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摘要：结合某写字楼深基坑工程实例，介绍了遇到地下障碍物条件下，坑中坑围护施工以及不良软土地层中坑中坑围护的补强措施及若干施工技术探讨。
关键词：坑中坑；高压旋喷桩；土钉墙；支护；基坑监测；施工技术
一、基坑概况介绍
1、本基坑挖深15.6~16.7米，坑中坑落深4.9米，基坑开挖面积约1.13万平米，支护周长约456米，基坑土方分四层开挖。基坑支护采用钻孔灌注排桩加三层砼支撑的支护形式，支护结构安全等级为一级，基坑外侧采用三轴深搅桩套接施工进行止水，内部采用管井进行疏干降水。
2、本基坑紧邻长江，孔隙潜水与邻近长江水呈互补关系。2020年汛期影响，长江水位达历史第一高。根据现场开挖情况，基底②-2淤泥质粉质黏土，微透水性，土体含水率比较大，欠均质，呈流塑性。
3、基坑南侧中山北路主干道存在多条平行于基坑长边方向的市政综合管线（压力管线为DN500球磨铸铁城市给水片区主管及DN300球磨铸铁燃气管线），给水压力管线距基坑边缘仅7m左右。第三层土方开挖时，基坑南侧中山北路供水管线沉降监测点最大累积变化量31.6mm，已达报警值3倍，基本呈均匀沉降，变形速率已过报警值一半。周边道路沉降点最大累积变化量34.2mm，已达报警值1.5倍。基坑周边环境平面布置如下图：
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基坑周边环境平面图
二、坑中坑施工难特点分析
1、拟建工程场地原为某电厂车间及厂房，预制桩及承台基础的规模及分布范围未知，老桩桩长、桩径不等。原三轴深搅桩重力式挡墙施工时遇到地下障碍物较多，外侧绕行存在多处冷缝，达不到整体闭合的效果，支护设计工况局部发生变化。
2、坑中坑所开挖地层为不良软土，降水作用不佳，可能产生管涌和流土现象，基坑开挖后软土已发生流、塑性变形，影响坑壁稳定性，坑底易形成“弹簧土”。
3、围护设计前期，甲方考虑到节约栈桥成本及场地周边条件的限制，于基坑北侧设置了3处出土口。第三、四层土方开挖效率低，且基坑的“长边效应”作用明显。坑内由南向北土方驳运量大，坑中坑向下开挖时，深坑四周变形影响范围内的土方均要挖至设计标高。由于地下障碍物老桩的影响，坑中坑施工破桩及人工钎土的工作量及难度较大，这无疑降低了坑中坑施工的施工效率，一定程度上增加了坑中坑施工的安全风险。
三、施工部署及坑中坑施工技术的几点体会
在第三道砼支撑施工前和地基验槽前两个阶段组织基坑施工预警策划会议，为后续深坑同步快速施工提供了技术支撑。
1、补救坑中坑围护的封闭整体问题：在第三道砼支撑标高的土方开挖时，三轴深搅桩与原建筑物工程桩冲突区域，三轴深搅桩绕行障碍物不连续位置增加双重管高压旋喷桩补强，使三轴深搅桩形成整体，桩顶标高-17.60，桩长L=12.5m。二重管高压旋喷桩主要施工参数为：
1）高压旋喷桩采用二重管法进行施工，桩径不小于700mm，成桩前进行成桩试验，确定正式施工参数；
2）采用42.5级普硅水泥，水泥浆的水灰比1：1，每延米水泥用量350kg，要求喷射水泥浆的压力不得小于20Mpa，喷浆量为100~150L/min，气压0.7Mpa，风量10m³/min，提升速度10cm/min，旋喷速度10r/min。
3）喷射时自下而上进行，在实际施工前应进行现场试验确定工作实际参数，以保证桩径和搭接量，使止水帷幕能有效地止水。
2、坑中坑同步施工的条件创造：地下室底板下土层较差，施工时注意对基槽底面原状土层的保护，减少扰动。同时在150厚素混凝土垫层下设置碎石垫层，其压实厚度不小于200mm。这样，提高了地基土的承载力，同时底板未封闭之前，尽早完成垫层浇筑，形成底部水平支撑，减少基坑变形及降低对基坑外相邻周边环境的影响。坑中坑范围外的底板下土层及时形成水平支撑也为坑中坑同步施工提供了安全保证。
3、坑中坑单独施工的技术探讨：
1）坑中坑为了加快进度及增加坑壁的安全稳定性，坑底采取配筋垫层加厚的办法，即300厚混凝土垫层，C10@150单层双向钢筋，抵抗坑底隆起变形。
