楊小榮，吳 政，黃振釗，朱國(guó)飛，崔宏志，沈 俊

（1、珠海十字門(mén)中央商務(wù)區(qū)建設(shè)控股有限公司 廣東 珠海 519000；2、深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院 深圳 518060）

0 引言

圍護(hù)結(jié)構(gòu)是深基坑開(kāi)挖的支撐體系，關(guān)系著深基坑開(kāi)挖工程的安全，在深基坑開(kāi)挖工程中有著至關(guān)重要的地位［1-2］。基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系主要包括板（樁）墻、圍檁（冠梁）及其他附屬構(gòu)件；板（樁）墻主要承受基坑開(kāi)挖卸荷所產(chǎn)生的土壓力和水壓力，并將這些壓力傳遞給支撐，是穩(wěn)定基坑的一種臨時(shí)擋墻結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，以及施工技術(shù)的進(jìn)步，基坑工程領(lǐng)域有了巨大發(fā)展。近年來(lái)，基坑深度及規(guī)模加大、周邊環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越高等因素是促進(jìn)基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展的新機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了很多難題，特別是軟土地區(qū)，特殊的地質(zhì)條件使這些工程難題更加復(fù)雜化［3-4］。應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，新的技術(shù)及觀點(diǎn)也隨之不斷涌現(xiàn)，根據(jù)工程特點(diǎn)，多種基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)已得到成熟應(yīng)用［5-10］。

珠海市十字門(mén)隧道工程（南岸段）的特點(diǎn)是：①淤泥層厚；②周邊環(huán)境復(fù)雜；③基坑長(zhǎng)度大、寬度大、深度大。針對(duì)這些特點(diǎn)，本文對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工的全過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析，為類似大型基坑工程施工提供參考依據(jù)。

1 工程概況

1.1 工程概況

十字門(mén)隧道北起南灣大道，沿會(huì)展四路向南敷設(shè)，過(guò)馬騮洲水道后至橫琴島，沿榮粵道繼續(xù)向南敷設(shè)至匯通二路交叉口。隧道左線全長(zhǎng)1 881 m，隧道右線全長(zhǎng)2 633 m。隧道采用單洞雙向4車道規(guī)模，設(shè)計(jì)速度40 km/h，規(guī)劃為城市次干路，分為左右雙線，跨越水域?yàn)轳R騮洲水道。隧道起點(diǎn)位于榮粵道與匯通二路交叉口，起始段敞口段長(zhǎng)度約為170 m。雙線長(zhǎng)度分別為隧道左線長(zhǎng)度1 881 m，樁號(hào)范圍ZK0+160～ZK2+047；隧道右線長(zhǎng)度2 633 m，樁號(hào)范圍YK0+160～YK2+816.8。工程范圍包括主體隧道工程、附屬工程、機(jī)電設(shè)備工程及部分接線道路。

南岸工作井設(shè)置在榮粵道匯通七路路口以北，對(duì)應(yīng)里程樁號(hào)為YK0+675.8～YK0+740，結(jié)合南工作井集中設(shè)置隧道南岸設(shè)備用房；基坑長(zhǎng)69 m，寬30.500～39.732 m，深約34.895 m，基坑面積約2 398.7 m2。南岸工作井及設(shè)備用房地下建筑總面積3 991.16 m2（其中預(yù)留人行過(guò)江通道出入口建筑面積1 653.0 m2；設(shè)備用房建筑面積1 689.5 m2）；出地面建筑面積223.4 m2（含遠(yuǎn)期預(yù)留出入口）；南岸工作井及設(shè)備用房為全地下結(jié)構(gòu)，僅有部分出入口為地面建筑，出地面建筑有：人行過(guò)江通道出地面出入口（預(yù)留）、無(wú)障礙電梯（預(yù)留）、安全出口及地面新、排風(fēng)井。南岸工作井效果如圖1所示。

圖1 南岸工作井效果Fig.1 Effect of the South Bank Working Well

1.2 工程地質(zhì)條件

1.2.1 人工填土

本場(chǎng)地人工填土主要為素填土，分布在地表，層厚2.10～17.10 m，局部含較多的花崗巖塊石及碎石，塊石粒徑多為5～30 cm，局部粒徑1.0 m 以上，其密實(shí)程度不均勻，結(jié)構(gòu)呈松散狀態(tài)，自穩(wěn)能力差，對(duì)隧道開(kāi)挖段易產(chǎn)生失穩(wěn)、坍塌現(xiàn)象，對(duì)樁基礎(chǔ)會(huì)產(chǎn)生負(fù)摩阻力。

