［摘 要］本着安全、经济的原则，某工程狭窄场地超深基坑支护在国内首次采用挖孔支护桩加预应力锚索、土钉墙加喷锚支护、钢内支撑支护的复合型支护体系。结合工程特点，详细介绍了各种支护方式的施工工艺及施工要点。工程实践表明，通过该复合型支护技术的应用，确保了工程质量和工期，并有效降低了工程造价，取得了较好的支护效果。
［关键词］地下工程; 深基坑; 支护; 施工技术
1 工程概况
本工程位于成都市红星路三段与东锦江街交汇处，建筑面积 94 202m2。其中地下15 231m2，地上78 965m2。地下共计 4 层( 第 4 层含局部夹层) ，基坑深度 － 25. 3 ～ － 27. 5m( 主楼筏板底) 。地上 39层，高 152m，框架-剪力墙结构，主楼柱为型钢钢筋混凝土柱，基础持力层为弱风化泥岩层。
工程南面距香槟广场约 17m，香槟广场高度53. 32m，东面为成都川报发行局，北面和西面分别与地铁 2，3 号线站相邻并与地铁交错施工; 基础筏板比地铁 2 号线站深约 4m，比地铁 3 号线站深约10. 5m。
轴地下 4 层外墙距地铁 2 号线站外墙结构 200mm，①轴地下 4 层外墙距地铁 3 号线站外墙结构 200 ～ 350mm。地铁 2 号线站基坑围护桩已施工完毕，结构正在施工，地铁 3 号线站还没有施工，基坑平面如图 1 所示。
2 地质条件
拟建场地地形较平坦。地貌单元属岷江水系Ⅱ级阶地。地层从上至下依次为: ① 杂填土 厚2. 80 ～ 5. 80m; ② 素填土 厚 1. 00 ～ 3. 20m; ③ 中砂 厚 0. 30 ～ 2. 80m; ④卵石 卵石层顶板埋深 4. 40～ 6. 00m; ⑤ 泥岩 泥岩顶板埋深 11. 80 ～ 16. 30m，标高 484. 180 ～ 488. 900m，起伏较大。
3 施工特点和难点
1) 周围环境条件复杂 该工程地处市中心，建筑物密集，并紧靠地铁车站，此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布，基坑支护不仅要保证基坑本身稳定，也要保证周围建筑物不受破坏。
2) 基坑支护工程失效后果严重 一旦基坑支护失效或基础沉降过大，将造成临近建筑物使用安全度降低甚至不能使用、临近地下管线断裂破坏及道路的断裂破坏，造成重大的经济损失及人员伤亡。
3) 基坑深，施工场地十分狭窄。
4) 必须保障周边建 ( 构 ) 筑物的地基及上部结构安全。
4 基坑支护结构设计
在充分考虑工程施工特点和难点的情况下，经过多方论证，确定采用支护排桩结合预应力锚索组成支护排桩拉锚支护、复合土钉墙( 喷锚) 、钢内支撑复合型支护体系，此方案可减少悬臂结构或支撑结构的尺寸和规模，降低施工难度，简化节点处理，并有效缩短工期，降低经济成本( 见图 2) 。
1) 工程北面是地铁 2 号线站，地铁施工单位已经施工基坑围护桩，基坑已开挖。
2) 西面与地铁 3 号线站相接，本工程深于地铁3 号线站，计划先施工相邻基础，北侧不设基坑支护桩。
3) 东面( 临成都川报发行局) 基坑深度 － 25. 30～ － 27. 50m，支护桩桩径 1. 2m，间距 2. 5m，支护高28. 8 ～ 31m。支护桩嵌入开挖深度下 3. 5m。
4) 南面( 临香槟广场一面) 基坑深度 25. 2m，围护桩桩径 1. 2m，桩间距 2. 5m，支护高度 28. 7m，支护桩嵌入开挖深度下 3. 5m。基坑无钢内支撑的范围上部 7m 采用喷锚支护。下部采用排桩拉锚支护体系。
5) 为保证地铁 2 号线站结构施工安全，在工程⑧ ～
轴基坑内设计有钢内支撑系统。
5 复合型支护施工技术
5. 1 人工挖孔桩的施工
1) 围护桩采用间隔施工，即人工挖孔桩分成两批施工，互相交错分开。采用短镐等工具挖掘，若泥岩层坚硬，则采用风镐挖掘，泥岩层带潜水泵作业，每天安排两人轮换作业，每次开挖 1m，绑扎钢筋，安装钢模，浇筑护圈混凝土。进入潜水层，即基岩顶面以上 3m 左右，因降水无效，根据现场实际情况，定做 0. 25 ～ 0. 5m 高的护圈用模板，加强钢筋连接。提高混凝土等级或采用快凝混凝土，增加操作人员，尽快完成护圈混凝土，避免塌孔.
