一定困难。

2.2 重点

1）本工程基坑面积很大，达到167 670 m2，基坑施工周期长，跨越雨季、台风季，对于基坑施工的安全是很大的挑战。对于有可能出现的基坑安全问题，尽量做到提前策划、提早预防，确保施工过程中安全施工，严防安全事故发生也是本工程的重点之一。

2）本工程土方量达到180万 m3，如何确保土方的有序开挖及外运、保证在土方开挖阶段的基坑安全是本工程的重中之重。

2.3 难点

本工程基坑面积大，各阶段施工周期长。如何合理安排土方开挖顺序、划分土方开挖区段、设置基坑内施工道路等作业流程是该工程的主要难点。

3 土方开挖施工

3.1 施工区段划分

3.1.1 总体挖土区段划分

根据底板后浇带位置及地下结构总体施工顺序，将土方开挖分成6 个大的区段，由西向东分别为Ⅸ区、Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区，除Ⅸ区从北向南分成2 个区段外，其余各区由北向南分成4 个区段进行土方开挖，如图1所示。

3.1.2 挖土区段细分

由于本工程基坑面积大，为保证地下结构施工阶段现场材料的水平运输，在2-2段处设置宽18 m施工便道（包括临时材料加工场地），在3-2段处设置宽9 m施工便道，具体位置如图2所示。

3.2 总体开挖流程

图1 总体挖土分区

图2 挖土分区细分

挖土遵循“大基坑、小开挖”的原则，总体开挖采用“环岛式”挖土，即各挖土分区先沿基坑边开槽施工压顶梁和锚索，再整体开挖土体。将Ⅲ区土体预留（挖至-6.20 m），以Ⅲ区的轴线作为分界线，将本工程基坑分为东、西两个子基坑进行土方开挖。每个子基坑按照压顶梁、锚梁的位置分层挖土，共分4 层进行挖土。第1层挖至-4.0 m标高，第2层土体挖至-6.20 m标高位置，第3层挖至-8.90 m标高位置，第4层挖至坑底-11.60 m标高位置。开挖各区南侧第4段待1、2、3段全部挖完再行开挖第2层以下土方。

第1层土方开挖总体方向由南向北逐步退挖，由北面4#、6#门出土，3#、5#、7#门进土方空车。

第2层土方开挖：分东、西2 个子基坑开挖，2 个基坑由北向南第2区段先行由中间向两边退挖，再开挖其他段。第2区段（Ⅰ-2、Ⅱ-2）开挖时由西面8#大门进、8#大门出，东基坑第2区段（Ⅳ-2、Ⅴ-2）由东面3#大门进、3#大门出。

西基坑第2区段开挖完成后，土方车由10#门进、10#门出，东基坑第2区段（Ⅳ-2、Ⅴ-2）土方车由东面2#大门进、2#大门出。

第3层、第4层土方开挖总体方向同第2层土方。