鄰近地鐵超大圓形支撐深基坑施工技術(shù)

周華俊 賈元龍 盧志強

江蘇省蘇中建設(shè)集團(tuán)股份有限公司 江蘇 南通 226600

1 工程背景

1.1 工程概況

陽明花園廣場二期二階段工程東側(cè)為軌交6號線航津路地鐵站站臺，距離基坑最近處47.5 m，距離地鐵管理用房12.2 m。北側(cè)緊鄰秋霞路，南側(cè)靠近冬融路，西鄰一階段住宅，周邊與主道路距離小，道路下有眾多的市政管線，周邊環(huán)境特別復(fù)雜?；影踩燃墳槎?，局部一級。

1.2 基坑規(guī)模

本工程地下2層，深度10.5～12.6 m，基坑施工時分2個區(qū)域，1區(qū)開挖面積33 138 m2，2區(qū)開挖面積17 813 m2。圍護(hù)周長1 131 m，南北方向長282 m，東西方向?qū)?90 m。1區(qū)采用圓環(huán)支撐，外環(huán)直徑180 m，內(nèi)環(huán)直徑160 m。

1.3 地質(zhì)情況

擬建場地位于長江三角洲入?？跂|南前緣，地貌為濱海平原類型。擬建場地基本為空地，場地內(nèi)中部有一大塊地方被開挖后回填，該區(qū)域的填土較厚，達(dá)3.5～7.4 m，自然標(biāo)高一般在3.64～5.07 m之間[1-5]。場地地勢整體較為平坦，局部略有起伏。前期由于施工基礎(chǔ)工程樁，整個場地均卸土至3.30 m標(biāo)高左右。

基坑開挖范圍內(nèi)的土層分為①雜填土、②褐黃-灰黃色粉質(zhì)黏土、③灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土與黏質(zhì)粉土互層，基底以下對基坑及圍護(hù)結(jié)構(gòu)有影響的地基土層主要為③層、④灰色淤泥質(zhì)黏土、⑤1灰色黏土、⑤3灰色粉質(zhì)黏土夾砂質(zhì)粉土、⑥暗綠-草黃色黏土及⑦草黃色砂質(zhì)粉土夾黏性土。

1.4 圍護(hù)體系

基坑開挖1區(qū)采用φ850～φ950 mm灌注樁＋三軸攪拌樁（水泥摻量20%）＋2道水平環(huán)形支撐，坑邊采用雙軸攪拌樁暗墩加固，圍護(hù)樁長插入比為1∶1.27～1∶1.46。一區(qū)內(nèi)鄰近地鐵處小坑設(shè)置φ950 mm灌注樁隔墻?；娱_挖2區(qū)采用φ850～φ950 mm灌注樁＋三軸攪拌樁（水泥摻量20%）＋2道水平對撐支撐＋棧橋（限載50 t，材料堆放區(qū)限載1.5 t），坑中坑采用雙軸攪拌樁坑邊加固，坑內(nèi)高壓旋噴樁加固，集水井坑內(nèi)采用壓密注漿封底，圍護(hù)樁長插入比為1∶1.22～1∶1.25。1區(qū)和2區(qū)均采用真空降水?；訃o(hù)情況如圖1～圖3所示。

圖1 第1道水平支撐平面

圖2 第2道水平支撐平面

圖3 近地鐵處灌注樁隔墻

2 支護(hù)方案及關(guān)鍵技術(shù)

2.1 支護(hù)設(shè)計方案

1）整體基坑設(shè)計采用灌注樁＋三軸止水帷幕＋坑邊暗墩加固＋2道混凝土環(huán)形支撐，受力薄弱或重點保護(hù)區(qū)域在第2道水平支撐上采用加強板帶、增加連系梁、加大灌注樁直徑、立柱樁加密等方式進(jìn)行加強，汽車坡道設(shè)置鋼支撐進(jìn)行換撐，后澆帶位置設(shè)置工字鋼傳力帶，出土口處設(shè)置棧橋。

