广州机施建设集团有限公司
摘要：本文通过介绍广州生物岛粤港澳大湾区协同创新中心项目基坑支护工程实际施工案例，阐述了沿江和靠近隧道的深基坑工程施工重点难点。通过研究和创新，合理组织基坑支护施工，实现了工期目标。
关键词：深基坑；支护桩；止水帷幕
一、工程概况
该工程位于广州市黄埔区生物岛螺旋大道以北、星岛环北路以东，东面紧贴官洲隧道，西面位于珠江航道管理范围。本工程拟建3栋高层建筑，3栋低层建筑，设有3层地下室。基坑面积21911平米，深度13.9米，基坑安全等级为一级，基坑设计使用年限为开挖到坑底后1年。
二、工程地质和水文地质
1、地层岩土特性
场地岩土层按成因类型可划分为第四系人工填土层、海陆交互相沉积土层及冲积土层中砂，下伏基岩为侏罗系砂岩，有全风化、强风化（土柱状）、强风化（碎块状）和中风化四个岩层。
2、水文地质条件
场地位于官洲岛上，四面被珠江河环绕，场地地下水与珠江河水有直接的水力联系，地下水位的变化受珠江河朝夕水位变化影响较大，地下水埋深1.40～2.70m，水位标高4.53~7.09m。根据区域水文地质资料进行分析，场地地下水位年变化幅度一般为0.5~1m。地下水主要分为第四系孔隙水及基岩裂隙水两种类型，第四系孔隙水主要赋存在中砂层中，贮水性较好，含水较丰富；基岩裂隙水主要赋存在于碎块状强风化砂岩及中风化砂岩层中，含水较丰富。
三、基坑支护方案
本工程基坑北侧中部及东北角采用混凝土灌注桩双排桩+刚性支墩加强，东南角采用混凝土灌注桩+混凝土角撑，其余支护段采用混凝土灌注桩+预应力锚索，局部设置水泥土搅拌桩坑底加固。
止水帷幕为全基坑大直径三轴搅拌桩围蔽一圈+支护桩间双管旋喷桩加强的封闭止水帷幕。支护桩面挂网喷射C20细石混凝土100厚。基坑内部设置十个直径800mm的降水井进行降水。
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基坑支护平面图
四、工程重点难点
1.工程重点
项目东侧为官洲隧道，为进岛唯一入口。项目周边皆紧贴交通要道，属重要工程，基坑安全等级为一级，一旦发生事故，后果严重，故基坑支护施工安全性是本工程的重点。其中基坑底局部有2~5m粉砂层联通珠江，水力联系大，开挖后受水位影响容易形成渗水、涌水，所以确保截断内外水的联系是基坑工程的重中之重。
2.工程难点
本工程地质情况复杂，紧邻珠江，水位高，受水涨退潮影响，基坑开挖13.9m，开挖段基本由淤泥、沙层组成，含水丰富且透水，对于基坑支护及土方开挖极为不利。锚索施工时涌水涌沙，注浆时受涨退潮影响，封锚后锚头易渗水渗沙等都将影响锚索施工质量，进而影响整个支护结构的安全性，所以锚索施工是本工程的难点。
五、主要施工解决措施
1.设计方案进行临近隧道安全风险评估
为保证设计方案切实可行，本项目委托有资质的第三方机构对基坑设计方案进行了安全风险评估。评估内容包括基坑支护结构及开挖土方各阶段对既有市政交通隧道影响的定量分析、基坑支护施工中的风险源及控制措施、监测要求及有关变形限值分析等。其中基坑施工对既有隧道影响的分析包括围护结构施工、临时支撑施工、开挖土方、降水措施等施工工况对隧道变形的影响。通过安全风险评估，本项目基坑临近隧道段支护及降水方案合理，能起到控制基坑开挖过程土体变形的作用。基坑正常施工情况下，不会对隧道运营造成较大影响，隧道安全可控。
2.止水帷幕施工措施
本工程基坑支护止水帷幕为全基坑大直径三轴搅拌桩围蔽一圈+支护桩间双管旋喷桩加强的封闭止水帷幕。
三轴搅拌桩共514幅，直径∅850@600mm，一幅桩内桩身搭接为250mm，两搅两喷，两幅桩间套接一孔施工（每幅桩全断面套打一孔）。水泥标号为普硅42.5R，桩长为4~21m，水泥掺量不小于25%，水灰比为1.0~1.5，浆液比重1.4~1.6，泵送压力1.5~2.5MPa，每幅水泥用量不小于674KG。三轴搅拌桩施工前进行工艺性试桩，保证进入基坑不少于2.0m，且嵌入全风化岩层1m。严格控制钻具下沉及提升速度，提升速度不大于1.0m/min，下沉速度不大于0.5~0.8m/min。桩体施工保持连续性，相邻桩施工间隔不得超过12h。本工程采用一台三轴搅拌桩机施工，50天完成全部施工任务。
支护桩间双管旋喷桩，起到加强止水帷幕作用。为保证成桩质量和桩径，在施工之前，进行试桩确定符合现场场地条件的施工参数。桩径采用800mm 桩径，桩长12.5m～20m 不等。水泥采用普硅42.5R，水泥掺量为30%。水灰比取0.9~1.1，水泥浆液压力应＞25Mpa，气压0.7Mpa。施工过程中提升速度5~20cm/min，旋转速度10~20r/min，桩身强度不低于1.5Mpa。
3.支护桩施工措施
本工程支护桩类型采用旋挖钻孔灌注桩，共538根。支护桩直径1000mm，1200mm两种，间距1400mm，基坑东北角后排搅拌与前排桩中心间距为4800mm，桩径1200mm，间距1400和2800mm；桩底距离地下室基底12~17m，净长约20~29m。支护桩采取隔桩（跳挖、至少隔2根）施工，在相邻桩混凝土达到3天及混凝土达到70%的设计强度后成孔施工。桩身混凝土强度为C30水下混凝土。本工程采用四台旋挖桩机施工，60天完成全部施工任务。
4.预应力锚索施工措施
本工程预应力锚索钢绞线采用1860Mpa[s15.2钢绞线，抗拉强度设计值为1320MPa，锚索成孔直径为150mm，锚具采用QVM15系列，钢绞线应除锈除污垢，自由端钢绞线涂抹黄油，外套PVC管，以防止在注浆时自由段被固结。保护套管内预埋二次注浆管，以便在一次注浆初凝后进行二次注浆。为防止锚头渗水渗砂，锚索自由段钢绞线独立套波纹管隔离封闭后距离孔口2m范围注浆，并采用膨胀止水沙袋封堵孔口。
5.基坑监测措施
本工程基坑监测分为施工单位监测和第三方监测两部分。在基坑周边设置了132个监测点，对基坑进行长期监测，主要监测项目有周边地面沉降，建筑水平位移和沉降，地下水位，支护结构水平位移，支护结构竖向位移，支护结构变形，立柱沉降，内支撑轴力，管线沉降。按每周监测1次的频率出数据报告，据监测报告数据统计，基坑稳定性较好，测得基坑位移均在可控、允许的范围内。
六、结束语
沿江和靠近隧道深基坑工程是一项系统工程，经过严密的基坑方案设计和安全风险评估，编制了完善的基坑施工方案，严格依据施工方案和规范进行施工，确保了基坑施工的安全。本工程整个深基坑经受住了考验，充分证明本工程深基坑方案科学合理，具有一定的借鉴意义。