1.2.2 軟土

本段隧道普遍分布有淤泥、淤泥質(zhì)土；其中淤泥層埋深較深、厚度較大，其層頂埋深為5.70～17.10 m，標(biāo)高-13.90～（-1.76）m，揭露厚度4.10～15.00 m，平均10.21 m，由十字板剪切試驗(yàn)可知淤泥層屬中等靈敏性軟土；淤泥質(zhì)土層埋藏較深、厚度較大，其層頂埋深為20.10～28.50 m，標(biāo)高-25.53～（-16.74）m，揭露厚度1.50～16.50 m，平均7.55 m。

2 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工

工作井圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 500 mm 地下連續(xù)墻（疊合）+內(nèi)支撐體系，共設(shè)置六道鋼筋混凝土支撐+一道鋼支撐?；又虚g設(shè)置臨時(shí)立柱，臨時(shí)立柱樁基礎(chǔ)采用φ1 200 mm 的灌注樁，臨時(shí)立柱采用φ800、壁厚16 mm鋼管柱，內(nèi)灌C40混凝土。

工作井附屬結(jié)構(gòu)消防水池基坑長(zhǎng)26.6 m，寬9.6 m，深7.905 m，采用800 mm 厚地下連續(xù)墻支護(hù)，設(shè)置一道鋼筋混凝土支撐；出入口基坑長(zhǎng)9 m，寬8.9 m，深2.906～5.520 m，采用φ800@1 000 mm 鉆孔灌注樁支護(hù)，設(shè)置一道鋼支撐。

2.1 鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁具體施工流程，如圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁施工流程Fig.2 Construction Process of Bored Pile

根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖，合理安排成孔順序；為保護(hù)新施工完成的樁不受臨近正施工的樁的影響，鉆孔灌注樁在平面上采用跳樁作業(yè)，跳打距離不少于4倍樁徑（或最少間隔不少于36 h），施工順序?yàn)??5?9、2?6?10、3?7?11、4?8?12 跳樁施工，如圖3 所示。鉆孔樁施工前，必須試成孔，數(shù)量不得少于兩個(gè)；以便核對(duì)地質(zhì)資料，檢驗(yàn)所選的設(shè)備及施工工藝及技術(shù)措施。

圖3 跳樁施工示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Pile Jumping Construction

2.2 地連墻施工

十字門(mén)隧道地下連續(xù)墻分“一”、“L”等形式，寬度為6 m，地連墻成槽深度為22～43 m，墻厚1.0 m和1.2 m兩種（工作井1.5 m），采用C45的水下混凝土澆筑。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，地連墻接縫處為φ850@600 mm 高壓旋噴樁止水，地連墻完成后，用于抵抗開(kāi)挖卸荷引起的主動(dòng)土壓力，并不作為主體結(jié)構(gòu)的一部分。本工程地質(zhì)有較厚淤泥層，施工前需對(duì)地連墻槽壁進(jìn)行加固，再進(jìn)行導(dǎo)墻施工。具體施工工藝流程如圖4所示。

圖4 地連墻施工工藝流程Fig.4 Construction Process of Underground Continuous Wall

本工程地連墻體積較大，地質(zhì)有較厚淤泥層，部分地區(qū)入巖較深，需要提前預(yù)防施工中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，地連墻施工中常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法如表1所示。

表1 地連墻施工中常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法Tab.1 Common Problems and Solutions in the Construction of Ground Wall

2.3 立柱樁及格構(gòu)柱（或鋼管樁）施工

抗拔樁基樁采用φ1 200 鉆孔灌注樁，在地面打樁，地面澆筑?？浙@段長(zhǎng)度約為21 m；選用強(qiáng)風(fēng)化灰質(zhì)白云巖作為樁端持力層。樁身混凝土等級(jí)采用水下C35 現(xiàn)澆混凝土（格構(gòu)柱和抗拔樁共用），樁頂嵌入底板100 mm，樁身保護(hù)層厚度70 mm，充盈系數(shù)不應(yīng)小于1.1。格構(gòu)柱由4 根L200×20 等邊角鋼和綴板焊接而成；格構(gòu)柱的基礎(chǔ)采用C35 水下混凝土。格構(gòu)柱大樣和安裝大樣如圖5所示。

