尹洪江

天津住宅集團建設(shè)工程總承包有限公司 天津 300384

基坑工程是支護結(jié)構(gòu)施工、降水以及基坑開挖的系統(tǒng)工程[1-3]，在支護結(jié)構(gòu)選型合理的前提下，基坑開挖對基坑周邊環(huán)境的影響，甚至對基坑工程的安全都至關(guān)重要?；娱_挖時周圍土體及圍護墻向迎坑面發(fā)生側(cè)向移動，并伴隨地面沉降及坑底隆起，從而引起緊鄰建（構(gòu)）筑物及地下管線的側(cè)移、沉降或傾斜。基坑工程開挖必須在全面掌握現(xiàn)場場地條件、基坑支護設(shè)計方案以及施工工期要求等方面的條件后，進行合理的施工組織策劃。工程中結(jié)合地庫基坑支護與地庫外樓座基坑、工程樁相互重疊的情況，施工工序相互交叉，充分利用預(yù)留土對撐，打破了傳統(tǒng)混凝土和鋼內(nèi)撐的做法，從而不用過度加大排樁支護的剛度和穩(wěn)定性。

1 工程概況

工程規(guī)劃總用地面積52 696.90 m2，項目總建筑面積99 530.50 m2，其中：地上面積68 619.00 m2，地下建筑面積30 911.50 m2。西側(cè)為中學(xué)、北側(cè)為居民住宅、東側(cè)為物流城倉庫、南側(cè)為空地。施工設(shè)計大沽高程為16.5～18.3 m，自然地坪平均標高為16.10 m，基坑開挖深度為4.45～6.60 m，集水坑深度為6.9 m，電梯基坑深度為7.1 m?；用娣e約30 000 m2，周長約1 100 m，長度約260 m，寬度約160 m（圖1）。

圖1 基坑周邊情況示意

基坑土方開挖主要遵循 分層、分區(qū)、分塊、分段、留土護壁，先撐后挖，先形成中間支撐，后限時對稱平衡形成端頭支撐，減少無支撐暴露時間 的原則。

結(jié)合以上分析，土方開挖分為2個階段進行：

第1階段整體采取了分段分層開挖的形式，在南、北2部分開挖時采取島式開挖，形成利用基坑周圍支護和中介樁角撐組合形成G環(huán)形閉合支護形式，此時預(yù)留灌注排樁支護與預(yù)留土形成嵌固形式，形成整體平衡支護外土壓力。

第2階段由于采用臨時支撐對撐結(jié)構(gòu)與主體梁板相結(jié)和的支護形式，對預(yù)留支護的土體采用退臺分級形式開挖，開挖時由于中介樁的支護形式轉(zhuǎn)換減少支護形式向基坑內(nèi)變形，對于支護樁周邊土采取后開挖的形式進行施工，控制體系轉(zhuǎn)換過程中支護變形的最小量。

2 施工流程及操作要點

2.1 現(xiàn)場施工流程

施工流程主要為：施工準備→基坑支護施工→北區(qū)、南區(qū)土方施工→北區(qū)、南區(qū)基礎(chǔ)、傳力桿施工→換撐、支撐拆除施工→北區(qū)、南區(qū)主體傳力桿施工→中部土方施工→中部基礎(chǔ)、主體、傳力桿施工→中部換撐→斜撐拆除→中介樁、傳力桿、冠梁拆除→剩余主體施工。

2.2 施工操作要點

2.2.1 施工準備

根據(jù)基坑支護、土質(zhì)以及周邊環(huán)境情況，結(jié)合施工現(xiàn)場只有東側(cè)具備出土口的條件，為了有效控制基坑變形，基坑土方開挖和結(jié)構(gòu)施工時，采取 分區(qū)、分塊、分段，先撐后挖、限時對稱平衡形成端頭支撐，減少無支撐暴露時間 的原則，結(jié)合現(xiàn)場，土方開挖劃分為3個施工區(qū)域：2個施工區(qū)段，南、北區(qū)采取全范圍不分層分段開挖，中部區(qū)域采取一個方向分條退臺開挖（圖2）。

