0 引言

　　基坑工程提高了土地利用率，缓解人类居住和活动空间的矛盾，因而基坑工程得到发展^[1,2]。在城市中开挖基坑，周边环境敏感，建筑物密集、地下管网复杂、交通疏解困难、环境风险大^{[3,4,5,6,7,8]}。如何确保基坑开挖过程中的施工安全，成为重要研究课题。本文依据南京市燕子矶G32A地块基坑工程，阐述基坑工程的关键施工技术。

　　1 工程概况

　　南京市燕子矶G32A地块位于南京市栖霞区，经五路以西、栖霞大道以北、宜春街以南和怡宁路以东，占地面积36 469m²、总建筑面积295 296m²，如图1所示。基坑周长约700m，其中基坑北向边长约170m、东西向边长约210m，基坑面积约32 441.85m²，靠近在建7号线与6号线万寿村站，东侧支护排桩外边线距离在建6号线车站基坑约32m，南侧支护排桩外边线距离7号线车站基坑约22.4m。基坑支护采取排桩+止水帷幕形式，其中排桩桩径分别为900,1 000,1 200mm 3种，桩长为20.95～29.15m;止水帷幕在基坑东侧及南侧使用高压旋喷桩，西侧及北侧采用压密注浆形式。基坑开挖深约18.5m，坑中坑深度为21.10m，采用2道混凝土支撑。基坑降水主要采用明挖明排，基坑内采用集水坑及明沟疏干，基坑外设置排水沟、集水井疏排地表水及大气降水，排桩间视漏水情况采用挂网喷射混凝土加泄水的方式。

　　图1 拟建基坑平面 

　　2 工程地质条件

　　场区地貌单元为阶地，钻探时场地正在整平，原始地形地貌不复存在，场地地形略有起伏，地面标高为23.970～29.870m，孔口最大高差为5.90m。依据钻探揭示成果，将场区地层分述如下。

　　1)(1)₁杂填土层灰褐～灰色，主要由软塑状黏性土、混凝土块、碎砖、块石等建筑垃圾混填，粗颗粒含量30%～50%，最大粒径10～20cm，土质不均，松散，分布厚度不均。堆填年限约5年。

　　2)(2)₁粉质黏土层灰黄色，可塑，含少量铁锰质结核，土质较均匀，稍具光泽，干强度及韧性中等，无摇振反应，中低等压缩性。

　　3)(2)₂粉质黏土层灰色，软塑，土质较均一，稍具光泽，干强度及韧性中等，无摇振反应，中等压缩性。

　　4)(3)₁粉质黏土层灰黄色，硬塑为主，局部可塑，含少量铁锰质结核，土质较均一，切面有光泽，韧性中等，干强度中等偏高，无摇振反应，中等偏低压缩性。

　　5)(5)₁强风化含砾砂岩层灰黄色，密实状态，风化成粗砂夹砾石状或碎块状，砾石含量5%～20%，砾径一般为0.5～2.0cm，岩芯呈碎块状，裂隙发育，岩芯采取率一般为45%～60%，手捏易碎，结构大部分被破坏，岩体极破碎，岩体基本质量为Ⅴ级。

　　6)(5)_2A中风化含砾砂岩层灰黄色、青灰色，含砾砂岩中砾石含量5%～20%，砾径一般为0.5～2.0cm，砾石以硅质为主;岩芯呈大碎块状及短柱状，短柱状长约20cm，岩芯采取率一般为75%～90%，岩石质量指标RQD一般为50%～60%，裂隙较发育，岩体较破碎，属于较软岩，岩体基本质量为Ⅳ级。

　　7)(5)_2B中风化含砾砂岩层灰黄色、青灰色，含砾砂岩中砾石含量5%～20%，砾径一般为0.5～2.0cm，砾石以硅质为主;岩芯呈长柱状、短柱状，以长柱状居多，岩芯采取率一般为85%～95%,RQD一般为80%～90%，裂隙稍发育，岩体较完整，属较硬岩，岩体基本质量为Ⅲ级。

