长江漫滩地貌单元上的深基坑施工技术

　　摘　要：南京新城总部大厦超大超深基坑地处长江漫滩地质，在紧邻居民楼、在建地铁隧道站等周边不利环境的影响下，优化基坑支护设计，采用了基坑施工封闭降水、深基坑施工监测、回灌井与降水井快速封堵等施工技术，安全、顺利地完成了基坑与结构施工。
　　关键词：高层办公楼建筑；超大超深基坑；封闭降水；施工监测

　　1工程概况
　　1.1场地概况
　　新城总部大厦建筑群S-06地块办公楼工程，位于南京浦口开发区，建筑总用地面积25518.5m2，建筑总面积124120.0m2，地下建筑面积33900.0m2。由A、B两栋塔楼及裙房和一座整体地下室组成，地下室为地下2层，裙房为3层框架结构，A、B塔楼为23层框架核心筒结构，A、B塔楼建筑总高度为98.75m。
　　基坑面积约18229m2，基坑周长约为525.28m，基坑开挖深度8.45～10.15m，开挖土方量约170000m3。基坑围护采用钻孔灌注桩加2层钢筋混凝土支撑进行支护，外侧采用单排Φ650mm@900mm三轴深搅桩进行止水。
　　1.2地质概况
　　在建场地位于长江漫滩地貌单元，上部为第四系松散沉积层，软土广泛分布；下覆基岩系白垩系“红层”，岩性以泥岩、泥质砂岩为主，其中④2层（局部④2a层）中等风化层作为本工程的桩基持力层。
　　场地地下水主要为孔隙潜水及孔隙微承压水。勘察期间测得孔隙潜水初见水位（标高）为6.50～6.70m，稳定水位（标高）为6.23～6.55m。据区域水文地质资料表明，该地区潜水水位年变幅在1.0m左右，年最高水位可按地表下0.5m考虑。孔隙微承压水稳定水位埋深为1.90～2.45m（相当于绝对标高4.8m左右）。
　　1.3周边情况
　　基坑北侧距离迎宾大道约55m，路面下有在建地铁隧道站；西侧距离康华小区居民楼约13m，距康华小区围墙约8m，3幢居民楼为6层砖混结构，墙下为条形基础；南侧紧邻南京市浦口第四中学，距离其围墙约12m，距离其教学楼约35m；东侧距离新浦路约35m。
　　2设计支护方案
　　综合考虑地质、环境、挖深等诸方面因素，本着“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则，本基坑设计采用的支护形式为：
　　（a）整个基坑采用钻孔灌注桩加2道钢筋混凝土支撑进行支护，外侧采用单排Φ650mm@900mm三轴深搅桩（套接一孔法）进行止水；
　　（b）电梯井等挖深位置采用重力式挡墙作为支护结构；
　　（c）基坑内采用管井降低地下水位，在基坑外侧另布设16口观测井；
　　（d）桩顶及基坑面设置排水沟、集水井对地表水及大气降水进行统一疏排。
　　3施工工况及施工顺序
　　本基坑采用明挖顺作法施工，施工方法及主要施工顺序如下（图1）：
　　（a）复核周边场地标高，若不符合，按设计图纸标识的标高对基坑周边进行平整；测量放线，开挖沟槽，施工深搅桩、钻孔灌注桩、立柱桩及工程桩；
　　（b）施工管井并提前两周进行基坑降水；
　　（c）分区域分层开挖土方至第一道支撑底标高（－2.65m），浇筑桩顶圈梁及第一道钢筋混凝土支撑结构（见工况1）；
　　（d）分区域分层开挖土方至第二道支撑底标高（－6.75m），浇筑桩顶圈梁及第二道钢筋混凝土支撑结构（见工况2）；
　　（e）开挖土方至底板及垫层底标高，及时浇筑混凝土垫层，待垫层达到设计强度后开挖基坑内坑中坑（电梯井、集水坑等）土方，并及时施工坑中坑内主体结构（见工况3）；
　　（f）浇筑主体结构底板至支护桩边，待底板强度达到设计强度后拆除第二道钢筋混凝土支撑及围檩；
　　（g）施工负一层楼板及换撑结构，待负一层楼板及换撑结构达到设计强度后拆除第一道钢筋混凝土支撑（见工况4）；
　　（h）负一层侧墙及一层楼板施工，待侧墙达到设计强度后施工防水层，及时进行基坑侧壁土方回填夯实（见工况5）。

