留坡挖土技术在超深基坑中的应用

摘要：以某基坑工程实践案例，分析留坡挖土技术在超深基坑工程中的应用。

关键词：留坡挖土 超深基坑

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

在超深基坑工程中，留坡挖土技术通过与不同挖土方式组合使用，既可加快施工速度，又可节省砼栈桥坡道的造价，是一项非常实用的开挖技术。

一、工程概况

某大型超高层建筑，项目总建筑面积181607.4m2，地上建筑由东西塔楼和中间裙房组成。东塔楼45层，高度188.5m；西塔楼49层，高度174.3m；裙楼4层，高度22.5m。塔楼采用框架-剪力墙结构，裙房采用框架结构。工程设3层地下室，地下一层楼面标高为-5.1m，地下二层楼面标高为-9.6m。基础采用桩基和筏式厚底板，桩基采用钻孔灌注桩结合后压浆工艺。

基坑呈矩形，东西长约165m，南北方向宽约75m，占地面积约为12000m2。东西塔楼基坑挖深为17.50m，裙房基坑挖深15.70m，主楼电梯井挖深为23.2m。四周道路距离地块红线平均6-7m，且有给排水、燃气等市政管线，周边环境复杂。

场地浅层为填土层，中深层主要为粉质粘土、粉土和粉砂层。其中第9层粉砂土的平均渗透系数为Kv=9710-6cm/s，Kh=15010-6cm/s，透水性强，水头压力大，因而本基坑的止水要求很高。

二、基坑支护结构

本基坑平面尺寸大，开挖深度深，且含有流变土层，因而支护要求极高。最终确定的基坑支护结构方案如下：

1、自然地面向下至-3.7m，采用放坡形式，放坡坡度控制1：1至1：1.2之间，边坡表面采用60厚钢丝网混凝土做护坡处理。

2、相对标高-3.7m以下范围，采用钻孔灌注桩结合三轴水泥土搅拌桩的围护形式。钻孔灌注桩直径900间距1100，主楼桩底标高-29.5m，裙房桩底标高-27.7m；三轴水泥土搅拌桩直径650，采用套打工艺，桩底标高统一为-19.7m。

3、坑内设两道钢筋混凝土支撑，第一道支撑顶标高-3.7m，截面高度800，围护桩顶设截面1200×800的压顶圈梁；第二道支撑顶标高-10.7m，截面高度800，周边设置900×800的围檩。两道支撑平面布置相同，均采用两端环形桁架加、对撑加中央栈桥的形式。为先施工塔楼，控制总体工期，东西塔楼均位于环形桁架与对撑之间的空当处。

4、塔楼电梯井周边采用直径800的二重管旋喷桩围护，桩底标高-29.0m，共设6排，加固宽度4.05m。坑内支撑采用对撑加角撑的H型钢支撑。

三、土方开挖方案

由于基坑支撑平面对称布置，因而土方开挖时，均以中间栈桥为界限将基坑分为东西两个作业段，同时开挖、平行施工。

1、第一层土方开挖

该层开挖范围从自然地坪至第一道支撑底标高（-4.5m）。分段内采用盆式开挖，盆中土方由南北向对撑位置向四周退挖，在中间栈桥位置留设临时土坡作为两个分段共用盆边，土方车通过土坡下到坑内。先在盆中位置开挖至第一道支撑底标高，施工南北向对撑；再退挖基坑周边土方，施工环形桁架支撑；最后由南向北挖除基坑中间临时土坡，并流水作业完成支撑栈桥。

2、第二层土方开挖

第二层开挖范围为第一道支撑底（-4.5m）至第二道支撑底（-11.5m）。施工段内采用岛式开挖，沿对撑各留设一道宽度为10m、坡度1：10的土坡，作为通道。在-8.5m标高设置中转平台，位置在环形桁架支撑和对撑中间空当的南侧。

开挖时，先从四周向中转平台位置退挖，同时留设土坡。由于第一道支撑的中间栈桥最后浇筑，混凝土未达设计强度，因而挖至-8.5m后，先开挖东西两侧角撑和环形桁架支撑；角撑完成后，再开挖对撑和栈桥；最后挖除土坡，施工第二道支撑剩余部分。

3、第三层土方开挖

第三层土方开挖范围为第二道支撑底（-11.5m）至坑底。施工段内采用岛式开挖。第二道支撑完成后，在中间栈桥左侧填筑一道宽度为10m、坡度约为1：10的土坡，作为车辆进出的一级坡道，坡顶在第一道支撑顶（-3.7m），坡底在第二道支撑顶（-10.7m）。回填土坡采用对拉土钉加固，使用Ф48×3.0钢管，间距1200，有效长度6～9m。边坡采用钢筋网喷射混凝土护坡，坡道表面浇筑200mm厚C30素混凝土面层。

塔楼部位挖深为6m，在-15.5m标高设置二级中转平台。先从四周向二级中转平台位置退挖，同时留设坡度为1：10的二级土坡。开挖至-15.5m后，先开挖周边角撑部位土方。采用分块跳挖施工方法，每块长度不超过20m，块间间距不小于5m。角撑部位挖至坑底后，再开挖二级中转平台和二级坡道部位土方。

塔楼部位开挖到坑底时，开始裙房部位的土方开挖。先用镐头机破碎坡道混凝土面层，再用一台1m3挖土机由南向北退挖；退至北侧基坑边时，采用一台加长臂挖土机停靠在栈桥部位取土，直至全部土方挖运完毕。

4、电梯井深坑土方开挖

为确保基坑稳定，坑中坑的土方要求在基坑大面积底板浇筑完成后再进行开挖。由于深坑底标高与大底板标高高差大，且深坑面积狭小，因此在开挖第三层土方时，深坑部位也先挖除1.8m厚的土方。大底板浇筑完成后，采用0.3m3挖土机在坑中坑内挖土，用两个1.2m3的吊斗配合，将土方吊运至坑顶的运土车辆，土方开挖完成后用汽车吊将小挖土机吊出基坑。

5、注意要点

土方开挖过程中，严格控制坑内临时边坡坡度不大于1：1.5；作为车辆进出通道的土坡，开挖后及时做好边坡钢筋网和喷射混凝土护坡处理。基坑支撑和地下室底板垫层必须与土方开挖密切配合、分块施工，严格控制每块开挖到位后8～16h内浇筑混凝土，从而有效控制基坑及周边环境变形。

四、结论

对于平面面积较大的基坑，编制土方开挖方案时应优先考虑留坡挖土方案，以便运输车辆下到作业层面，加快土方运输速度，缩短总工期，从而达到有效控制基坑及周边环境变形的要求。利用原土留设土坡，并依据地质勘察报告进行稳定性验算，必要时可对土坡作简单处理。如土质条件较差，土坡加固成本高、工期长，则不宜留坡挖土，应考虑浇筑栈桥坡道等其他方式。