复杂支护及结构条件下深基坑施工技术研究

何鹏 陈君瑞 白剑 刘雅逊 何博 黄望明

中建钢构有限公司 湖北 武汉 430100

1 工程概况

中法可持续发展论坛永久会址一区项目位于湖北省武汉市蔡甸区五贤路以南、知音湖大道以西，建筑面积7222.5平方米，地下2层，地上3层。地下室为框架结构，地上钢结构，基础形式采用独立基础+墩基础。基坑开挖深度5.1～12.5m，基坑北侧为五贤北路，五贤路雨水管网为DN1200（管网中心线距离支护桩最小距离为12m），东侧为蔡甸区政府，基坑周边环境较为复杂。基坑开挖除须确保支护结构安全外，还需保证周边邻近建筑物、地面道路和地下管线不受基坑开挖的影响[1]。

2 施工工艺

2.1 基坑支护施工

（1）整体工艺流程。定位放线→钻孔灌注桩施工→高压旋喷桩施工→西侧放坡施工→坑顶降排水施工→土方开挖至冠梁标高→冠梁施工→冠梁以下土方开挖→北侧锚杆施工→坡底降水施工。

（2）灌注桩和高压旋喷桩止水帷幕施工。施工技术要点如下：①桩位定位及护筒埋设。开钻前，桩位应定位放样准确，安装护筒必须用桩心点校正护筒位置，并由专人负责。为防止泥浆流失、移位和掉落，护筒周围土要夯实，最好黏土封口，如护筒底上层不是黏土，应挖深或换土，在坑底回填夯实30～50cm黏土后，再安放护筒，护筒上口可绑扎方木或钢管对称吊紧，防止下窜。②混凝土导管就位固定。在安放前计算孔深和导管的总长度，底节导管一般为4-6米长，标准节一般为2-3 米，上部可放置2-3根0.5-1.0m 的短节，用于调节导管的总长度。连接时必须加垫密封圈和橡胶垫，导管下放和提升严禁碰挂钢筋笼。导管在使用前必须作密封性检查。导管上料斗的体积，由桩径、桩长和导管埋入混凝土中的深度来确定，料斗体积应大些为好。③混凝土浇筑。第一灌应有足够的砼储备量，使导管一次埋入砼面下0.8米以上，砼浇灌过程应保证连续匀速，砼埋管深度不得小于2米，最大埋深不宜超过6米，一次拨管不宜超过4米，严禁将导管拔出砼顶面。灌注砼面应超过设计桩顶标高0.5m以上，以保证凿除浮浆后桩顶处混凝土质量能满足设计要求。

混凝土应连续浇注，中间不得停顿，由于桩内混凝土不能振捣，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，必须控制好配合比、浇注速度以确保混凝土的质量，随时检查混凝土的塌（坍）落度，塌（坍）落度应控制在18～22cm之间。

（3）钢筋混凝土冠梁施工。支护桩施工完毕后，土方开挖至冠梁标高（不同侧冠梁标高不同），破除桩头后清理桩头浮渣，按设计和相关规范要求绑扎圈梁钢筋，安装模板，浇注混凝土。

冠梁均采用钢筋混凝土，冠梁砼强度等级为C30。

本基坑面积较大，整体施工周期约为3个月，钢筋混凝土冠梁长度长，应采取分段浇筑、微膨胀混凝土等施工措施，以控制冠梁混凝土的早期收缩及温度应力。

2.2 土方开挖施工

承台开挖在人工挖孔墩施工完成后进行。

由于基坑边坡四周放坡坡度及开挖深度不同，严格按照图纸施工，大体分三阶段进行开挖，第一阶段开挖至-3m，第二阶段开挖至-6.7m，第三阶段开挖至-10.4m。

坡道在第二阶段施工时进行开挖，采用砖渣铺路，若天气状况恶劣，必要时进行钢板铺路或局部硬化。

为确保施工安全和基坑开挖的顺利进行，从支护工程开始施工至地下室底板完工，应进行全过程的施工监测，以便及时掌握周围土体的受力与变形情况，及时掌握基坑开挖对周围环境，以便在监测信息指导下，及时采取有效措施、调整施工方案[2]。

3 基坑监测的要求

本工程基坑重要性等级为二级，局部IA、AB段为一级，现场监测采用仪器检测与巡视检查相结合的方法。

3.1 基坑检测的措施

（1）为了确保各项监测项目的精度，投产的仪器必须按规定内容检查标定其主要技术指标，仪器检查合格后方能使用，并做记录归档。遇特殊情况（如受震、受损）随时检查、检定。不合格仪器坚决不能投产使用。

（2）水准测量宜采用闭合或附和路线观测方法。

（3）尽量做到测量定人，定仪器；观测数据不得随意涂改，测量数据有疑问时，应做到反复观测寻找问题原因。

（4）各监测项目变形量或测量值接近或到达报警值时，应及时发出预警报告或报警，并提请业主及有关单位注意。

3.2 基坑检测数据分析

基坑观测数据的综合分析：

（1）由于基坑北侧靠近五贤北路（双向四车道城市路），具有较大的车行荷载，南侧为施工临时道路，且道路另一侧为洼地，此部位危险系数较大。整个基坑支护水平位移最大处位于基坑北侧，但也仅有9.7mm，边坡水平位移最大处位于东南角处，累计沉降量11.8mm，其他部位水平位移相对较小；基坑支护竖直沉降量最大处位于基坑东南角处，边坡最大沉降点位于基坑西南角处，且数值均远小于警戒值。周围建筑物、道路的沉降量也基本为0，这说明基坑整体支护结构设计合理、安全可靠。

（2）通过对降水资料进行分析，各部位降深相对稳定，满足基坑的正常开挖。基坑周围水位基本稳定，说明整个基坑止水较为成功。

4 结束语

通过对基坑概况、施工要求、工期计划的细致研究，组织项目讨论会、专家论证会，制定合理的施工方案，在满足基坑安全施工的前提下，大大加快了施工进度，按时保质地完成了既定的计划。同时，基坑开挖过程中，采用多种有效的监测手段，全面掌握基坑及周边环境的变化信息，实施信息化施工管理，保证周边邻近建筑物及地面道路、管线不受基坑开挖的影响。