　　4基坑支护施工
　　4.1支护桩及立柱桩（钻孔灌注桩）施工
　　支护桩为摩擦桩，共484根，Φ900mm（局部1000mm）、桩长14.95～17.65m，立柱桩为摩擦桩，共161根，单桩长分23.7m、26.4m、34.5m三种，采用泥浆护壁钻孔灌注施工工艺。
　　4.2三轴深搅桩施工
　　采用三轴套接一孔法施工，一次形成单排止水帷幕（电梯井重力式挡墙）。
　　4.3基坑支撑施工
　　本工程基坑支护体系采用冠梁、腰梁及2层钢筋混凝土支撑梁体系支撑，同一层中每2根支撑梁之间用钢筋混凝土连系梁进行连接，2层支撑梁之间采用直立钢桩作为支撑，从而构成立体支撑体系，以确保支撑的安全可靠。根据本工程特点，基坑支撑采用顺做法施工，即自上而下分别施工2道支撑梁，支撑梁采用人工支小模板现浇法进行施工。
　　5管井降水施工
　　基坑采用管井进行减压降水，管井成孔Φ800mm，下入Φ360mm、Φ300mm水泥井管，基坑内共布置72口降水井，坑外共布置16口观测井。观测井结构构造等技术参数与降水井相同。降水井的施工选择回旋钻机成孔。
　　6土石方开挖施工
　　6.1土方开挖原则
　　本工程土石方工作量共计约170000m3，土方开挖时充分考虑时空效应规律，遵循“分区、分块、对称、平衡”原则，采用阶梯式多级分层放坡开挖，每层开挖深度不大于1.5m，阶梯平台宽度不小于15m，坡度小于1∶3，上下两阶挖土间隔不小于5d；挖土机械的通道布置、挖土顺序、土方外运以及材料堆放均以不影响支护结构为原则，支护段土方开挖尚应遵循“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”以及“大基坑、小开挖”的原则，开挖至设计标高后及时架设支撑，减少基坑开挖期间无支护暴露时间、宽度和深度。
　　6.2土方开挖顺序
　　综合考虑多种因素（地质、经济、安全、现场条件等），该基坑土方共分4步开挖。第1步：在支撑梁分布区域开挖到－2.65m，进行支护桩顶冠梁、第一道支撑梁施工，同时开展平面取土；第2步：待第一道支撑体系强度满足要求后，自基坑西北、西南角向东南方向后退分层取土第二道支撑梁分布区域分层开挖到－6.8m，然后进行第二道支撑梁体系施工；第3步：第二道支撑体系强度满足要求后，在基坑西北、西南角第2道支撑梁分布区域分层开挖到设计基坑底（坑底预留30cm），同时自西北向东南方向后退分层取土；第4步：分层进行其余土方开挖（坑底预留30cm），直至坡道挖除。
　　6.3土方开挖注意事项
　　（a）开挖应在支护桩、支撑、压顶梁和围檩强度达到要求后进行，挖至坑底后应及时进行局部深坑处理及坑底施工，以减少基坑暴露时间，有效控制支护结构变形。
　　（b）开挖期间，安排专人管理，防止挖土机械损坏支护结构及支撑体系。挖土机械必须按照指定的路线行驶，严禁乱走乱停，不得在基坑支护结构顶部碾压。
　　（c）开挖过程中，应注意保护已完成的工程桩、管井、监测点，不得碰撞立柱、管井，在立柱、管井附近挖土时，应在四周均匀下挖，高差不得大于2m。
　　（d）开挖期间，基坑四周严禁堆土和堆放各种施工材料、设备。等基坑支护达到设计强度时，基坑周围荷载不大于15kPa，堆土距离基坑壁边缘3m以上，且堆土高度不大于1.5m。基坑开挖期间应安排专人在基坑周边巡视，如遇漏水以及基坑变形超过允许值情况，立即停止开挖，配合抢险。
　　7支撑拆除
　　本工程基坑支撑拆除根据A、B两座塔楼位置及支撑梁设计分为A、B两个区域，拆除顺序为先拆除B区支撑，再拆除A区支撑。支撑拆除时，先各用　　　　2台镐头机对角撑连系梁进行拆除，再拆除主梁及围檩，最后拆除对撑。
　　支撑拆除主要包括支撑破碎、钢筋切割、钢筋回收、混凝土渣清理等工序。
　　后浇带部位必须按设计图纸要求设置工字钢传杆件。
　　支撑拆除应遵循“先次要构件，后主要构件”的原则，先连杆后支撑，从里向外，逐步后退，由小到大，由中间到两端的顺序进行。
成品保护：柱墙插筋保护、混凝土面保护、立柱桩支护杆件节点处保护、降水井保护、未拆除部位围檩保护。
　　8施工效果
　　与体会在基坑开挖及地下室施工过程中，我们沿支护结构顶部每隔20～25m布设一个水平位移监测点；在基坑周围道路每隔20～25m设一沉降观测点，使周边环境道路及临近建筑安全处于受控状态，基坑开挖施工对支护结构的成型质量未造成严重影响，确保了地下室的安全信息化施工。
　　基坑的降水施工对坑外地下水位影响很大，由于及时采取了坑外水位回灌的措施，有效地控制了坑外水位的变化情况。本工程在长江漫滩地质条件下进行深基坑基础施工，进一步验证了基坑支护设计的经济合理性和基坑支护工程施工的质量可靠性。