2）鄰近地鐵處小坑設(shè)置φ950 mm灌注樁隔墻，小坑內(nèi)采用2道鋼支撐進(jìn)行換撐，待小孔內(nèi)混凝土支撐與外圍環(huán)形支撐連通并達(dá)到強度后拆除鋼支撐。

2.2 大小坑施工處理方案

1）土方開挖分區(qū)。整體采用島式開挖法，按“分層、分區(qū)、分塊、分段、分時”的原則，利用“時空效應(yīng)”，組織開挖。整體分3層開挖，上面2層土分為8個區(qū)域，對稱均勻開挖。第1對稱塊為A區(qū)和A’區(qū)，第2對稱塊為B區(qū)和B’區(qū)，第3對稱塊為C區(qū)和C’區(qū)，第4對稱塊為D區(qū)和D’區(qū)。地鐵保護(hù)區(qū)域30 m暫不開挖（圖4）。第1道混凝土環(huán)形支撐完成后，先組織小坑內(nèi)土方開挖。安裝第1道、第2道鋼支撐，大坑內(nèi)區(qū)域暫不開挖。

圖4 土方開挖分區(qū)

2）第2層土方開挖及環(huán)形支撐形成。小坑底板澆筑完成后，挖除大坑內(nèi)土方，施工第2道環(huán)形支撐，由西向東施工。小坑底板澆筑完成，混凝土達(dá)到設(shè)計強度后， 挖除30 m保護(hù)區(qū)內(nèi)土方，挖至第2道混凝土環(huán)形支撐下方，割除障礙隔墻，施工第2道混凝土環(huán)形支撐。第2道環(huán)形支撐完成達(dá)到強度后，拆除小坑內(nèi)第1道鋼支撐。

3）第3層土方開挖，大坑底板開挖及底板形成。大坑區(qū)域開挖至坑底，根據(jù)后澆帶分段開挖。遠(yuǎn)離小坑區(qū)域先施工，近小坑區(qū)域后施工。

4）底板分為24個區(qū)域（圖5），每個區(qū)域面積平均為1 500 m2，每4～5個區(qū)域同時施工，先開挖距離小坑30 m范圍外土方，后開挖靠近小坑30 m內(nèi)土方。具體施工流水為：1區(qū)、2區(qū)、4區(qū)、20區(qū)、23區(qū)（先施工薄弱區(qū)域）→5區(qū)、8區(qū)、12區(qū)、16區(qū)、17區(qū)→6區(qū)、10區(qū)、18區(qū)、7區(qū)、3區(qū)→19區(qū)、9區(qū)、22區(qū)、24區(qū)→15區(qū)、14區(qū)、11區(qū)、13區(qū)、21區(qū)。

圖5 底板施工分區(qū)

5）地下結(jié)構(gòu)形成及隔墻拆除。1區(qū)整體底板澆筑完成，達(dá)到設(shè)計強度后，拆除第2道環(huán)形支撐。小坑內(nèi)拆除下面2道支撐。施工地下2層頂板結(jié)構(gòu)，混凝土隔墻兩側(cè)設(shè)置臨時支撐。整體車庫結(jié)構(gòu)完成后，拆除隔墻灌注樁，連通車庫頂板，拆除臨時支撐。

3 結(jié)語

本項目為超大圓環(huán)基坑，鄰近地鐵及住宅區(qū)，通過合理的施工技術(shù)控制，有效地加快了施工進(jìn)度，確?；邮┕み^程整體穩(wěn)定。在實際項目實施時，應(yīng)從設(shè)計階段即統(tǒng)一規(guī)劃今后可能出現(xiàn)的設(shè)計、工期、成本、施工難度等因素，優(yōu)化圍護(hù)設(shè)計方案，降低成本。本文總結(jié)的基坑施工方法為類似項目的施工提供了借鑒。