2) 钢筋笼制作验收后运抵桩位处，利用起重机把钢筋笼吊入桩孔。为了保证钢筋笼起吊时不变形，采用两点吊，吊放钢筋笼入桩井孔时，下落速度要均匀，钢筋笼要居中，切勿碰撞孔壁。
3) 由于桩孔深，采用粗绳与振动器连接下放对下部混凝土进行振动，不得漏振，确保混凝土密实。混凝土浇筑完成，待混凝土终凝后及时用麻袋片覆盖并洒水养护，养护期不少于 7d。
5. 2 预应力锚索施工
1) 采用Фs15. 2mm 预应力锚索，采用 YG-80 锚固钻机配套中风压冲击器及偏心钻头钻进成孔。在钻孔过程中，如遇岩体破碎或者地下水渗漏严重致使钻进受阻时，采取超前固结灌浆进行处理。
2) 根据锚索的设计尺寸及张拉工艺操作需要，使用砂轮切割机下料，端头型锚索各根钢绞线等长。
3) 锚索安装采取人工缓慢均匀推进。 锚索安装完毕后，对外露钢绞线进行临时防护。锚索制作及安装必须满足设计要求。
4) 预应力锚索采用二次注浆，先进行锚固段注浆，张拉工作结束后进行张拉段封孔回填灌浆。注浆水灰比及注浆压力满足设计要求。
5) 预应力锚索张拉 ① 采用单根张拉法，张拉时先单根调直，按分级加载进行，由零逐级加载到超张拉力，经稳压后锁定; ②锚索张拉采用以张拉力控制为主、伸长值校核的双控操作法; ③若锚索锁定的张拉力低于规定设计值的 10% ，可对锚索进行补偿张拉至超张拉力; ④锚具外的钢绞线除留存15cm 外，其余部分切除，按设计要求封锚。
5. 3 复合土钉墙( 喷锚护壁) 施工
锚杆在土体滑移面以外，通过压力灌浆与土体形成锚固段，利用锚杆截面抗拉能力与钢筋网喷面共同作用，稳固滑移面内土体，达到基坑支护作用。
1) 土钉墙施工时在修整后的坑壁面上测放出锚杆点位，基坑喷锚护壁锚杆杆体选用Ф48mm 焊接钢管，杆体的选择要求表面平直、内部畅通。
2) 每排锚杆施工完毕后顺壁面绑扎钢筋网，然后沿锚杆的横竖方向铺设、焊接加强筋。
3) 喷射混凝土厚度应达到设计要求，喷射施工完成后，对混凝土面板按规范进行养护。坡顶以上设计宽度范围内采用砂浆抹面或喷射混凝土形成坡顶散水。
4) 在基坑土方开挖及喷锚护壁施工过程中做好基坑监控，特别是基坑周边地面变形监测。
5. 4 钢内支撑施工
利用钢内支撑强度高、刚度大、变形小、易拼装、可拆卸和重复使用的特点，与排桩支护、连续墙支护共同作用，抵抗土体侧压力和地面建筑对支护桩的附加侧压力，并提高对称两侧的支护结构抵抗变形的能力。由于工程宽度达 40m 以上，钢支撑跨度大，根据设计要求，在跨中设置钢柱支撑。
5. 4. 1 钢立柱施工
1) 钢立柱成孔 按照基坑围护桩成孔的方法。
2) 钢柱施工 在地面焊接好钢柱，后用汽车式起重机将钢柱吊入孔内。为了保证起吊时不变形，采用两点吊，吊放钢柱入孔时，下落速度要均匀，钢柱要居中，切勿碰撞孔壁。钢柱落到设计标高后，将其校正在桩中心位置后，在桩孔口用钢管和钢筋固定，待挖土时拆除。
3) 混凝土浇筑 按照设计要求浇筑柱脚混凝土，浇筑前应计算混凝土用量，注意控制混凝土浇筑高度，并振捣密实。
4) 灌砂 用中砂将孔填满。
5. 4. 2 钢支撑施工
1) 受场地限制，钢支撑拟在场外加工成半成品，通过汽车运输至场地内后直接吊装。吊装采用2 台 20t 的轮胎式起重机.
