多支撑挡墙深基坑工程施工技术要点探析

摘要：随着社会的发展与进步，重视超高层深基坑施工具有重要的意义。本文主要介绍多支撑挡墙深基坑工程施工技术要点分析的有关内容。“深基坑工程”在国外又名为“深开挖工程”，具体表现在建筑物的地下部分需要进行深开挖施工。实际上深基坑只是深开挖的一种类型。目前随着我国大型建筑工程越来越多，深基坑技术的应用越来越广泛。本文在对深圳中航广场大厦工程项目的多支撑挡墙深基坑工程施工技术的具体施工与应用,对多支撑挡墙深基坑工程技术要点方案进行了阐述。

关键词：深基坑；开挖；支护；地下连续墙；应力监测

中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

一、 工程概况

本拟建深圳中航广场大厦工程项目场地位于深圳市深南东路与中航路交汇处，天虹商场北侧，都会电子城与佳和大厦西侧。拟建大厦为一多用途设施，包括一座52层办公楼、一座40层服务式公寓及5～6层商业裙楼；设有四层地下室，深约20m。

根据本次勘察结果，勘察范围内的特殊性岩土主要为人工填土、风化岩和残积土，依照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，本工程重要性等级为一级，场地复杂程度、地基复杂程度均为二级。

二、基坑支护技术方案的选择与比较

1、 基坑周边环境条件

本场地基坑深度达20m，基坑边缘与地下管网及邻近已有建筑浅基础（北边有中航物业管理办公楼，东有都会电子城和佳和华强大厦，南有天虹商场）边缘净距＜0.5h；东南角的佳和华强大厦地下室限制了锚杆施工范围，邻近已有建筑浅基础和深南大道下地铁对基坑降水可能引起的变形控制要求严格，基坑工程一旦发生工程事故后果很严重。

2、基坑岩土工程条件

根据本次勘察，场地基坑侧壁遇到的主要地层为：杂填土①1及素填土①2、冲洪积粉质粘土②、残积砾质粘性土③1、残积粘性土③2及全风化花岗岩④。组成坑底地层为残积砾质粘性土③1、残积粘性土③2、全风化花岗岩④及强风化花岗岩⑤。基坑开挖深度为20.0m。场地内各地层均属弱透水性地层，地下水稳定水位埋藏深度为0.50～8.30 m，水位标高介于3.05～12.01m。

3、基坑支护安全等级确定

根据上述基坑周边环境及岩土工程条件：基坑周边环境条件很复杂，破坏后果很严重，基坑深度＞14m，基坑边缘与邻近已有建筑边缘净距＜0.5h，按照深圳市标准《深圳地区建筑深基坑支护规范》(SJG05-96)，本工程基坑工程安全等级为一级。

4、基坑支护选型

根据本基坑工程重要性及场地周边环境，可排除坡率法、基坑外降水、土钉墙支护、深层搅拌桩支护、悬臂式排桩支护和钢板桩支护等基坑支护方案，可供选择的基坑支护型式有：1、挖孔、钻孔灌注桩加多层锚杆（或内支撑），止水帷幕截水后基坑内降水；2、地下连续墙加多层锚杆（或内支撑），基坑内降水。各种基坑支护方案综合比较如下表1.1。

表1.1 基坑支护技术方案综合比较

本基坑支护工程安全等级为一级，为确保基坑开挖、地下室结构施工的顺利进行和施工安全，减少或避免对周边环境的不利影响，基坑工程施工时应对于东侧的挡墙采取相应的防护措施。

地下室四层深约19.5米，在塔楼下桩承台约为3.5米厚，而在裙楼下底板均约为1.1米厚，所以地下室开挖约20.6米至23米（连拟建桩基承台）。最终开挖标高为-8.35m至-9.85m。根据现场环境，基坑开挖边缘邻近建筑物（北边有中航物业管理与公楼，东面有都会电子城和华强大厦，南有天虹商场），所以基坑工程的变形控制要求较严格，但因为基坑工程安全等级为一级。考虑适应性，工程造价及周边环境之影响，采用地下连续墙加多层内支撑顺筑法较可取，建议地下连续墙埋深于中风化岩层，以满足抗渗及稳定性要求（尤其基岩较浅区域），亦为地质勘察报告书之建议。地下连续墙厚度为800mm。所有地下连续墙嵌岩至少300mm，最低标高为-15.0m至-34.0m。地下连续墙将采用C35之配制混凝土，但设计将依C30混凝土以考虑地下水因素。根据上述基坑周边环境条件、岩土工程条件以及本地区成熟工程经验，本基坑建议采用地下连续墙加多层内支撑的基坑支护型式。

