许永祥
广东建科建设咨询有限公司 广东广州 510500
1、引言
基坑开挖前根据工程地质与水文地质资料、结构和支护设计文件、环境保护要求、施工场地条件、基坑平面形状、基坑开挖深度等，遵循“分层、分段、分块、对称、平衡、限时”和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则编制土方开挖及支护施工方案。并履行审批手续，且按照有关规定进行专家评审论证方可组织施工。
2．工程概况
广州市轨道交通十三号线一期东洲站深基坑工程，包括地下连墙、围护结构混凝土及钢支撑、格构柱、抗拔桩及降水等工程。
2.1地质结构
本站地层主要为：<1>层人工填土层、<2-1A >淤泥层、<2-1B >淤泥质土层、<2-2>淤泥质粉细砂层、<2-3>淤泥质中粗砂层、<2-4>粉质粘土层、<4-3>坡积土层、<5Z-1>砂质粘土层、<5Z-2>砂质粘土层、<6Z>全风化混合花岗岩层、<7Z>强风化混合花岗岩层、<8Z>中风化混合花岗岩层、<9Z>微风化混合花岗岩层，基坑开挖区域从上至下为<1> ~ <7>类围岩。
2.2地下水文条件
本站地貌上属于剥蚀残丘地貌。揭露第四系地层为人工填土层，海陆交互相沉积层、坡积层及残积层，基岩为震旦系混合花岗岩。地下水位的变化受地形地貌和地下水补给来源等因素控制。本站地下水稳定水位埋深1.00～5.70m，标高8.30～25.83。根据场地地下水赋存条件、含水介质及水力特征分析，地下水主要有两种基本类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。
松散岩类孔隙水主要赋存于海陆交互相砂层<2-2>、<2-3>中。砂层主要被淤泥、淤泥质土及粉质粘土层覆盖，地下水具微承压性。<2-2>、<2-3>砂层粉、粘粒含量较高，富水性若～中等，透水性弱～中等。
松散岩类孔隙水主要赋存在第四系砂层中，其补给主要来源于大气降水和地表水补给；基岩裂隙水补给来源主要来自侧向径流补给及第四系砂层越流补给。
3.围护结构、基坑支护及降水施工
3.1地下连续墙施工
连续墙成槽施工采用液压抓斗槽壁机配合冲击钻机利用泥浆护壁采用先抓后冲的方法进行施工，即先用槽壁机挖槽，如至岩层抓斗无法开挖时改用冲击钻机冲孔成槽。
3.2抗拔桩及临时立柱桩施工
东洲站共设置抗拔桩Φ1200mm共22根、临时立柱桩基Φ1000mm共17根，共计39根，采用旋挖钻机成孔。
3.3临时降水措施
每层土方开挖到相应标高后，要在基坑边侧设置临时积水井，设置间距不应大于40m，面积不少于2平方米，深度不小于0.8m，并设置相应的汇水沟，以使基坑内的积水能及时汇及临时积水井内抽出地面。基坑开挖至基底后，若基底渗水量较大，则在基坑底沿基坑纵向设置2条盲沟，在降水井位置设置横向盲沟，及时抽排坑内积水至基坑外，以确保基底的干燥。
4．开挖与支护
只有完成地下连续墙、抗拔桩、降水井及冠梁施工后，满足设计强度要求后方可组织土方开挖作业。
4.1基坑开挖支护结构要满足设计要求的强度
采用钢筋混凝土支撑时，混凝土强度达到设计要求后，才能进行下层土方的开挖。采用钢支撑时，钢支撑施工完毕并施加预应力后，才能进行下层土方的开挖。
开挖可采用分层或台阶式开挖的方式，软土层厚度一般不大于 4m，分层坡度不应大于 1：1.5。挖土机械及土方运输车辆直接进入坑内进行施工作业时，应保证车辆正常行驶，软土地区坡道坡度不应大于 1：8。
机械挖土应挖至坑底以20cm～30cm，余下土方采用人工修底方式挖除。坑底以上工程桩应根据分层挖土过程分段凿除。基坑开挖至设计标高应及时进行垫层施工。
4.2开挖遵循“竖向分层、纵向分段、先支后挖”原则
快挖快撑，减少无支撑暴露时间。开挖临时综合纵坡不陡于1：3，每步开挖暴露部分地下墙体宽控制在2～4根支撑，每层开挖深度根据支撑型式（砼、钢支撑）确定，开挖顺序见（图一）。
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4.3降水井设置
车站主体明挖法施工，采用基坑内降水，封闭式管井。降水管钻孔孔径1200mm，采用降水井?800钢管，壁厚5mm,井间距约15米。采用旋挖钻成井，然后下管并填充砾料。对每个作业面内的降水井，使用10m3/h的潜水泵进行抽水。
4.4排水设置
本工程地质条件复杂，对基坑内降水、坑内抽排水、基坑周边防排水要求较高。设计集水管采用Φ325mm钢管，支管采用Φ89mm钢管。考虑到交通、围挡周期等方面影响。出水管、支管和主管用单向阀连接，防止停泵时水倒流。该工程场地附近存在多条具备排水要求的既有市政排水管线，可满足本站排水要求。
