吕 乔

(1．河北联合大学，河北 唐山 063009;2．中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100000)

0 引言

基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。基坑支护体系是临时性结构，风险性较大;基坑工程区域性特点显著，同一城市不同区域也有差异，基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行;基坑工程是系统工程，基坑工程施工主要包括支护(换撑)体系施工、土方开挖、降水及基坑监测四大部分。

我国建设部建质2009［87］号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定:深基坑是指开挖深度超过5 m(含5 m)或地下室三层以上(含三层)，或深度虽未超过5 m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

综上，针对特定条件下的深基坑工程进行系统研究是工程成败的关键。

1 研究内容及方案

1．1 设计概况

1．1．1 工程概况

1)主体结构。

整个工程包括3栋高级住宅、商务会馆和商业裙房三部分;01栋地上45层，高度141 m;02栋地上31层，高度100m;03栋地上34层，高度175 m，层高5 m，商业裙房为3层 ～4层，高度18．3 m～28．3 m;地下车库为地下2层。01栋～03栋公寓采用剪力墙结构，商业裙房及地下车库采用框架结构。

2)基坑规模。

基坑周长约 472．3 m，基坑面积约 14 395．5 m2。

3)基坑开挖深度。

本工程建筑±0．00 m相对于绝对标高+4．0 m，基坑周边自然地面标高为 －1．1 m，－0．8 m，基坑坑底标高为 －11．3 m，－11．8 m，－12．5 m，－13．0 m，基坑开挖深度 10．7 m ～11．9 m。

1．1．2 基坑支护设计概述

基坑支护采用φ1 100@1 300钻孔灌注桩以及φ1 000@1 200钻孔灌注桩加两层截面分别为750 mm×900 mm(900 mm×1 050 mm)钢筋混凝土的内支撑结构;并且采用φ850 mm三轴搅拌桩加部分高压旋喷桩全封闭防渗止水帷幕，坑内局部高差较浅处可放坡开挖。

支撑形式采用角撑和对撑组合结构。压顶梁和第一道水平支撑的底标高设置在－4．050 m。第二道水平支撑的底标高设置在－8．625 m。压顶梁、围檩和水平支撑的混凝土强度等级为C35。

支护桩采用单排钻孔灌注桩，桩型分为φ1 100@1 300和φ1 000@1 200两种，桩顶标高为－4．05 m，混凝土强度等级为C35。具体布置详见基坑支护施工图。

支撑立柱桩，在立柱桩内设置500×500(600×600)型钢构柱作为支撑梁临时立柱。

止水帷幕:采用单排φ850@1 200三轴水泥搅拌桩作为止水帷幕。

电梯井等局部深坑处坑内采用自然放坡方法进行开挖。

1．1．3 基坑降水设计方案概述

本工程采用封闭式降水措施，坑内共设置88口降水井，坑外共设置23口观测井，降水井井径800 mm，降水井一与观测井井深为20．6 m，电梯井内降水井二井深为30．6 m。

1．2 施工方案概况

施工总体部署:土方开挖前，应做好地面排水和基坑四周的场地平整工作，并确保平整后的场地标高不高于设计标高。检查定位放线、水平标高，并随时观测周围的环境变化。

完成基坑内大口井降水施工，进行10 d以上的降水过程并降至坑底以下不小于0．5 m处才可以进行基坑开挖工作。

据基坑深度，基坑平面形状，全面考虑总体土方即土方施工工期，以基础纵横两组对撑中为分界线，将基坑分为4个作业区，进行分区段施工。

该工程总土方量约16．6万m3，土方开挖分三步进行。

2 方案的应用研究

结合本工程场地条件、施工单位技术水平、工期及造价情况选定合理的支护结构方案，并根据最终设计出的深基坑支护方案确定切实可行的施工方案，见图1。

图1 深基坑支护施工流程

2．1 挖土及内支撑(换撑)施工工况分析及部署

2．1．1 工况一

第一步土方开挖至－4．05 m，第一道内支撑施工。

施工场地范围内，为保证施工的进行，先进行场地平整，修筑施工临时通道，查验立柱桩的施工状况，预降水已完成。第一步土方开挖时分两阶段开挖，第一阶段开挖时要求先挖周边圈梁处一圈，然后从周边向中间开挖土方，同时施工支撑梁。最后开挖第二阶段土，开挖至－4．05 m处。第一步开挖无内支撑桁架影响，采用大开挖方式(见表1)。