为了保证基坑工程施工的顺利进行，在基坑支护设计时，应对周边建筑物的基础形式进行调查，支护结构应避开周边建筑物基础；在基坑施工过程中，要求对基坑和周围环境进行监测，为基坑信息化施工提供依据，避免事故发生。

5、地下水控制

当基坑开挖时，将可能出现地下水，因此，在基坑开挖过程中必须采取有效的排（降）水措施。根据场地的水文地质条件，建议采用水泥搅拌桩、旋喷桩形成止水帷幕封闭止水；基坑开挖时基坑排（降）水可在基坑内设置明沟、集水井，通过水泵向基坑外排水，并在基坑顶部设置截水沟，防止基坑外地表水流入基坑。但基坑开挖和降水后，场地周围地下水位会下降，将对周边环境产生一定的影响。如地面路基下沉，地面开裂。必须采取有效的防范措施。

三、多支撑挡墙深基坑开挖支护技术要求

根据地下水埋深及地质情况，同时结合支护桩设计长度，从结构安全、稳定和施工可操作性及施工对邻近建筑物的影响等因素综合考虑后采用冲孔灌注桩。支护桩技术要求如下：

支护桩施工之前，应查明周边建筑物和公用设施位置，避免施工造成影响和破坏，对邻近的建筑物、地下管线应采取措施进行保护。

应对每根工程桩的桩径、桩位、桩深、沉渣厚度以及垂直度进行跟踪检查，应满足施工规范相关要求。

支护桩沉孔至设计要求深度后，清孔应分两次进行，第一次清孔在成孔完毕后立即进行，第二次清孔在灌注混凝土导管安装完毕实施，清孔结束后应

保持水头高度，并应在30分钟内灌注混凝土，中途不得中断。

护壁泥浆制备应选用高塑性黏土或膨胀土，泥浆应根据施工机械、工艺以及穿越土层情况进行配合比设计。

四、多支撑挡墙深基坑总体开挖方案

地下室开挖施工方案将采用顺筑法建造地下室及支撑将采用横向混凝土支撑。施工程序如下：

安装所有监测点并量度监测站的现有数值

拟建地下连续墙之成槽施工和拟建800mm直径支柱施工

进行临时800mm直径支柱施工

安装抽水设备仪器并进行抽水测试

开挖至第一层临时支撑底部，并进行第一层临时支撑之施工。临时支撑包括临时圆环支撑，支腰横梁，系梁及主梁。安装监测点在第一层临时支撑上，并进行监测。

待第一层临时支撑达所需之设计要求C30后，开挖至第二次临时支撑底部，并进行第二层临时支撑之施工。临时支撑包括临时圆形支撑，系梁及主梁。安装监测点在第二层临时支撑上，并进行监测。

待第二层临时支撑达所需之设计要求C30后，开挖至第三层临时支撑底部，并进行第二层临时支撑之施工。临时支撑包括临时圆环支撑，只腰横梁，系梁及主梁。安装监测点在第四层临时支撑上，并进行监测。

待第三层临时支撑达所需之设计要求C30后，开挖至第四层临时支撑底部，并进行第二层临时支撑之施工。临时支撑包括临时圆环支撑，支腰横梁，系梁及主梁。安装监测点在第四层临时支撑上，并进行监测。

待第四层临时支撑达所需之设计要求C30后，开挖至最终开挖深度-8.35m至-9.85m。

开挖完成后，开挖面需以100mm混凝土垫层施工。

五、地下连续墙加多层内支撑的基坑支护施工工艺流程

地下连续墙加多层内支撑的基坑支护施工的主要工序包括：测量放样、导墙制作、槽段划分、泥浆制备、开挖成槽、清底、钢筋网制作及吊装，水下砼灌注等。

导墙制作

导向墙是沿地下连续墙中心线设置的钢筋混凝土临时构筑物。其主要作用是作为成槽机械的施工导向、控制标高和钢筋网定位标志、防止槽壁坍塌、支承施工机械、容蓄泥浆护壁，起挡土、承台、维持稳定液面的作用，在基坑土方开挖及冠梁施工时防止连续墙顶以上的土方坍塌等。

