沈荣飞

苏州工业园区金鸡湖城市发展有限公司 江苏 苏州 215046

1 工程概况

苏州中心广场项目位于苏州工业园区湖西CBD核心区域东部，北邻苏绣路、南到苏惠路、西起星阳街、东至星港街，地块东侧面向金鸡湖畔城市广场。地块面积约209 000 m2，净地面积约139 000 m2，地上总建筑面积约710 000 m2，地下总建筑面积约420 000 m2。主要建筑共划分为A～H8个地块，地上包括7栋22～54层的塔楼及6层的商业裙房建筑，地下包括3～4层的地下室。

苏州中心广场项目基坑工程属超大型地下空间开发工程，基坑总开挖平面面积达138 000 m2，开挖深度最深达到22.25 m，总出土方量达2 200 000 m3。

苏州中心广场项目恰好位于运营的地铁1号线旁（图1），基坑与运营中的轨道交通1号线站厅最近距离为6.5 m（图2），与运行中的轨道距离约16.8 m（图3），结构底板埋深约17.5 m，在地下1层将与轨道1号线东方之门站站厅层平接。

2 地质条件

场地地貌单元属长江三角洲太湖流域冲湖积平原，勘察资料揭示：142.30 m以浅各土层由第四系沉积的黏性土和砂性土组成，土层分布较稳定，呈水平成层的特点。根据土层沉积年代、成因类型、土性和状态，并参考本地区土层划分经验进行分层，可分为12个工程地质层，23个工程地质亚层，层厚1.50～11.20 m不等，其中以⑨2层为最，锥头阻力平均值达9.42 MPa。

图1 地铁与基坑的平面关系示意

图2 地铁站与本工程相对关系示意

图3 地铁轨道与本工程相对关系示意

主要水文地质条件：潜水埋深为0.3～0.7 m。微承压水赋存于⑤层粉土中，稳定水位标高0.78～1.25 m；第Ⅰ承压水赋存于⑨2粉土夹粉砂层中，第Ⅱ承压水赋存于⑪2粉土夹粉质黏土、⑬1粉细砂层、⑬2粉砂层、⑬4含砾中砂层中。

3 围护施工试验

本工程基坑围护采用常规的三轴搅拌桩＋地下连续墙＋三轴搅拌桩体系，为保证邻近地铁的运营安全，我们在围护施工之前即进行了一系列试验和分析[1-3]。

近地铁侧三轴搅拌桩试验共选取3组，并在距离搅拌桩试验桩6 m位置处布设了土体测斜管，测点数量及深度与三轴水泥土搅拌桩组数及桩长相对应。其目的是通过试验了解三轴水泥土搅拌桩在不同施工参数下对邻近土体的影响，并通过试验优化施工参数，以减少三轴水泥土搅拌桩成桩施工时的挤土影响。根据试验数据，我们适当调整了相应的施工参数，并在满足三轴水泥土桩施工对周边土体（6 m处）的挤压影响小于2 mm，报告地铁监护部门并取得同意后，方能开展全面施工。本工程搅拌桩桩底标高按照地铁侧标高控制，为－23 m，三轴搅拌桩施工设备选择SF808有垂直度液晶显示和自动纠偏功能的机架配置进口钻头进行作业（图4）。

待三轴搅拌桩试桩养护28 d后，进行取芯检测（图5）。根据试桩结果确定好各项参数后，落实好混凝土、钢筋等材料供应及加工、复试等工作，并在正式地下连续墙施工前3～5 d，进行成槽的施工，成槽宽度为0.8 m和1 m，成槽设备选用宝峨GB46液压抓斗成槽机，墙底标高为－31.95 m。

图4 土体测斜管布置平面示意

图5 取芯桩位布置示意

4 成桩技术参数及要求

根据基坑围护设计的施工要求，我们对三轴水泥土搅拌桩的水灰比进行试配，水泥土配比的技术参数按地下连续墙内排和外排设置：内排三轴搅拌桩水灰比为1.2～1.5，其下沉速度≤0.5 m/min，提升速度≤1 m/min，单桩水泥掺量＞20%；外排三轴搅拌桩水灰比≤1.2，其下沉速度≤0.3 m/min，提升速度≤0.5 m/min，单桩水泥掺量亦＞20%。

