复杂环境下的深基坑变形控制施工技术_季标.pdf

建筑施工第45卷第1期15复杂环境下的深基坑变形控制施工技术季 标 路笑笑中亿丰建设集团股份有限公司 江苏 苏州 215131摘要：为解决深基坑在施工过程中变形超过控制值的问题，以苏州市某工程为案例，针对周边邻近轨交、老建筑、地下管线及河道等复杂环境特征，在基坑施工过程中对支护及开挖重难点采取了优化顺序等质量控制措施，以减少基坑变形和对周边环境的影响。通过基坑监测结果分析，变形值在各阶段均未超过控制值，证明了变形控制措施的有效性，具体措施可供类似项目参考。关键词：深基坑；复杂环境；弱变形；技术措施中图分类号：TU753 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0015-03 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.004Construction Technology of Deformation Control of Deep Foundation Pit Under Complex EnvironmentJI Biao LU XiaoxiaoZhongyifeng Construction Group Co.,Ltd.,Suzhou 215131,Jiangsu,ChinaAbstract:In order to solve the problem of deformation exceeding the control value during the construction of deep foundation pit,taking a project in Suzhou as a case,in view of the surrounding complex environmental characteristics such as rail transit,old buildings,underground pipelines and river courses,quality control measures such as optimizing the sequence of key and difficult points in support and excavation were taken during the construction of foundation pit to reduce the deformation of foundation pit and the impact on the surrounding environment.Through the analysis of the monitoring results of the foundation pit,the deformation value does not exceed the control value in each stage,which proves the effectiveness of the deformation control measures.The specific measures can be used for reference in similar projects.Keywords:deep foundation pit;complex environment;weak deformation;technical measures积约42 500 m2，基坑开挖深度最大为18.9 m。邻近6层老建筑的地下影院区域挖深18.9 m，面积3 000 m2，临边长度70 m。本基坑采取分坑施工，共分为、这3个分坑区域。1区主要采用钻孔灌注桩CSM/TRD止水3道钢筋混凝土支撑；、临轨分区采用地下连续墙4道支撑。非邻近地铁侧一般剖面（图1）为：坑外地面标高0.95 m，坑底标高18.40 m，挖深17.45 m；地下影院区域坑位标高0.30 m，基底深19.2 m，基坑挖深18.9 m；基坑等厚度水泥土止水墙深35.5541.05 m，水泥掺量20%。围护桩有4种：1 000 mm1 200 mm，桩长30.2 m；1 100 mm1 300 mm，桩长32.3、34.3 m；1 150 mm1 350 mm，桩长37.3 m；800 mm 1 000 mm，桩长14.2 m。基坑水平设3道钢筋混凝土支撑。1.2 水文地质条件分析基坑土方开挖深度范围内，土质情况一般。对项目施工影响比较大的土层主要为第层粉砂夹粉土层，该层主要位于第2、第3道支撑之间，因砂层在止水施工过程中容易搅拌不均匀，在基坑开挖的过程中极易发生渗漏，对周在我国，随着城市建设的不断发展，已建成的城区拆除重建、新建项目越来越多，已建成区域因处于市中心位置，周边均为既有建筑及市政管线、城市轨道交通。在苏州古城区，因建筑高度受限，基坑设计和施工正向着深度越来越大、变形控制越来越严格的方向发展。在深基坑开挖及地下结构施工过程中，基坑支护体系变形不可避免地会对周边环境产生影响。对于环境复杂的项目，需要采取有效措施减少基坑变形，尽量降低对环境的影响，保证项目的周边环境安全。1 工程概况1.1 项目概况项目位于苏州市姑苏区，基坑南侧为干将路，西侧为仓街，北侧、东侧邻近河流，距离8 m。拟建项目基坑面作者简介：季 标（1981），男，本科，工程师。通信地址：江苏省苏州市相城区澄阳路88号（215131）。