复杂环境下超长基坑施工技术

复杂环境下超长基坑施工技术

陆豪华 刘建南 顾明俊 石玺奇 洪伟健

中国建筑第八工程局有限公司，上海市宝山区201900

摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对超长深基坑的应用也越来越广泛。针对复杂环境下超长基坑的施工难题，常出现由于施工技术选择依据不全面、不实际、可操作性差等问题所造成工程具体实施上的困难。文章首先分析工程概况，其次探讨超长深基坑监测内容，最后就复杂环境下超长基坑施工技术进行研究，可为超长深基坑开挖施工提供有益的借鉴。

关键词：复杂环境；盖挖施工法；超长基坑；地铁车站

引言

承台基坑开挖支护工程是高速公路桥梁下部施工过程中的重点环节，同时，由于工程地质环境以及施工工序的复杂性，导致其施工难度较大。开展承台基坑开挖支护施工技术研究，对承台基坑开挖支护施工质量进行重点研究是保障桥梁建设的重要措施。对基坑开挖过程中围护结构周边土体及邻近建构筑物受力与变形进行分析，以期为类似基坑工程提供设计依据。

1超长深基坑监测内容

工程为确保基坑施工安全和周围环境的稳定，通过在施工中建立全面、严密的监测体系，对周边环境进行综合、系统的监测，具体包括围护结构侧向变形、混凝土支撑轴力、立柱及地表沉降监测。通过对基坑进行实时监测以确保施工安全，并将施工对周围环境的影响降到最小，最终取得了较好的经济和社会效益。

2复杂环境下超长基坑施工技术

2.1隔断体保护

在保留建筑物与基坑挡土结构之间设置隔断体。隔断体采用钻孔灌注桩＋高压旋喷桩构成的墙体，隔断体主要承受施工引起的侧向土压力，同时也可阻挡局部水土的流失。钻孔灌注桩施工采用长螺旋施工，提高灌注桩成孔质量，防止孔壁坍塌，减小孔周土体变形。

2.2钢支撑施工控制

工程钢支撑施工工艺顺序为：测绘围檩、支撑水平标高→焊接牛腿→围檩拼装围檩→安装围檩→安装钢支撑→形成闭合支撑体系。基坑开挖过程中，钢支撑是保障基坑稳定的基本结构，钢支撑施工的控制措施有：①构件的连接。构件连接均为满焊，焊缝高度hf=10mm，为增强围檩的整体稳定性，双拼I45B工字钢两侧，分别设置厚12mm、20mm钢板，均沿工字钢通长布置；③基坑开挖至支撑高度后，在板桩相应部位设置围檩及支撑构件。基坑内支撑采用直径630mm壁厚12mm钢管，围檩采用双拼I45b工字钢组成。每道支撑形成一个平面支承系统，平衡支护钢板桩所传来的侧压力；④第一层开挖完成后，及时进行第一道钢支撑施工，后续支撑随每次开挖后及时进行支撑；⑤在钢支撑支设过程和支设完成后，加强监控量测，发现异常及时停止施工，待异常处理完成后方可继续施工。

2.3混凝土支撑受力

随着基坑开挖的进行，支撑轴力迅速增大，之后轴力增加速度减缓，ZCL-24/35/47最大轴力分别为4421.2kN，8119.5kN和2478.9kN，均远小于设计容许值（11272kN）。轴力监测数据显示，基坑开挖期间顶部混凝土支撑始终处于受拉状态，说明基坑南北两侧墙体上部表现出同时向坑外变形的趋势，这与淤泥质地层基坑变形趋势基本吻合。

2.4施工监测技术

（1）根据现场勘查条件及采用的施工方法，对施工影响范围内的监测项目进行初步估算和研究，并对车站附近的建（构）筑物、地下管线等可能受到影响的程度做出评估并提出处理方案，确保其在施工过程中处于安全的工作状态。（2）加强对施工过程的监测，建立监测网络，实现信息化施工。（3）加强对周边构筑物及地下管线的垂直沉降、水平位移及倾斜的监测；同时需加强对基坑外的地表沉降和基坑内坑底回弹的监测以及钢支撑的轴力监测。