5、车站|围护结构支护形式
5.1基坑标准段采用一、二道砼支撑+一道钢支撑。
第一道采用砼支撑，支撑截面为800x900mm，冠梁作为第一道混凝土支撑的围檩，冠梁截面尺寸为1200 x1000mm，砼支撑间距9m；第二道砼支撑，支撑截面900x1100mm,支撑间距9.0m；第三道支撑直撑采用φ600,t=16mm钢管撑，支撑间距3.0m，撑在2I45C工字钢围檩上。基坑扩大段及外挂段第一、二道支撑采用混凝土支撑，规格为800x900及900x1100；第三道支撑采用混凝土支撑，规格为800x900。
5.2基坑的支护结构采用连续墙+内支撑的支护体系。内支撑分为混凝土支撑及钢结构支撑。支撑由冠梁、钢筋混凝支撑、混凝土腰梁、砼连系梁以及钢管支撑和钢围檩
（1）钢支撑采用φ600,t=16mm钢管撑，支撑间距3.0m，撑在2I45C工字钢围檩上。当基坑挖至支撑中心线标高以下0.8米时，安装钢围檩并及时安装钢支撑。
（2）钢围檩支架（牛腿）采用三节L75×8mm的角钢拼焊而成。根据钢围檩的长度设置多组支架后将事先加工好的钢围檩放置在支架上，并用花篮螺栓将钢围檩与连续墙斜拉在一起，一端用膨胀螺栓锚入连续墙，另一端挂在钢围檩钢板上。
（3）钢支撑采用φ600，t=16mm焊接钢管，焊接管纵向焊缝为V形坡口双面焊。钢支撑的结构用材料为Q235，焊条E43，楔块为45号铸钢，钢支撑由活动、固定端头和中间节组成，各节由螺栓连接钢管撑，采用千金顶施加预顶力，预应力为800KN。预应力要分级施加。安装时检查确认支撑的稳定性，安全后方可继续下挖施工。钢支撑、钢管支撑的架设必须准确到位，确保支撑一端简支一端固支，并严格按设计要求施加预压力，施加预压力前应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求方可施加预压力，预压力的施加应同步对称进行。支撑钢管的连接采用法兰盘连接。
（4）预应力施加，施加预应力的千斤顶采用2套100t千斤顶，预应力分级施加，每施加压力要稳定10min后方可施加下一级压力；待加至设计规定值后，且压力稳定10min后，按设计预应力800KN进行锁定。见（图二）。
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6、监控量测
6.1工程施工过程中必然对周边环境产生影响
为保证工程施工安全、经济的顺利进行，在过程中积极改进施工方法、施工工艺和施工参数，最大限度减小地层变形，确保工程安全，并保护周围环境，需要对施工全过程进行监测。
施工监测的主要目的是：
（1）认识各种因素对地表和土体变形的影响，以便有针对性地改进施工工艺和施工参数，减小地表和土体变形，保证工程安全；
（2）预测施工引起地表和土体变形，根据变形发展趋势和周围建（构）筑物、地下管线沉降情况，决定是否需要采取保护措施，并为确定经济、合理的保护措施提供依据；
（3）检查施工引起的地表沉降和建（构）筑是否超过允许范围，并在发生环境事故时提供仲裁依据；
（4）为研究地层、地下水、施工参数和地表和土体变形的关系积累数据，为研究地表沉降与土体变形的分析预测方法等积累资料，并为改进设计提供依据。
6.2 本站对下列部位设置监测点
1）、地表沉降测点 ；2）、墙顶水平及垂直位移测点 ；3）、墙体变形监测点；4）、支撑轴力测点 ；5）、土体水平位移测点 ；6）、地下水位监测点 ；7）、地下管线沉降测点 ；8）、建构筑物沉降、倾斜测点。各监测部位见（图三）。
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7、结束语
本站深基坑土方开挖及支护施工，对挖土机械的停放和行走路线布置、挖土顺序、土方倒运、材料堆放等应避免引起对工程桩、支护结构、降水设施、监测设施和周围环境的不利影响，控制基坑周边区域的堆载等进行了科学化施工和综合技术管理应用。同时对支护结构和周边环境进行动态监测，实行信息化施工也收到了很好的实施效果。
参考文献
[1]《工程测量规范》 (GB 50026-2007)；
[2]《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2009）；
[3]《建筑基坑支护技术规程》（DB11/489-2007）；
[4]《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）；
[5]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)；
[6]《建筑工程项目管理规范》(GB/T50326-2006) 。