2) 基坑开挖第 1 层土方时，到冠梁下 50cm 后，立即放测出支撑位置线，凿出冠梁内的预埋钢板并进行牛腿支座焊接，牛腿位置与支撑位置对应。
3) 土方开挖到位后，开始吊装第 1 层钢支撑，施工时采用汽车式起重机吊装，吊起时两端轻放在三角支座上，固定端与钢柱和冠梁内钢板点焊，以防支撑水平滑动; 活动端微调采用 2 台 100t 的油压千斤顶施加钢支撑预加力，在活动端沿支撑两侧对称逐级加压，施加预应力为设计支撑轴力的 70% ，当压力表读数稳定为止，并采用特制铸铁楔子塞紧。
4) 第 1 层支撑安装完毕后，进行第 2 层土方开挖，开挖至其底标高后，开始安装第 2 层钢支撑，工序内容与第 1 层大体相同。抗剪凳位置应与实际护壁桩位置相对应，凿出护壁桩保护层内钢筯，与抗剪凳钢板焊接，焊接长度应与钢板长度相对应。其他施工工序与第 1 道支撑相同。
5) 拆除时间随着地下室主体结构施工的完成逐层拆除，最下层钢支撑等到地下室底板结构及侧墙施工完毕，达到设计强度后拆除，以此向上，逐步拆除上一道钢支撑。钢支撑拆除应随地下室结构施工进程分段分层拆除。用门式起重机将钢支撑托起，在活动端设 2 台 100t 千斤顶，施加轴力至钢楔块松动，采用氧焊割除原先焊牢的楔块并取出，逐级卸载至取完钢楔，最后吊出基坑。
6 狭窄场地超深基坑复合型支护监测
1) 由于工程周边有高层建筑物，且距离很近，在基坑围护桩施工及基坑开挖、基础结构施工期间，必须定期对桩身位移、基坑内钢支撑变形进行监测，对周围临近建筑物进行基础沉降、变形、裂缝及临近地下管道、道路的沉陷等全方位的监测。
2) 严格执行《建筑变形测量规程 》JGJ / T8—97中的有关规定。在临近建筑物和道路设置垂直位移变形观测点及编号共 10 个; 在临近建筑物和道路设置水平位移变形观测点及编号共 6 个; 在基坑设置水平位移变形观测点及编号共 20 个。
3) 喷锚支护中支护结构的水平位移变形测量精确度为 1mm，地下水位测量精度为 5cm。支护结构的 水 平 位 移 变 形 监 控 值 为 30mm，报 警 值 为20mm。地下水位的报警值为 200mm。
7 结语
工程于 2009 年 5 月开始施工，至 2010 年 3 月完成所有支护工程施工。垂直位移变形量、累计变形量、变形速率均没有出现异常变化情况，监测数据未达 到 报 警 值; 基 坑 水 平 位 移 变 形 最 大 值 为23. 5mm，设计允许的最大变形值为 30mm; 地铁 2 号线站的水平位移最大值为 3. 6mm; 临近建筑物和道路水平位移变形最大值为 13. 4mm。从监测结果来看，该方案预防并控制了因基坑开挖等因素引起周边地面的不均匀沉降，确保了基坑周边土体、建筑物及管线等稳定，为后续施工创造良好的施工条件，经济效益尤为突出，节约成本约 500 万元，为成都地区狭窄 场地超深 基坑施工积 累 宝 贵 的 施 工经验。
参考文献:
［1］ 地基处 理 手 册 ( 2 版) ［M］． 北 京: 中 国 建 筑 工 业 出 版社，2000.
［2］ 顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，等． 地基与基础( 3 版) ［M］． 北京:中国建筑工业出版社，2003.
［3］ 屠毓敏，阮长青，赵 向 前，等． 温 州大 剧 院深 基坑 支 护技术［J］． 岩土工程学报，2006( 1) : 59-62.
［4］ 史佩栋． 桩基工程手册［M］． 北京: 人民交通出版社，2008.
［5］ 常士骠． 工程地质手册( 3 版) ［M］． 北京: 中国建筑工业出版社，1992.
［6］ 建筑 施 工 手 册 ( 4 版) ［M］． 北 京: 中 国 建 筑 工 业 出 版社，2003.
京公网安备 11010202007575号