　　3 基坑施工关键技术

　　3.1 分区分块对称平衡开挖

　　在平面分区上，基坑分东、中、西3个大区，如图2所示，施工顺序共分为5个阶段:(1)第1阶段配备4台旋挖机、1台三轴搅拌机，南侧为三轴搅拌桩，西区为支护排桩、立柱桩;(2)第2阶段配备4台旋挖机、2台压密注浆设备，中区北侧压密注浆，中区为支护排桩、立柱桩;(3)第3阶段配备4台旋挖机、2台压密注浆设备、1台高压旋喷桩机，东区北侧压密注浆，东区支护排桩、立柱桩，南侧高压旋喷桩，完成基坑封闭;(4)第4阶段土方开挖至第1道混凝土支撑下0.5m完成顶圈梁和首道支撑施工，完成栈桥及基坑降水等工作;(5)第5阶段继续开挖至第2道混凝土支撑下0.5m，完成第2道支撑及降水等工作。

　　图2 基坑分区分块开挖施工 

　　开挖工序如下:(1)施作支护桩和立柱桩;(2)基坑北侧土方开挖至圈梁底并施工圈梁，待圈梁达80%设计强度后，开挖土方至支撑底，施工北侧第1层腰梁及第1道钢筋混凝土支撑，南侧放坡至圈梁底，分层施工GFRP土钉;(3)基坑北侧圈梁、第1道混凝土支撑达80%设计强度后，开挖土方至第2道支撑底，施工腰梁及第2道混凝土支撑;基坑南侧圈梁达80%设计强度后，开挖土方至支撑底，施工南侧腰梁及钢筋混凝土支撑;(4)开挖至基坑底标高后，及时浇筑垫层至支护桩边，待垫层达80%设计强度后人工掏挖承台、电梯井等;(5)浇筑地下室底板至支护桩桩边;(6)基坑北侧待底板及换撑结构达80%设计强度后，拆除第2道混凝土支撑及腰梁，基坑南侧待底板达80%设计强度后，拆除钢筋混凝土支撑及腰梁;(7)继续向上施工至地下室主体结构，完成地下1层顶板及换撑结构施工;(8)待地下1层顶板、换撑结构达80%设计强度，基坑北侧拆除第1道混凝土支撑，并施作主体结构至±0.000，基坑南侧继续向上施工至主体结构±0.000;(9)回填压实地下室外墙与支护桩间土方，继续施工主体结构至封顶。

　　通过分区分块开挖技术，从第1道支撑至基坑底部，围护桩及结构变形始终处于允许范围，根据围护桩结构工程设计位移包络计算，最大位移为22.50mm，经现场实际监测表明，围护桩最大位移为25.60mm，远小于基坑规范的沉降值要求。

　　3.2 硬质岩层围护结构施工技术

　　围护桩及立柱桩均需插入(5)_2A中风化含砾砂岩，该场地地质情况起伏较大，基坑每条边的入岩面和土层情况均有较大变化，因此施工前选取5个位置进行试成孔试验。试成孔时发现，岩层强度远超勘察提供参考值，地质勘察报告显示中风化岩层(5)_2A层的平均强度约22MPa，属软岩，如表1所示。经试成孔取芯后，将取出的岩样进行抗压强度试验，在深18～19m处，岩芯抗压强度近70MPa;20～21m处，岩芯抗压强度近30MPa，与地质勘察报告显示差距较大，大大降低施工进度(试成孔在硬岩中的钻进速度约1m/h)。

　　表1 岩层饱和单轴抗压强度 

　　MPa

　　施工时，配备开口钻(适用于强度<25MPa的岩层)和取芯钻头(适用于硬岩)，2种钻头结合使用，以此应对本工程复杂地质，施工流程如图3所示。

　　图3 围护桩施工流程 

　　3.3 邻近地铁施工技术

　　根据设计要求及施工经验，在远离地铁侧进行原位试成孔施工，并根据现场实际施工情况调整施工技术参数。若浇筑混凝土时正好处于夜间施工许可证规定的时段外，桩孔清孔后注入密度较大的泥浆进行封孔，待次日早晨再次清孔后浇筑混凝土，保证成孔质量。

　　合理安排支护桩施工流程，避免一次性在一侧施工过多排桩，导致土体间应力挤压，使地铁基坑及隧道产生变形。因此排桩按做1跳3的顺序施工，即先施工1→5→9，再施工2→6→10，最后施工3→7→11→4→8→12。

　　排桩施工时，建议部分地质较差的区域，先采用高压旋喷固结松散、含水土体，再进行施工，避免塌孔影响周边地铁基坑。部分零散地质较差区域，采用长套筒或人工造浆进行护壁，避免出现塌方等情况，影响周边环境。若某根桩塌孔非常严重，先使用C20混凝土进行回填，再在混凝土上进行排桩施工。