圖2 施工區(qū)段劃分

2.2.2 地庫基坑工程支護施工

1）沿長條形基坑周邊依次施作多根支護樁，然后在多根支護樁外側(cè)的基坑周邊連續(xù)施作多根止水帷幕樁；并且在放坡部位出土口以及坡度變形較大的地方增設(shè)抗滑樁，防止放坡后的土體滑移。

2）分別從基坑西側(cè)位置開始沿平行于基坑短邊的方向，在基坑縱向1/3和2/3處向基坑內(nèi)前后間隔設(shè)置2段中介樁；2段中介樁長度為短邊的三分之一。采用鋼筋混凝土灌注樁和冠梁組合排樁（圖3）。

圖3 中介樁剖面

3）在待澆筑斜撐位置下方的基坑內(nèi)打入多根豎托樁支撐，然后在多根支護樁的頂壁上以及2段排樁的樁頂上分別澆筑混凝土冠梁，并澆筑連接在支護樁頂壁上的混凝土冠梁和2段排樁樁頂頂壁上的混凝土冠梁之間的多根斜撐，以形成基坑上部支護結(jié)構(gòu)。所述的多根斜撐分別支撐在豎托樁支撐上，基坑上部支護結(jié)構(gòu)施工完畢后，伸入基坑內(nèi)的2段排樁與角撐形成整體。

2.2.3 南、北區(qū)施工

基坑南、北兩側(cè)基坑支護的形式為G環(huán)形的角撐支護體系，內(nèi)部沒有對撐，以及靠近角撐的部位又與先開挖的樓座有交叉，因此在開挖時全范圍不分層分段開挖，即先挖除南、北兩側(cè)基坑角撐部位的土體，可以盡早利用基坑的角撐的支撐作用，減少基坑在施工過程中產(chǎn)生的變形，然后再分塊退臺朝出土口處開挖。

1）南、北區(qū)2個基坑占地面積各約為1.2萬 m2，角部均設(shè)置內(nèi)支撐，因此先開挖G環(huán)形支撐區(qū)域的土方，然后進行G環(huán)形內(nèi)撐混凝土的施工，待支撐強度達到設(shè)計要求時，再分塊對角撐部位采用小型挖掘機進行開挖和駁運工作，開挖過程中應(yīng)特別注意機械對格構(gòu)柱的保護，在臨近部位時采取人工配合開挖。按照 對稱、均衡 的原則將角撐部位分為兩部分進行開挖，先將對稱的角撐進行挖除，即挖除S-1、N-1處的土方，然后再將S-2、N-2處的土體進行挖除。其余排樁支護處的土方在隨著角撐開挖完成后沿著閉合的方向?qū)ο蜷_挖，即按照對稱原則進行開挖（圖4）。

圖4 南、北區(qū)土方開挖示意

2）完成南、北區(qū)小基坑周邊的土方開挖后，對于靠近東側(cè)局部為放坡形式結(jié)合出土口的部位以及對于預(yù)留的中心部分的土采取分級退臺的形式進行開挖，開挖的順序為：S-3～S-6，N-3～N-6。根據(jù)土質(zhì)的情況采取分級開挖形式，開挖的坡度不大于1∶1.5，分級的厚度為3 m，在開挖中部預(yù)留對撐中心土?xí)r，根據(jù)預(yù)留土質(zhì)情況采取放坡的形式進行土方開挖，開挖的坡度不大于1∶2，完成時對于形成的土坡按照邊坡工程要求，對邊坡坡頂、坡面、坡腳和水平臺階應(yīng)設(shè)排水溝，并做好坡腳防護，在坡面采取噴射加筋混凝土形式進行防護，并且將水溝與收水井相連接以便外排，挖除后將形成如圖5所示的斷面形式，坡道寬度不小于4 m，坡道坡度不應(yīng)大于1∶8，在開挖中部施工預(yù)留土段時，對于護坡要采取人工修正護坡的形式。機械挖土應(yīng)挖至坑底以上20～30 cm，余下土方應(yīng)采用人工修底的方式挖除，以減少坑底土方的擾動。

