大型中央地下空间超深基坑支护施工技术

2021-04-11董正友

工程技术研究 2021年10期

董正友

核工业金华建设集团有限公司，浙江金华 321017

1 工程概况

某CBD广场场地开阔、地势平整，规划用地面积为41391m2，总建筑面积为461722m2。基坑形状为四边形，开挖深度为19.5～23m，土方开挖量约为85.2万m3。整个广场设置了A座酒店、B座和C座2座办公楼、7个商业裙楼，地下室的层数为5层。基坑占地面积为4万多m2，基坑周长为800m，基坑支护结构的安全等级设置为一级，有效期1年，支护区段边长约为420m。

2 基坑支护

基坑支护的主要结构类型为预应力锚索体系与灌注桩相结合，做好基坑挖掘施工前的场地平整工作，并以基坑支护平面所标记的室外地坪标高数据为参考。基坑西北侧开挖深度为2.7m，土质主要为砂质黏性土，基坑按l∶0.8的比例放坡，在坡面喷混凝土。

对基坑东侧进行开挖，将深度控制在8.1～8.95m，按照1∶1的比例对砂质黏性土及风化岩面实施放坡，喷射60mm厚C20混凝土达到护坡效果，并在所有坡面施打φ16mmL=1200mm@1500mm土钉，挂φ6.5mm@200mm×200mm钢筋网。

2.1 基坑东南侧

（1）支护桩D-1剖面施工。坡面锚杆M1、M2、M3：HRB400钢筋C25φ110mmL=6000mm@1400mm。φl200mm@1400mm支护灌注桩的长度设置为22m，桩底端要深埋入地下室垫层以下。冠梁的类型设置为1200mm×l000mm，预应力锚索的道数为3道，即锚索YMl长度为7m、锚索YM2长度为6m、锚索YM3长度为6m。YMl为4mm×φ5mmL=22000mm@1400mm，YM2为5mm×7φ5mmL=24000mm@2800mm，YM3 为 4mm×7φ5mmL=18000mm@2800mm。

（2）支护桩D-2和D-3剖面施工。基坑挖掘施工的深度为23m，上部护坡的主要形式为坡面锚杆，采取岩石基础锚杆加固下部，采取约12mφ1000mm@1200mm的桩支护中部。坡面锚杆M1、M2、M3、M4：HRB400钢筋C25φ110mmL=12000～6000mm@l400mm。中部支护结构深入岩石1.5m，主要采取桩长12m的φ1000mm@1200mm灌注桩，冠梁为l000mm×l000mm，设2道预应力锚索，分别为长7m的锚索YMl、长6m的锚索YM2。YMl为4×7φ5mmL=18000mm@1400mm，YM2为4×7 φ5mmL=11000mm@2400mm。加固下部，需要设置4道HRB400钢筋25φ50mmL=6000～3000mm@1500～2000mm的岩石基础锚杆。

2.2 基坑西侧

（1）支护桩C-6剖面施工。坡面锚杆M1、M2、M3、M4采用HRB400钢筋C25φ110mmL=9000～6000mm@1200mm。

支护结构冠粱为1200mm×l000mm，长23m的φ1200mm@1400mm支护桩的底端深入地下室垫层下6m处。分别设4道长7m的锚索YMl、长6m的锚索YM2、长6m的锚索YM3、长5m的锚索YM4。YMl为5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM2为 5×7φ5mmL=34000mm@1400mm，YM3为 6×7φ5mmL=30000mm@1400mm，YM4 为 4×7φ5mmL=24000mm@1400mm[1-2]。

（2）支护桩C-4剖面施工。坡面锚杆分别设置为M1、M2、M3、M4、M5，采取桩长23m的1200mm@1400mm支护，支护结构冠梁为1200mm×l000mm，桩底深入地下室垫层下7m。分别设5道长7m的锚索YMl、长6m的锚索YM2、长6m的锚索YM3、长5m的锚索YM4、长5M的锚索YM5。长约16m的支护桩穿过1.5m的砂层，之间采取双管旋喷φ600mm达到止水目的。

（3）支护桩C-5剖面施工。坡面锚杆M1、M2、M3、M4、M5采用HRB400钢筋C25φ110mmL=12000～9000mm@1200mm。采取1400mm@1600mm支护，支护结构冠梁为1200mm×l000mm，长22.5m的支护桩的桩底深入地下室垫层下7m。分别设5道长7m的锚索YMl、长7m的锚索YM2、长6m的锚索YM3、长6m的锚索YM4、长5M的锚索YM5。YMI为5×7φ5mmL=42000mm@l400mm，YM2 为 5×7φ5mmL=42000mm@1400mm，YM3为 5×7φ5mmL=36000mm@l400mm，YM4为 5×7φ5mmL=25000mm@1400mm，YM5 为 4×7φ5mmL=20000mm@1400mm。长 6m的支护桩穿过淤泥层2m，之间采取双管旋喷φ600mm达到止水目的。

2.3 加固处理出土口坡道

将出口坡道设置在东侧位置，在加固土体时将钢筋土钉打入坡面上，喷100mm厚C20细混凝土并挂钢筋网来对护坡进行高效保护。在基坑支护的过程中，使用的结构材料有C30的冠梁混凝土和支护桩等。

3 灌注桩施工

灌注桩施工的主要形式为隔桩施工，在成孔施工以前，相邻桩的混凝土龄期必须满足设计的要求。按照操作步骤检查桩身的质量是否达标，桩端嵌固入基坑的底土层要＞4m，检测的数量要达到总桩数的10%。在冠梁上固定纵向钢筋，避免与钢筋笼产生碰撞，锚固长度要符合标准规范。

4 钢绞线预应力锚索施工

认真检查锚索四周的具体情况，一旦发现污染物，要立即采取措施处理干净。在砂层清孔的过程中，要使用水泥浆液事先做好加固处理。如果混凝土成孔存在一定的难度，采取加锚的方法对其进行处理。P·O42.5R普通硅酸盐水泥是锚索浆料的主要成分，在常压下的第1次灌浆为0.4MPa、0.6MPa；第2次灌浆的浆料强度＞20MPa，持续作业4～6h，注浆压力为1.2MPa、2.0MPa。

锚索体使用的高强低松弛钢绞线不得焊接，合理把控下料的施工长度。用塑料套管保护锚索，当腰梁混凝土强度达到75%后，开始施加预应力。1000kN帽型千斤顶张拉值比设计拉力值大时，支承锚具要在稳定施加张拉力值一段时间后施工。

5 基坑支护施工技术要领

5.1 灌注桩施工

（1）泥浆指标和循环使用标准。泥浆的指标中黏度、含砂率和胶体率要满足设计的标准，采取原土加水造浆护壁的方式完成黏土层成孔施工。泥浆通过循环池，经二级沉淀后进入储浆池。

（2）清孔及桩底沉渣要求。当孔达到设计深度后，开始正循环清孔，完成清孔作业并检查达标后方可进行下一道工序。将孔内原有的成孔厚渣浆置换出需要不断添加优质泥浆；砂土层和卵石层清孔泥浆比重为1.10～1.15。

（3）水下混凝土灌注要求。将坍落度控制在180～220mm，混凝土灌注过程中的水泥用量要＞340kg/m3，灌注导管φ250mm内吊放混凝土塞头。为了避免发生浇筑断桩的情况，安装导管时，其底端需要埋入水下混凝土1～1.5m处；提升导管时，保持导管底端埋入混凝土面2～3m，杜绝钢筋笼随混凝土上升，避免导管底端提出混凝土面。