1）测斜管埋设完成后需待管体及读数稳定后再进行三轴搅拌桩施工，以免数据失真对三轴搅拌桩施工造成不利影响，此项工作由专业监测单位实施监测。

2）每根三轴搅拌桩施工都须对3根测斜管进行监测及数据记录。

3）施工中的记录包括：三轴搅拌桩基本施工参数、水泥浆相对密度、泵送流量、水泥用量、单桩施工时间、每根三轴搅拌桩施工相对应的测斜管监测数据。

4）水泥掺量以试桩且≥20%结果为准。

5）三轴搅拌桩施工时每班组需做试块同条件养护。

6）施工过程采用做2组跳5组的跳仓施工法进行。

5 成桩测试

施工过程中按以下时间节点进行监测[4-6]：在施工开始前对所有测斜孔进行初始值的测量；当钻杆下沉到12 m时，设备停止下沉，对三轴搅拌桩桩位正对应的测斜管进行第1次测斜；下沉到32 m时，设备暂不提升，对三轴搅拌桩桩位正对应的测斜管进行第2次测斜；提升到地表时对三轴搅拌桩桩位正对应的测斜管进行第3次测斜；待施工完成24 h后，再对所有测斜管进行第4次测斜。

6 变形情况综述

6.1 普遍变形规律

地下连续墙外侧三轴搅拌桩施工阶段对土体扰动较大，位移比较明显，施工完内侧三轴搅拌桩时土体变形回落一部分，在开始地下连续墙导墙施工时继续回落，在地下连续墙成槽施工时土体又继续小幅位移。

6.2 最大变形量

在三轴搅拌桩施工阶段12 m以上部分对土体扰动较大，均超过1.00 mm，累计最大变形量为1.71 mm，成槽施工阶段在地面2 m内的土体扰动较大，变形量均大于1.00 mm，整个过程BTCX1点（距坑边6 m）累计变形3.12 mm，在地表1 m内，在轨道隧道标高位置土体扰动累计变形为2.36 mm。整个过程BTCX2点（距坑边9 m）累计变形2.24 mm，在地表1 m内，在轨道隧道标高位置土体扰动累计变形为1.91 mm。

7 地铁保护施工的关键技术方案

1）技术参数优化见表1。

表1 三轴搅拌桩技术参数优化

2）在地铁侧刚开始钻进时应注意控制钻进速度，保证对周边土体（8 m处）的挤压影响要＜2 mm，并且遵循先外后内（先做近地铁侧，后做远离地铁侧），跳仓施工，即做2组桩，跳5组桩，再做第2排，最后结合实际监测数据适当停工等待并调整跳打方式和距离（图6）。

图6 跳仓施工原则

3）场地深度7～15 m处为⑤粉土夹粉砂，此处适当增加膨润土，并控制提升速度，以确保三轴搅拌桩垂直度。

4）施工时地下连续墙成槽前槽壁加固已达设计强度1 MPa，此时进行地下连续墙成槽施工，对地铁的影响可进一步减小。

5）靠近地铁侧的地下连续墙施工分三块进行。施工时，先在第1幅地下连续墙处进行成槽，成槽完成后跳至第10幅地下连续墙处成槽，第1幅地下连续墙吊装钢筋笼，灌注混凝土；第10幅地下连续墙成槽后跳至第19幅处成槽，第10幅地下连续墙吊装钢筋笼，灌注混凝土，以此类推，提高施工效率，保证地铁安全。

6）地下连续墙第1、2抓的成槽机掘进速度应控制在16 m/h左右，第3抓掘进速度控制在20 m/h左右，当挖至槽底2～3m时，应放下测绳测深，防止超挖和少挖。槽壁加固底部22～25 m段的成槽及混凝土浇筑应严格要求在地铁运营非高峰时间段10～12 h内施工，以确保地铁运营安全。对该槽段施工工序要合理安排，确保按规定时间完成。施工过程中派专人进行监控，并做好记录，在规定时间外严禁对此段进行开挖。

8 结语

为了达到对邻近已运营的地铁站房（＞6 m）及隧洞管片（＞16 m）影响最小的目标，本工程围护施工主要确定并控制好如下指标：

1）检验三轴搅拌桩施工工艺的可行性以及成桩质量，确定实际采用的水泥掺量（不低于20%）、水泥浆液水灰比、成桩工艺、钻机下沉与提升速度等施工参数和施工步骤。

2）确定了单根三轴搅拌桩的成桩持续时间和三轴搅拌桩内槽壁加固不同水泥掺量对挖土及成槽的影响。

3）确定了单幅地下连续墙各工序完成的持续时间，并检验施工工艺的可行性以及成墙质量。

4）确定了地下连续墙成槽合适的成槽机械、施工工艺、成槽过程中各层土质下的泥浆配比、槽壁稳定情况、清槽后的泥浆相对密度及沉渣厚度。

5）确定各工序施工对土体的扰动情况。

工程实践证明，上述措施应用得当，取得了理想的成果，其经验可供类似工程参考。