复杂环境下的超大、超深基坑支护设计及施工控制策略

复杂环境下的超大、超深基坑支护设计及施工控制策略

唐百川

中建二局第三建筑有限公司 广东广州 511400

摘要：随着当今社会经济的发展与城市化进程的加快，越来越多复杂环境下的工程出现。而在复杂环境条件下，大型建筑工程的建设施工中，超大、超深基坑的设计和施工控制是一项关键内容。基于此，本文就对其设计与施工控制进行分析，以此来为此类工程的质量与安全提供良好保障。

关键词：复杂环境；建筑工程；超大超深基坑；支护设计；施工控制

引言：在复杂环境中的超大超深基坑施工中，良好的支护设计和施工质量控制是确保整体工程质量与安全的关键。因此在具体的施工过程中，相关单位一定要通过合理的施工设计与良好的控制策略来保障施工质量，并为整体工程的安全应用奠定良好的技术基础。

1. 工程概况

本次所研究的是某建筑工程项目中的超大超深基坑施工。在该工程中，深基坑的总面积可达19万m²，其平均开挖深度是21m，局部开挖深度可达27m，属于典型的超大超深基坑。场地北侧靠近七号线汉溪长隆站及附属风亭等结构物，最近距离不足6米；西侧靠近三号汉溪长隆地铁站及汉溪长隆-市桥区间隧道结构，距离约6米，其中地铁C出入口伸入本基坑内部，需要废置并改造到基坑外侧。地形较平坦，标高约24.0米，局部低洼标高20.78m，南部填土堆高程28.82m。场地位于珠江三角洲海相冲积平原中部，风化剥蚀残丘地貌。本次主要对其支护设计和施工方案进行分析。

二、基坑的支护设计分析

（一）地下连续墙与围护桩设计

在该基坑的支护施工中，其地下连续墙是两墙合一形式，底墙厚1m，通过注浆法对底部做加固处理，让底端的承载力得以充分发挥。其顶部标高是19.85m。在没有坑中坑的区域内，连续墙深度是10~16m；在开存在坑中坑的塔楼区域内，连续墙是坑底标高下埋深8m。施工中，连续墙的厚度均按照图纸设计控制为1m或1.2m。

支护桩φ1200mm桩顶标高21.050m，桩底标高-5.55m~10.15m之间，采用水下C35混凝土，桩端持力层为全风化混合花岗岩。支护桩位于基坑北侧、东北侧，7种剖面结构形式，共计280根，根据工期节点要求，拟将支护桩分两个区段，每个区段分别含140根支护桩。

2. 土体加固设计

为实现基坑变形的良好控制，保障其稳定性，本次设计中，靠近地铁3号线病害区位置的深基坑的坑外采用双排三轴搅拌桩加固，桩径850mm、桩间搭接250mm。对于连续墙内部30m距离的范围内，主要通过高压旋喷桩的方式进行加固处理，旋喷桩规格是φ600mm，其中的水泥为普通硅酸盐水泥，掺量是20%，在28d龄期之内，其无侧限抗压强度应达到0.2MPa以上^[1]。

2. 立柱桩及钢立柱设计

立柱桩主要包括型钢立柱和立柱桩两部分，上部型钢立柱为钢构件，下部立柱桩为钢筋混凝土钻孔灌注桩基础，本工程立柱桩分两种桩型，LZZ1桩为摩擦端承桩。要求桩端入中风化，施工必须确保设计桩长及桩端进入持力层的深度。LZZ-1a、LZZ-1b桩为端承摩擦桩。桩端入强风化，施工必须确保设计桩长及桩端进入持力层的深度。立柱桩混凝土采用水下混凝土，抗渗等级为P8。

2. 支撑围护设计

在本次超大超深基坑的支撑围护设计中，其支撑体系为钢筋混凝土形式，整体基坑平面通过边桁架与一字对撑的方式进行支撑，并在第一道支撑上进行了很多混凝土栈桥设置，以此来为后续的土方开挖和地下室施工提供足够便利。本次工程中，竖向共进行了三道支撑设计，具体设计情况见下表：

冠梁、腰梁及支撑材料采用C30混凝土，平面五道对撑（包括板）混凝土采用EUA膨胀剂混凝土，掺量12%。冠梁、腰梁的受力钢筋焊接位置必须在以支撑为支座的1/3跨部位。跨度≥8m的混凝土支撑，均按L/400起拱。

2. 降水设计

因本次工程中的基坑开挖面积和深度都比较大，加之地势条件比较复杂，所以需做好降水处理，以此来确保施工的顺利进行。具体施工中，通过深层井点的形式进行了降水设计，并对降水所导致的地面沉降加以科学控制，尽最大限度降低施工对周边环境的不利影响。

三、基坑施工控制策略分析

（一）施工现场周边管线保护策略

具体的基坑支护施工中，为实现周边管线的良好保护，首先需要在整个施工现场进行监测点的合理布设，按照工程设计来进行检测频率和报警值的设定，如果数据达到了报警值，相关单位应立即采取合理的措施进行整改。其次是做好地铁附近的管线保护工作，因本次施工现场与地铁隧道临近，所以一定要在完成开挖48h之内做好支护，并降水井和地铁隧道入口远离，这样便可有效避免支护不及时或者是降水等情况对地铁中管线的不利影响。

2. 降水施工控制策略

为确保降水效果，应该在深基坑周边做好水位观测井以及回灌井的设置，这样便可对深基坑中的水位变化及其周边的道路沉降、位移等情况进行实时监测。然后以监测结果为依据，对回灌等的措施进行科学指导，以此来确保降水工作的实施效果。在此过程中，所有的承压水井都应该持续工作，通过试抽水时的出水速度和观测井中的水位情况来调整抽水速率。施工中，为避免停电所引起的承压水井工作中断情况，需做好备用发电机配置^[2]。另外，因为本次工程的需要分区进行施工，为避免完工基坑被临近基坑降水所影响，需要在完成施工区域的降水井中预留出一部分用作回灌井。

2. 土方施工控制策略

本次施工中，1-5层土方开挖时采用大挖机，坑中坑开挖时采用长臂挖机。因为土方量非常大，加之开挖工期短，所以本次开挖为24h轮班施工形式。为确保施工质量，需要对土方卸点、车辆路线以及出土车辆等进行合理安排，让出土速度与施工方案相符。同时应做好开挖流程的严格控制，按照分块、分条以及分层的方式进行开挖，开挖后，支护工作应在48h之内完成，开挖面上的围护墙不可在没有支撑的情况下暴露出20m以上，这样才可以有效避免围护变形情况发生^[3]。在此过程中，也需要对清障流向进行合理安排，加大机械投入，尽量选择高质高效的机械设备进行施工，以此来有效确保土方施工的效率与质量。

结束语：

综上，在复杂条件下的超大超深基坑施工中，施工单位一定要根据实际做好其支护设计和施工控制。这样才可以有效确保基坑施工质量，避免基坑施工对周边环境的不利影响，并进一步确保整体工程的施工效果。

参考文献：

[1]周杰.复杂环境超深基坑拆换撑施工技术[J].建材技术与应用,2021(02):34-36.

[2]米福生.中心城区复杂环境超深基坑支护结构设计[J].江西建材,2020(12):97-99.