试论工程深基坑支护措施

一、工程概况

某工程紧邻地铁出入口。工程占地8868.7m2，总建筑面积14.7万m2，地下6层，地上裙楼8层，塔楼60层，共68层，总高度249.8m。在该工程施工周期中坚持科技创新，推广应用各项新技术，把绿色、环保、节能的理念贯穿始终，取得了一系列成果，保障了工程施工质量及效益。

二、工程深基坑支护措施

本工程地下6层，地下室底板板面标高-22.20m，基坑周长288m，开挖深度约22m，开挖面积约5360m2。基坑施工场地狭窄，周边遍布建筑群：南侧紧邻地铁1号线隧道，最小距离仅8m，且地下室底板低于地铁隧道底板7m；基坑另三侧紧靠6～14层的建筑群，最小距离只有3m。此外，场地地下水位高，地面以下0.55m就有地下水。为确保坑壁安全及地下室施工的顺利进行，必须采取安全可靠的支护措施。

（一）工程地质及水文条件

根据地质勘察资料，场地属丘间洼地，岩土层分布情况复杂，上部第四系覆土层较厚，夹有淤泥中砂层等软土透水夹层。场区主要含水层是粗砂层，层内贮存较丰富的孔隙水，基岩内也贮存有一定量的裂隙水，两者紧密相连，具有统一的地下水位，地下水位埋深0.55～3.1m。各土、岩层地质条件为人工填土层、粗砂层、粉质粘土层。

（二）深基坑支护设计总体方案

本工程本着安全可靠、技术先进、经济节约的原则选择基坑支护方案，综合比较后，采用了密排人工挖孔桩、预应力锚杆及槽钢角支撑相结合的支护体系。基坑支护平面布置如图1所示：

在该工程中，深基坑的东、西、北三面采用单排人工挖孔挡土桩加倾斜预应力锚杆的支护方案，锚杆排数按地质条件的不同分2排或3排，局部达到5排。深基坑的南面为地铁隧道，采用格构式人工挖孔挡土桩的支护方案，格构式挡土桩采用圆形与椭圆形桩相互间隔的排列方式，前后排桩的外壁间距为6m，部分为9m。各桩间采用压梁和暗梁相互连接，并在紧邻地铁的后排挡土桩顶水平间

距1.5m处设垂直锚杆72根，以增强基坑南侧的稳固性。深基坑隔水措施：因场区内第四系孔隙水丰富，且孔隙水与裂隙水联系密切，构成统一流场，故必须采取有效的隔水及降水措施，以保证深基坑的安全稳定。

高压摆喷墙则不受此地质条件限制，且能形成搭接良好的不透水墙，防水效果好，施工速度快，因此本工程选用高压摆喷墙作为止水帷幕。摆喷墙的钻孔孔距1.8m，摆喷角20°，采用双喷嘴扇形单墙折线连接方式。垂直锚杆的施工：采取重力格构式挡土桩加垂直预应力锚杆的支护方案。锚杆孔径200mm，终孔条件为进入中微风化岩7.0m。垂直锚杆造孔时，必须采取有效措施确保钻孔的垂直度。若锚孔采用桩内预埋管，则浇捣桩芯时预埋管的垂直度难以保证。为此，本工程的垂直锚杆采用钻穿挡土桩桩芯的施工方法，加设导向支架并增加钻机自重，且每钻进1.5m监测校正1次，确保工程质量达到设计要求。

基坑位移监测：整个基坑共设17个监测点进行桩顶水平监测。基坑开挖完成1个月后，基坑桩顶位移开始处于稳定状态，其间经受了3次长时间特大暴雨的考验，测得平均位移量为4.2mm，最大位移量仅为8.0mm，位于基坑土层较软弱的东侧。南侧垂直锚杆部分桩顶最大位移为5.5mm，平均位移3.8mm，满足基坑深度的设计要求。另外，基坑内还设置了12个沉降观测点，测得最大沉降量为8.4mm，平均7.1mm。地铁公司对地铁隧道的监测结果显示，工程的基坑支护体系没有对地铁隧道造成影响。

三、该工程主体结构施工新技术 （一）钢管混凝土柱的施工

与传统钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的承载力高、延性好，同时柱的断面尺寸大为缩小，增加了有效建筑面积。本工程钢管混凝土柱的外径由-6层的1400mm逐步缩小至58层的750mm，壁厚也相应由22mm逐步缩小至12mm。

根据本工程特点制定钢管柱的吊装方案如下：-6～-2层共5层总长18.2m的钢管柱采用汽车吊，一次吊装完成，以作为地下室施工的劲性支撑骨架；-1层以上的钢管柱则利用内爬塔吊，一次吊装2层，减少现场水平焊缝及内衬管。同时，钢管柱与核心筒之间设置变形缝，以降低两者竖向变形差的影响。此外，对钢管柱周边的梁板采用加密支顶的方法，起到对钢管柱部分卸荷的作用。

本工程采用了新型的钢管混凝土柱环梁节点。该节点绕钢管柱设置钢筋混凝土环梁以传递弯矩；在环梁中部或底部钢管外表面贴焊环形钢筋，称为抗剪环，

用于传递剪力。采用该节点后，施工难度大为降低，速度明显加快，同时节点的钢板用量大幅减少，从构造上比传统穿心节点更有优势。钢管混凝土柱采用高抛免振捣自密实高强混凝土进行浇筑，每3层浇捣1次，单节最长达18.2m。高强混凝土掺加了粉煤灰和高效减水剂，节约了水泥，提高了可泵性，一次性泵送最大高度达253m。

（二）绿色施工技术

绿色施工是实行可持续发展对建筑企业提出的新要求。本工程通过科学管理和技术创新，节约了建设资源，减少了对环境的负面影响：建筑立面采用中空夹胶Low-E`玻璃幕墙，节能环保；墙体采用轻质混凝土空心砌块、轻质墙板；使用了全新的射流稳压贮能自动供水设备，降低了施工成本，保证了施工及消防用水的可靠性；采用烟烙烬气体灭火系统，为超高层建筑消防安全设计与施工提供了宝贵的经验；另外本工程还采取了各种措施，实现了分类治理建筑垃圾、降低施工噪聲与粉尘污染、防止施工事故、美化施工环境的目标。

四、结语

结合工程案例，该工程在施工过程中，始终以满足建筑设计需求为原则，坚持绿色、环保、节能的施工理念，通过技术创新，在深基坑支护及主体结构的施工方面研究出一系列科学合理的施工方法，整体工程效益，为今后的超高层建筑施工提供了借鉴。

参考文献：

[1]方俊波，王婷.浅谈某超高层建筑结构设计及技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（13）.