3.5施工中具体问题的处理方案

（1）基坑施工应与设计工况相一致，严禁超挖，严格控制基坑外地表超载。（2）合理确定基坑开挖的顺序，采用流水施工基坑宜分区、分块、分层、对称开挖，减少无支护暴露时间。施工顺序（如下：先施工东段，东段底板浇筑完成，肥槽回填至底板顶标高后；再进行中段及西段施工，底板浇筑完成，同步回填肥槽至底板顶标高。（3）合理确定基坑开挖的顺序，采用流水施工，及时适时施工基础，为基坑提供支撑。（4）止水帷幕施工质量的好坏将影响基坑及邻近建（构）筑物的安全，对后期地下室施工也有可能造成较大影响，因此止水帷幕钻孔施工定位应准确，钻机位置应准确，保证钻孔垂直度。旋喷注浆过程中应准确控制转速、提速及喷射压力，同时注浆完成后要及时增补浆液，保证止水帷幕完整性，并对其加强巡视监测工作，基坑开挖过程中如出现围护墙渗漏，立即启动止水帷幕外降水井进行降水。并立即采取如下处理措施：1）渗水管排水处理。渗水管排水应进行有组织排水，在渗水管集中区域，水平布设一道ϕ300的ＰＶＣ管，坡度1％，主排水管在渗水管位置设计成三通管，渗水管中的渗水通过ＰＶＣ管底端向下的排水管排入基坑底部的排水沟。2）桩间护面处理。在出现渗漏部位的桩间护面，采取渗漏处理和渗水管排水处理后，及时进行编网喷护，如桩间护面部位土体含水率较高，可采用在喷护材料中加入速凝剂以减小混凝土初凝时间，确保桩间喷护施工的质量。

2.6封底混凝土施工

基坑钢支撑施作完成后，进行封底混凝土施工。封底混凝土施工主要的控制措施有：①土方开挖至基坑底面后，立即施作封底混凝土，起到刚性支承，约束支护桩的底部位移；②为确保施工速度，提前进行混凝土拌和，保证混凝土浇筑速度；③施工完成后加强排水，加强监控量测；④混凝土浇筑采取干处作业，在浇筑过程中，最大限度地排水，视水量情况，在第三段河道侧预先设置若干直径80cm无底储水桶，桶内相应配抽水设备，在封底底板施工期间，必须连续将基坑内水排入河道，防止封底混凝土底板上浮；⑤封底混凝土强度达到80%以上时，对无底储水桶进行底部0.5m封堵（视现场基坑内涌水情况是否可行）。在承台以及墩柱施工过程中，需不间断抽水，保证坑内正常施工。

2.7强化周边保护，把控深基坑极限状态

开挖深基坑，必然对施工现场建筑物与地面产生一定的影响，所以在施工中要采取相应的保护措施，特别是遇到暴雨、台风等特殊天气，极易因地下水下渗造成地面下沉，使深基坑支护结构发生错位，导致建筑物整体结构受力发生改变。要及时关注建筑变化，做好地表水疏导，并定期做好建筑物与地面的监测与加固工作，避免地下水渗漏影响支护结构的刚度与稳定性，保障深基坑安全。深基坑极限状态涵盖土地综合失衡、基坑结构的不平衡、建筑地基异常变动及锚杆有效抗拔力等内容，在建筑施工中要及时了解深基坑极限状态，一旦出现问题要立即停工，将施工人员撤离到安全地带，并采取措施及时控制现场，把施工中的不良影响降到最低。

结语

综上所述，半盖挖法施工能够有效解决地铁施工对城市拥挤路面的干扰，在国内地铁的施工中使用越来越广泛，且半盖挖法相较于全盖挖法，安全性、经济性、工期管控更好。半盖挖法施工工序较多，盖板施工周期长，需经多次交通疏解才能形成完整的盖板体系，施工整体持续时间较明挖法长，而国内地铁施工周期一般比较紧张，所以单从工期对比而言，不宜采用此工艺。盖挖法如需普及，需完善临时路面铺盖工法，如采用标准化定型式的装配式铺盖产品，通过重复多次使用，能够很大程度降低施工成本。采用盖挖法施工时需加强对盖板体系的监测，同时需控制路面车流量及施工荷载，要以基坑安全及周边建筑物安全为前提。采用半盖挖方法，在一定程度上会影响主体结构施工工效，所以施工时要加强各项工序的衔接力，减少不必要的工期浪费，如盖板下钢模板安装、站内材料运输采用叉车配合等。

参考文献

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