圖5 南、北區(qū)域挖除后土對撐斷面

3）按照結(jié)構(gòu)施工圖紙對南、北區(qū)的基礎(chǔ)底板和頂板以及傳力板進行施工（圖6）。在施工頂板過程中依據(jù)先做換撐然后再進行拆撐的原則，采取基礎(chǔ)底板與圍護樁回填素混凝土的措施，并且應(yīng)在強度達到規(guī)范要求后再進行下道工序的施工。

圖6 南、北區(qū)基礎(chǔ)、傳力板施工完成

2.2.4 中部區(qū)施工

1）待南、北區(qū)基礎(chǔ)達到設(shè)計強度，并且此處屬于狹長地帶三面的支護均已經(jīng)穩(wěn)定，開始第2階段土方開挖。開挖形式采取一個方向分條退臺開挖，將2段排樁之間的原狀土體以向東側(cè)分塊朝出土口開挖，安排2臺挖掘機采取錯步分條退臺分級開挖的方式，先進行沒有角撐部位的土方開挖，開挖的坡度不大于1∶1.5，運輸土車輛坡道坡度不小于1∶8（圖7、圖8）。

圖7 對撐預(yù)留土分條退臺開挖

圖8 對撐土開挖

2）出土口處收口處理。此處收口處支護形式為工字鋼抗滑樁與深層攪拌樁形式，開挖形式采取2次放坡形式開挖，由于抗滑樁樁頂標高高于土坡標高，采取2次開挖可避免對抗滑樁以及止水帷幕的擾動，第1次放坡坡度為1∶2，第2次放坡坡度為1∶1.5。

3）按照施工圖紙對中部的基礎(chǔ)以及傳力板進行施工，并根據(jù)換撐要求，待回填素混凝土強度達到規(guī)范要求后再進行斜撐的拆除（圖9）。

圖9 中介樁拆除

3 施工措施

3.1 安全措施

3.1.1 基坑防護安全保證措施

依據(jù)監(jiān)測單位的監(jiān)測方案，設(shè)專人負責(zé)對基坑支護變形進行監(jiān)測?；又苓呿毎惭b防護欄桿，防護欄桿的高度和位置按照規(guī)范進行設(shè)置，防護欄桿自上而下采用安全立網(wǎng)封閉。

基坑外四周設(shè)置截水臺及排水溝，并設(shè)置三級沉淀池，抽排水經(jīng)過沉淀后排入市政管網(wǎng)。坑邊荷載（積土、料具堆放，道路）與槽邊距離符合規(guī)定。基坑坡頂以外2 m處設(shè)安全護欄；坑頂2 m范圍內(nèi)嚴禁堆載，2 m外荷載≤15 kPa。

3.1.2 基坑開挖安全保證措施

破超高位樁頭時應(yīng)注意安全，周圍不得有其他施工人員工作。配合清土的工人戴好安全帽，嚴禁在挖機的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)工作。土方開挖中若遇地下管道、電線電纜，必須經(jīng)過相關(guān)部門的核查，待確認無誤后方可對其進行切斷或處理。施工前檢查基坑有無坍塌危險，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，危險地段設(shè)立安全標志，以免人員不慎造成損傷。夜間施工要有充足的照明設(shè)施，主要通道不留盲點，危險區(qū)域設(shè)紅色警示燈，全部工人穿反光背心，并配備充足的對講機。

加強基坑監(jiān)測工作，發(fā)現(xiàn)異常問題應(yīng)及時報告相應(yīng)單位，并要求圍護設(shè)計單位在最短時間內(nèi)給出相應(yīng)的加固處理意見。

3.1.3 機械安全保證措施

機械操作人員必須經(jīng)過專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)，考核合格后，持證上崗。嚴禁酒后作業(yè)。

在作業(yè)過程中，操作人員不得擅自離開崗位或?qū)C械交給其他無證人員操作。機械運行時，嚴禁接觸轉(zhuǎn)動部位和進行檢修。在修理裝置時，應(yīng)使其降到最低位置，并應(yīng)在懸空部位進行安全支撐。