2）坑中坑挖土采用60°进行放坡，考虑到原有障碍物影响三轴绕打以及后期障碍物补打高压旋喷新老结合的问题，作为加强措施，对坡面喷射素C20混凝土，80mm厚度。在初喷20mm厚度的底砼后，施打C16土钉，长度1m，土钉间距500mm×500mm呈梅花形布置，挂网A6.5规格的钢筋网250mm×250mm布置。
3）坑中坑在四周削至大基底设计标高后，分两层开挖。大面开挖顺序总体由南向北退挖，坑中坑则沿长边方向由西向东退挖，土方开挖采用机械开挖为主，人工修平削坡为主，完成一层土方，及时人工破桩及施工土钉墙边坡支护。
4）由于三轴深搅桩绕打及实际有障碍物开挖的过程中，出现局部范围的原状软土和搅拌桩分离的状况，有得地方被“掏空”或“坍陷出现”，这种位置采取堆砌，然后再施工土钉墙的处理办法。
5）随着大面范围底板垫层已完成，坑中坑退挖过程中，部分疏干井停止作业及弱透水性的降水不理想，从而引起坑底地下水位上升，促使渗流变形形成。这种位置及早发现，及时在配筋垫层封闭前采取快干水泥、水不漏封堵或者埋设滤水管引流，使水土分流，保证坑中坑的施工环境干燥。坑底浇筑垫层时考虑明排需要，设置小集水坑，便于后期抽水。
6）由于本深坑的特殊性，必须做好施工监测，在四周大基底垫层浇筑后及坑中坑垫层及边坡完成前，在坡顶设置沉降变形观测点，观察坡顶的沉降及位移变化，测量四周管井降水变化以及密切观察坑内的渗水及裂缝的情况。
4、坑中坑具体施工：
坑中坑施工流程为：双重管高压旋喷桩施工（三道支撑施工前完成）→第一层土方开挖、凿桩、挂网、喷射混凝土（退挖范围内削至大基底设计标高）→第二层土方开挖→配筋垫层封底、挂网、喷射混凝土→坑中坑底板防水及结构施工
1、高压泥浆泵从喷嘴喷射浆液，喷嘴一面喷射一面旋转和提升，最后在土中形成圆柱状固结体。双重管高压旋喷桩主要施工流程：桩机放线定位→钻机就位→钻进造孔→终孔检查→高喷台车就位→下管喷射→浆液喷射→旋摆提升→成桩→施工机械移至下一桩位。
2、第一层土方开挖、凿桩头及挂网喷面、监测设置
1）坑中坑在第一层土方开挖时，高压旋喷桩强度已达到要求。在开挖过程中严格按照分段分层的原则进行开挖，拟投入1台1m³PC200型挖掘机进行挖土，根据运距拟投入1~2台1.2m³PC240型挖掘机进行坑内及时转运开挖土体，控制土体出现较大的高度差，保证坑中坑的安全稳定。最后用1.6m³PC300型挖掘机进行对北侧出土口下喂土，每个出土口上投入1台电动抓斗，进行坑内土方的吊离装车。
2）第一层土方开挖出来工作面后，工程桩、地下老桩凿除及人工修坡紧凑施工，人工用风镐先凿出钢筋笼的主筋和声测管，并对钢筋笼主筋和声测管进行剥离，然后再采用大型机械将桩头吊起。
3）开挖边坡先进行初喷厚20mm砼（5%掺量K3型速凝剂），分段铺设网筋并呈梅花形打入土钉。土钉头与网筋绑扎，挂网搭接≥200mm长度；利用钢筋或竹签等设置好控制喷射砼厚度的标志，然后第2次喷射厚60mm砼。喷射作业分段、分片进行，同一段内按照自下而上顺序喷射，喷射流垂直于喷射面，射距控制在1~1.5m范围。喷射砼所用水泥、砂及石子等材料须满足施工规程要求，砂的含水率宜控制在6%左右，石子粒径≤15mm，含泥量≤3%，均冲洗干净。挂网喷面顶部翻边宽度1m，在大基坑浇筑垫层时设置压筋与土钉有效连成整体。
4）在坑中坑坡顶四周设置沉降水平位移监测点，每隔10~15m设置1各监测点。通过施工监测发现，基坑坡顶的沉降距离为12.8mm，水平位移为13.6mm，水位变化正常，通过这些监测数据表示，坑中坑开挖的变形结果都在允许范围内，从而保证基坑施工的安全性。
3、坑底土石方开挖、配筋垫层、集水坑
在坑中坑第一层土钉施工完成后，隔日进行第二层坑底土方开挖，在开挖过程中要至少预留30cm厚度用于人工清理，见底后立即先完成配筋垫层封底及集水坑施工，然后再进行修坡及凿桩头工作。
4、局部土体分离塌方的堆砌处理
首先将局部分离塌方的无水泥掺合量的土体进行清除，然后自坡底用MU15水泥砖，M10砂浆进行交错堆砌，每隔1m左右高度设置C10@150单层双向混凝土板带，浇筑延伸至土体中，坡面打入土钉，砌筑完成后挂网喷浆形成整体。
四、结语
综上所述，坑中坑在复杂条件下，通过事前预警策划，采取围护补强措施，做到事前控制，实践证明是可行的。在低成本运行的大环境下，给予同类型的坑中坑施工提供参考借鉴。
参考文献：
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