泥浆制备

泥浆具有维护槽壁的稳定，悬浮岩碴和冷却、钻头的作用，泥浆质量的好坏直接关系到地下连续墙的质量和施工进度。采用膨润土泥粉作为制浆材料。

槽段划分

槽段划分就是确定单元槽段的长度。根据下列条件选择单元槽段长度：

（1）场地水文地质情况；

（2）根据连续墙形状和施工工艺要求；

（3）单元槽段砼浇筑强度；

（4）钢筋网制作及起吊能力。

成槽

造孔成槽是地下连续墙施工中的一道关键工序。根据地质资料和设计要求，结合施工经验及现场情况，选用旋挖机、冲击钻机及液压抓斗机进行造孔。旋挖机，在软土层造孔效率比较高，但在比较复杂地层中造孔效率就较底。冲击钻机，能够在各种复杂地层中造孔，且往复机械运动呈周期性，冲程稳定，对于形成较为稳定的孔壁和提高岩层造孔速度十分有利。采用液压抓斗造墙机进行连续墙的施工成墙效率高，槽壁较为平滑，且施工进度快，对保持槽孔稳定十分有利。

清底

成槽作业完成后，为了把沉积在槽底的沉渣清出，需要对槽底进行清孔，以提高地下连续墙的承载力和抗渗能力，提高成墙质量。

钢筋网的加工与吊装

（1）钢筋网的制作连续墙的钢筋网在现场制作，钢筋网按设计要求（包括钢筋网厚度、长度、各种钢筋规格及配置方式等）加工，钢筋网钢筋的连接方式采用搭接或单面焊缝焊接，接头位置相互错开，焊接接头的位置、数量和焊接质量按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）有关规定执行，钢筋网制作完成（含预埋件安装）后由有关技术人员检验合格后绑上标签。 （2）钢筋网的吊装根据钢筋网的重量，综合考虑起吊能力及确保连续墙质量，起吊设备的起吊能力和起吊高度。拟采用起吊设备。当钢筋网下沉至接近设计高程后用槽钢横穿钢筋网吊筋（该吊筋长度已根据钢筋网顶标高与孔口标高确定）支承于导墙顶面。校核钢筋网水平方向（确保预埋件位置准确），并将其固定，防止移动。为保证钢筋网的保护层厚度符合要求（允许偏差±20mm），在钢筋网外侧面绑上足够数量的定位砼块。钢筋网安装完毕并自检合格后，会同监理工程师对该槽段进行隐蔽工程验收，合格后及时灌注水下砼。灌注水下砼前重新复测孔底沉渣厚度，若孔底沉渣厚度超过200mm，则重新清孔，经检验合格后方可灌注水下砼。

水下砼的灌注

水下混凝土浇筑是地下连续墙施工的最后一道工序，也是最关健的一道工序。如果水下混凝土浇筑不正常，势必影响整个墙体的施工质量。

六 基坑开挖支护桩桩身应力监测注意事项

为确保基坑顺利的施工，做到发现情况及时处理，在基坑开挖及临时支护施工过程对本基坑安装不同的监测仪器，对基坑施工过程中的各项指标进行监测，以满足深圳地区深基坑开挖支护要求。

（1）监测项目为主筋拉、压应力监测，应力测试宜使用连接在倍测主筋上的钢筋测力计，将连接在其上的导线引至地面测试匣中，采用钢旋频率计后其他接收仪，按计划采集数据。

（2）接收仪首次使用之前应应进行标定，埋设前还应复检。

（3）选择测试元件的量测范围时，应与受测桩应力变值范围相适应。

（4）桩身测点选择由监测单位根据相关规范实施，监测工作与变形监测同步进行，监测频率同变形监测。

七 结语

地下深基坑施工是一个复杂而有效的过程。施工前要做好一切的准备工作并且做好相应的技术交底工作。随着高层建筑基础埋深加大，支护结构与施工问题越来越重要，大量的深基坑的出现，促使了这种特殊施工工艺的发展。通过对深基坑基础特殊工艺的分析让我们对这种施工工艺有了一个更全面的了解。本文通过对深圳中航广场大厦工程项目的多支撑挡墙深基坑工程施工技术的具体施工与应用,对多支撑挡墙深基坑工程技术要点方案进行了简单总结，希望能够对深基坑开挖与支护提供更多的解决方案。

参考文献：

[1] 莫海鸿等.基础工程【M】.北京：中国建筑工业出版社,2003

[2] 蒋国盛等.基坑工程【M】.北京:中国地质大学出版社，2000.

[3] 黄强.建筑基坑支护技术规程应用手册【M】.北京：中国建筑工业出版社,1996

[4] 宋福渊，刘小刚，程学军．建筑深基坑降水设计与施工[J]．施工技术，2007．