遇到下列情況，應(yīng)立即停止作業(yè)：填挖區(qū)土體不穩(wěn)定，有坍塌可能；發(fā)生大風(fēng)、暴雪、大霧等情況時；施工標記及防護設(shè)施被損壞；地面涌水冒泥，出現(xiàn)陷車或因下雨發(fā)生坡道打滑時；工作面凈空不足以保證安全作業(yè)時；地下設(shè)施未探明時；出現(xiàn)其他不能保證作業(yè)和運行安全的情況。

當機械發(fā)生重大事故時，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)必須及時上報、組織搶救、保護現(xiàn)場、查明原因、分清責(zé)任、落實及完善安全措施，并按事故性質(zhì)嚴肅處理。

夜間工作時，現(xiàn)場必須有足夠照明，機械照明裝置應(yīng)齊全完好。

3.2 環(huán)保措施

3.2.1 土方運輸

1）現(xiàn)場出入口派專人指揮車輛進出，確保安全。土方車輛按順序依次裝土，出場前由人工清掃后擋板、兩側(cè)擋板沿口余土，清掃和清洗輪胎后方可出場。從大門口至巷道路上鋪設(shè)土工織物，派專人進行打掃。土方車輛進行苫蓋，防止土方灑落?，F(xiàn)場施工車輛應(yīng)按規(guī)定路線進出，確保工程順利施工至結(jié)束。

2）在大門設(shè)置沖車泵，對出門的車輛進行沖洗。

3.2.2 道路防遺灑措施

1）挖掘機裝車不得過滿（運輸車上土方堆放最高點不得高于槽幫500 mm，邊緣低于槽幫100 mm）；車輛行進途中拐彎要慢行，防止甩土。車輛出場前由專人檢查上蓋，上蓋關(guān)閉不嚴的車輛嚴禁出場。

2）各出入口設(shè)專人清掃車輛。

3）現(xiàn)場門口設(shè)置醒目的提示牌，以提示司機及有關(guān)人員在執(zhí)行運輸任務(wù)時注意防止遺灑。

4）設(shè)置沖車泵、洗車池，清洗車輪，現(xiàn)場及周邊道路覆蓋密目網(wǎng)，安排專人及時清掃。

3.2.3 防揚塵措施

配備一定數(shù)量的灑水車及霧泡機，經(jīng)常對施工場區(qū)灑水，對施工道路、場地采用適當硬化或覆蓋草袋等措施，消除揚塵源。

3.2.4 減少擾民措施

施工中定期進行回訪，對反映的問題加以重視，妥善解決。加強對參與施工職工的入場教育，杜絕人為的擾民問題。

4 結(jié)語

本文介紹的中介樁復(fù)合對撐土方開挖施工技術(shù)，充分利用了土壓平衡原理，在開挖方式上通過預(yù)留土超大跨度主對撐，借鑒眼鏡法對稱分區(qū)開挖，變多道對撐為單道主對撐。

超大跨度主對撐長達160 m，采用樁土結(jié)合，復(fù)合支護，土體作為主對撐，橫向傳遞側(cè)向土壓力，支護樁基對預(yù)留土體進行約束和復(fù)合承載水平土壓力。根據(jù)基坑支護形式，采取了灌注樁排樁圍護墻、型鋼水泥土攪拌墻、局部鋼柱抗滑樁結(jié)合；止水形式采用水泥土攪拌樁帷幕，角部采用鋼筋混凝土水平斜撐，中部采用布置2道平行灌注樁排樁圍護墻，內(nèi)撐采用鋼筋混凝土桁架形式水平斜撐。

對于中介樁支護在不同時段的受力形式的轉(zhuǎn)換，根據(jù)基坑內(nèi)中介樁支護與預(yù)留土的分隔采取了分段開挖施工方式，利用灌注樁與預(yù)留土之間的土拱作用形成整體，以樁土結(jié)合的形式形成基坑超大跨度對撐，先進行中介樁兩側(cè)基坑開挖，再進行中部預(yù)留土開挖。