圖5 格構(gòu)柱大樣和安裝大樣Fig.5 Detail and Installation Detail of Lattice Column （mm）

鋼管柱分兩節(jié)加工，其中一節(jié)為20 m，另一節(jié)根據(jù)車站底板標(biāo)高情況定制。為滿足混凝土澆注要求，鋼管柱與鋼筋籠連接處對(duì)鋼管柱進(jìn)行開(kāi)孔，要求為：φ100@500 mm（梅花型布置）。鋼管柱與鋼管柱之間采用法蘭連接，鋼筋籠與鋼管柱之間采用焊接連為一體。鋼管柱大樣圖和安裝大樣如圖6所示。

圖6 鋼管柱大樣和安裝大樣Fig.6 Detail and Installation Detail of Steel Pipe Column （mm）

2.4 三軸攪拌樁施工

本工程地質(zhì)情況根據(jù)周邊建筑施工經(jīng)驗(yàn)，適合采用三軸攪拌樁進(jìn)行止水及地基加固處理。南岸施工區(qū)域三軸攪拌樁應(yīng)用于槽壁加固、止水帷幕、地基加固、重力式擋墻區(qū)域。

施工前需要做室內(nèi)配合比及試樁試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，適用本工程的擬定參數(shù)，如表2所示。

表2 地基加固施工參數(shù)Tab.2 Construction Parameters of Foundation Reinforcement

三軸攪拌樁按設(shè)計(jì)采用“二噴二攪”的施工工藝，樁位按單側(cè)跳打方式，第一次噴漿量應(yīng)控制在70 %～80 %，第二次噴漿量控制在20 %～30 %，施工時(shí)嚴(yán)格控制每桶攪拌桶的水泥用量及液面高度。具體施工流程如圖7所示。

圖7 三軸攪拌樁施工流程Fig.7 Construction Process of Triaxial Mixing Pile

2.5 降水施工

降水施工在地基加固完成之后，基坑開(kāi)挖前開(kāi)始進(jìn)行，直至地板結(jié)構(gòu)施工完畢，可延至更久。降水主要起到3個(gè)作用：①疏干開(kāi)挖范圍內(nèi)土體中的地下水，方便坑內(nèi)施工作業(yè)；②降低坑內(nèi)土體含水量，提高坑內(nèi)土體強(qiáng)度；③降低下部承壓含水層的水頭高度，確?；拥姆€(wěn)定性。

根據(jù)南岸地質(zhì)勘查報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙，本工程南岸降水井布置情況如表3所示。

表3 降水井布置情況Tab.3 Information of Dewatering Wells

為實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)性環(huán)保型施工”的目標(biāo)，在進(jìn)行工程降水過(guò)程中，需要做到“按需降水”，減少地下水資源的浪費(fèi)，減少微觀地面沉降。降水具體流程如圖8所示。

圖8 降水井工藝流程Fig.8 Construction Process of Dewatering Well

當(dāng)施工過(guò)程中出現(xiàn)降水量急劇減少時(shí)，采用人工降水對(duì)雨水井進(jìn)行回灌，阻止回灌井點(diǎn)外側(cè)建筑物下的地下水位流失，使原有建筑物的地下水位維持初始的水位高度或者降低在可控范圍內(nèi)，不影響周邊建筑物的結(jié)構(gòu)安全。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于珠海市十字門(mén)隧道工程（南岸段），對(duì)淤泥質(zhì)地層深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工全過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)分析，具有如下結(jié)論：

⑴鉆孔灌注樁在平面上采用跳樁作業(yè)，跳打距離不少于4倍樁徑（或最少間隔不少于36 h）。

⑵本工程三軸攪拌樁采取“二噴二攪”的施工工藝，樁位按單側(cè)跳打方式，第一次噴漿量控制在70%～80%，第二次噴漿量控制在20%～30%，施工時(shí)嚴(yán)格控制每桶攪拌桶的水泥用量及液面高度。

⑶為實(shí)現(xiàn)“可持續(xù)性環(huán)保型施工”的目標(biāo)，在進(jìn)行工程降水過(guò)程中，需要做到“按需降水”，減少地下水資源的浪費(fèi)，減少微觀地面沉降。