电子邮箱：收稿日期：2022-07-11地基基础FOUNDATION BED&FOUNDATION20231Building Construction16立柱桩第3道混凝土支撑第2道混凝土支撑第1道混凝土支撑C20混凝土压顶240厚砖砌挡土墙厚700的CSM水泥搅拌墙楼板换撑带格构柱厚600素混凝土浇筑至围护桩边级配砂石、砖胎膜厚100素混凝土垫层GZZ1:1 1001 300有效桩长 34.30 mL37.50 m36.95 m18.40 m17.20 m13.00 m7.50 m1.65 m4.40 m10.40 mWL2WL11 200 mm800 mmGL1-11 200 mm700 mmWL314.60 m18 5503 8004 2006 00017 4503 450进入粉质黏土层不少于1.5 m0.95 m1.95 m1002002.15 m 4.10 m5 50312 340图1 非邻近地铁侧基坑支护剖面示意边环境造成影响。基底位于粉质黏土层，该层属于软塑-流塑状态，工程性质差，土方开挖及外运进度缓慢，从而影响底板施工进度，对基坑变形产生不利影响。微承压水主要存在于层粉土和2层粉砂夹粉土中，施工中应注意开挖顺序以免造成突涌，同时应控制止水帷幕穿过微承压水层。1.3 基坑周边环境分析东侧地下室外墙距内河最近5.8 m，河道深度5 m。河东侧为苏州城墙博物馆，城墙博物馆距地下室外墙18 28 m，城墙博物馆外侧为护城河（图2）。南侧距围墙约18 m，围墙外为干将东路，围墙内侧、场地南侧便道下方为轨道交通1号线盾构隧道，隧道顶埋置深度7 m，地下室外墙距盾构隧道约12.6 m（图3）。图2 基坑东侧环境现状 图3 基坑南侧环境现状基坑北侧距张家河约8 m，河道深度3 m，河北侧为规划的别墅项目，现为空地（图4）。基坑西侧距离原第三监狱围墙最近处6 m，围墙高约5 m，为浅基础，基坑变形对此建筑影响较大。围墙外为多栋26层民房。其中，6层民房距离基坑最近仅9.1 m，房屋采用天然浅基础。此区域建设有地下影院，影院区域贴近基坑边，面积约3 000 m2，开挖深度18.9 m。再往西为仓街，地下有各类市政管线（图5）。图4 基坑北侧环境现状 图5 基坑西侧环境现状2 工程特点1）基坑暴露时间长，造成基坑变形过大。本工程基坑开挖深度17.4518.2 m，局部最深为18.9 m，开挖及支护工序较多，开挖时间较长，造成基坑无支护暴露时间过长，易造成基坑及周边环境变形累计值超过警戒值。2）周边环境复杂，对变形控制要求高。基坑开挖周边1倍基坑挖深范围内分布有河流驳岸、城墙建筑、轨交1号线和6层民房等。基坑西侧埋设有天然气管等各类市政管线，周边环境保护难度较大，对基坑变形控制要求极高。3）土质条件为变形控制增加了难度。由于基坑开挖范围内对基坑变形影响不利的有层粉砂夹粉土和基底粉质黏土层，粉质黏土层为软塑-流塑状态，易产生流变现象而导致变形增加。因此，在本项目基坑施工时，需将周边环境的变形控制作为关键点，并做好基坑的止水工作，防止渗漏造成周边建筑物、管线沉降过大以及对基坑本身安全产生影响。3 基坑变形控制措施3.1 优化支撑与喷锚施工顺序在基坑开挖及支撑梁施工过程中，为避免支撑施工过程中，桩间土脱落对支撑施工人员产生安全影响，在土方开挖至基坑支撑标高后，需及时施工桩间挂网喷浆，对桩间土进行加固处理。但若先施工桩间挂网喷浆，在支撑位置，支撑混凝土与围护桩间的喷锚体强度相对较低，形成软弱层。在支撑轴向受力后此部分混凝土会被压缩密实，相当于在支撑与围护桩之间存在可压缩层，使围护桩可变形空间增大。在支撑轴力的作用下，原喷锚体被压缩，在喷锚压实的过程中围护桩测斜数据逐步增大（图6）。考虑深基坑施工周期较长，在每一个施工阶段都要控制施工对围护结构变形的影响。最终确定先施工支撑梁，支撑梁施工时将桩体表面的浮土、夹渣清理干净。在支撑施工完成后再进行桩间挂网喷浆施工，确保支撑混凝土与围护桩混凝土的直接传力，减少围护变形。3.2 底板及土方跳仓法施工因基坑南侧邻近轨道交通，为避免基坑暴露时间长，导致基坑围护变形增大，从而进一步对轨道交通产生不利影响。原围护施工方案，最后一层土方采用由北往南的按季标、路笑笑:复杂环境下的深基坑变形控制施工技术建筑施工第45卷第1期17图6 围护桩间挂网喷浆先施工示意序开挖，减小南侧邻轨侧的基坑暴露时间，整个底板分为19个分区施工（图7）。土方开挖计划北区南区土方底板施工完成底板完成底板完成底板完成底板完成底板完成垫层完成底板完成底板完成垫层完成垫层完成垫层完成垫层完成垫层完成底板完成垫层完成2号1号9号4号、6号8号3号7号5号19号17号18号15号14号16号10号11号12号13号图7 土方开挖顺序在项目实施过程中，考虑整个底板由北往南施工周期较长，对基坑变形控制不利。因此结合土方出土坡道位置对最后一层土方开挖及底板施工方案进行调整，并组织了方案论证，将土方开挖方式变更为由南北往中间，同时结合底板跳仓法施工（图8）1-3。后浇带121314151617181911图8 底板后浇带布置示意采用跳仓法施工，减少基坑一次开挖暴露的边线长度，利用预留土方作为临边支撑点。控制相邻分块的开挖限制条件，临边区域必须等相邻分块底板施工完成后再进行开挖，可有效克服基坑“长边效应”，减小基坑时间暴露时间。采用跳仓法施工后，北半区底板施工总体顺序为21、3754、698，南半区施工总体顺序为19、17181514、1610、1112、13。3.3 优化底板分区分块底板根据后浇带划分为19个区，分区面积不均，如基坑边2区底板面积2 800 m2、10区2 700 m2，临边分区面积大、施工周期长。从每个分区土方开挖至基底到最终底板混凝土浇筑完成，施工周期约20 d。底板施工期间基坑围护结构变形不断累积。通过增加底板施工缝，减小临边分区面积，加快临边底板施工进度。确保临边底板、传力带快速施工，形成有效支撑（图9）。图9 底板增加施工缝示意3.4 支撑采用静力切割目前支撑梁拆除常规采用机械破除，破除后再使用机械在楼板上清理混凝土碎渣，机械破碎振动大，还会产生粉尘、噪声，对周边造成环境污染且严重扰民，对止水帷幕的质量影响较大。考虑本工程基坑紧邻有6层民房、开挖深度深、周边环境复杂，且支撑梁拆除时止水帷幕已施工完成2年，止水效果已弱化。综合以上情况，现场支撑梁采用静力切割后拆除4-7，切割后的支撑条块采用50 t吊车吊出基坑，再运输至场外进行破碎，将拆撑对周边环境影响降至最低。采用静力切割大大提高了施工