　　采用高压旋喷加固施工时，需合理安排施工参数，在地铁基坑深度位置相应降低旋喷压力，避免产生的压力影响周边环境。通过非原位试桩，选取最合理的施工速度、掺量、压力及流量，将对地铁的影响控制到最小。

　　开挖土方时出现渗漏，应采取如下措施:(1)渗漏处采用桩间挂网喷射混凝土的方式进行封堵，并留置泄水孔将水引至坑内集水坑，再进行明排;(2)若挂网后仍渗漏，针对一定水量流出的裂缝，应先清除裂缝的底面污物，暴露裂缝，沿裂缝两侧10～12cm打入45°孔，孔径13mm，孔深14～17cm，并与裂缝相交，然后在孔内放入注浆针头，连接电动注浆泵，注入TZS聚氨酯堵漏剂，当缝内出浆并逐渐凝固后，换孔再注(若浆液未凝固则用双快水泥临时封堵);注浆结束后，拆除注浆针头，铲除固结物和封堵物，外表面用快干水泥抹平;(3)桩间缝处出现严重的渗水甚至涌砂时，在基坑外侧对应部位采取双液注浆加固止水法，同时在基坑内侧裂缝处使用快干水泥、环氧树脂等对裂缝进行补强和抗渗处理。

　　3.4 格构柱施工技术

　　格构柱制作技术要点如下:(1)采用Q235b钢材，E50焊条;(2)焊缝厚度均>8mm，满焊;(3)对接接头角钢与连接角钢同规格，焊缝高8mm;(4)角钢接头位置错开，同一截面接头数量≤50%，接头位置错开长度≥1m;(5)安装格构柱时，立柱桩垂直度偏差≤1/300，中心偏差≤5mm;(6)对每根格构柱对应桩号进行编号，并用油漆划出埋深刻度线，确保格构柱按设计要求完成。

　　根据本工程钢立柱相关参数，选用50t汽车式起重机起吊。为避免单机吊装过程中可能产生的旁弯及结构损伤，采用两点起吊法进行吊装作业。主吊钩与钢立柱顶部吊耳相连，辅助吊钩和距钢立柱底部约1/4跨的吊耳相连，两钩同时起吊，将钢立柱吊到距地面约2m高处，辅助吊钩减速起钩，主吊机加速起钩，待钢立柱底部将要接触地面时，放慢主吊机起钩速度，始终保持钢立柱底部不与地面接触，如图4所示。

　　图4 钢立柱起吊 

　　由于钢立柱距地面深度大，定位要求高，定位架定位具体步骤如下:(1)挖设护筒后，测量人员测放护筒中心与立柱桩轴线，验收合格后，立即安装定位架，使定位架的四边与引测轴线点重合;(2)安放钢立柱前，先安放钢筋笼，钢筋笼下放严格按桩基方案进行;(3)合理选择吊点;(4)钢立柱插入深度满足要求后，立即校正钢立柱的垂直度及轴线定位;(5)预先采用水准仪测定桩孔处校正架顶的标高，在钢立柱上使用红油漆标出柱顶标高位置。

　　格构柱垂直度控制措施如下:(1)施工区域进行硬地坪铺筑，保证旋挖机钻进过程绝对稳定、平整，尽量将桩位纵横轴线的平面位置放样偏差控制在±20mm内;(2)旋挖机钻头对准桩位中心，并用水平尺校对钻杆至水平，使钻头中心、桩位中心成一条直线，过程中每次收缩钻杆，则需使用靠尺测量钻杆的垂直度;(3)钻进成孔浅层黏性土时，要求钻机保持在中低档位转速钻进，保持适当的扫孔次数。

　　4 结语

　　1)依据南京市燕子矶G32A地块基坑工程围护结构和工程地质条件、周边环境，由于邻近地铁工程，需解决基坑开挖引起围护结构的变形问题。通过确定分区分块对称平衡开挖法，合理安排支护桩施工流程，采用高压旋喷加固施工，最大程度降低因基坑开挖引起围护结构水平位移，降低对周边地铁结构的影响。

　　2)邻近地铁段基坑支护桩施工时，按做1跳3的施工顺序，可避免一次性在一侧施工过多排桩，使土体间产生应力挤压，导致地铁基坑及隧道产生变形。

　　3)由于钢立柱距地面深度大，定位要求高，钢立柱采用定位架定位，可保证格构柱安装精度和垂直度。