表1 第一步土方开挖施工参数

第一道内支撑施工:为加快施工进度，随基坑挖土同时进行人工清槽至第一道支撑底下100 mm处，施工第一道钢筋混凝土内支撑，内支撑梁底底模采用100 mm厚C15混凝土垫层上铺一层塑料布，侧模采用12 mm厚木胶合板的施工方法，支撑混凝土施工随土方开挖进行。

2．1．2 工况二

工况二:第二步土方开挖(－4．05 m～－8．625 m)及第二道内支撑施工待第一道内支撑体系的混凝土达到设计强度80%后，方可开挖第一道内支撑下的第二步土。实际挖土约67 000 m3。

第二步土方开挖原则是，在出土口填垫8 m宽的土坡道，放坡比例为1∶10，坡道端部设在－4．05 m标高，在－4．05 m设挖土平台，挖土车在挖土平台装车外运。基坑内土方采用接力的方法倒运至平台处，装车外运。具体挖土顺序是每个区由2台小挖掘机挖角部土方，大挖掘机接力倒土(见表2)。

第二道内支撑施工同第一道内支撑施工。

表2 第二步土方开挖施工参数

2．1．3 工况三

第三步土方开挖(－8．625 m～坑底)。待第二道内支撑体系的混凝土达到设计强度80%后，方可开挖第二道内支撑下的第三步土。第三步土方开挖深度为3．8 m，从－8．625 m至基坑底，开挖土方量约56 000 m3。计划28 d内完成土方开挖。

第三步土方施工前，先用拆房土填垫两出土口坡道。第三步土方分栋号开挖至统一标高，局部承台采用人工挖至承台底标高。第三步土方量约56 000 m3(见表3)。

2．1．4 工况四

基坑内余留土方开挖。

每个出土口甩的剩余土方用长臂挖掘机收尾，收尾阶段要严格控制挖土机在挖空的支撑上作业，远离水平支撑，以免对支撑造成不利影响。

表3 第三步土方开挖施工参数

2．1．5 工况五

基础底板施工完成并达到设计强度后拆除第二道内支撑(见图2)。

图2 工况五底板施工图

2．1．6 工况六

负一层底板施工完成并达到设计强度后拆除第二道内支撑。至此深基坑施工完成(见图3)。

图3 工况六底板施工图

2．2 降水工程施工的设计及施工优化

在基础底板施工前进行抽水观测，将回水速度大于2．5 h的井口进行回填淤死处理，减少地下室结构施工阶段管井预留数量，节约施工成本。

1)土方开挖阶段井口布置情况:有疏干井66口，减压井22口，呈梅花形布置。

2)地下室结构施工阶段井口布置情况:有疏干井15口，减压井10口。

3 结语

通过对深基坑施工的全过程多工况的分析研究，进一步掌握了排桩+内支撑支护体系的施工特点和技术细节。为通过精细化管理手段，分阶段管理工程施工做出了必要的技术储备。

［1］《地基处理手册》编写委员会．地基处理手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2002．

［2］刘建航，侯学渊．基坑工程手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2011．

［3］龚晓南，高有潮．深基坑工程设计施工手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，2009．

［4］高永贵，韩晓雷．全国注册土木工程师(岩土)职业资格考试应试指导及复习题解［M］．北京:中国建材工业出版社，2003．

［5］赵志绪．高层建筑基础工程施工［M］．北京:中国建筑工业出版社，2009．