□文/柳向輝 李 樂

隨著城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，面臨越來越多的土地資源短缺問題[1]。人們開始逐步將發(fā)展方向指向地下空間，不斷涌現(xiàn)出大量形狀復(fù)雜、占地面積大且開挖深度深的超大基坑工程。與此同時(shí)，由于周邊建筑物以及各種市政管線的制約，基坑施工面臨更加嚴(yán)格的要求。

天津某超大基坑工程，基坑面積、深度大，周邊建筑物多且管線復(fù)雜，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)基坑特點(diǎn)，采用棧橋與中心島土方開挖相結(jié)合的方式，在基坑南北兩側(cè)分別設(shè)置出土棧橋，此種體系在土方開挖過程中適用性良好。

1 工程概況

天津某超大基坑工程南北方向長(zhǎng)178.1 m、東西方向?qū)?47.65 m，基坑周邊長(zhǎng)約591 m、平面面積約2.35萬m2，平面形狀為不規(guī)則四邊形?；?xùn)|北部、西南部裙樓區(qū)域普遍開挖深度為19.2、19.6、20.1 m；東南部一號(hào)塔樓區(qū)域普遍開挖深度為20.6 m，局部開挖深度24.7 m；西北部二號(hào)塔樓區(qū)域普遍開挖深度23.1 m，其中局部深坑開挖深度30 m。現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境較復(fù)雜，基坑周邊道路具有較多管線，基坑北側(cè)某大酒店項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)已經(jīng)封頂，現(xiàn)階段正在進(jìn)行幕墻施工，基坑南側(cè)某超高層大廈已經(jīng)投入使用，基坑?xùn)|西兩側(cè)公園綠化已經(jīng)完成并正常使用。

2 工程特點(diǎn)分析

1）基坑開挖較深。普遍開挖深度為19.2 m，局部開挖最大深度為30 m，屬于典型的超深基坑工程，又由于其靠近海河，場(chǎng)地水文地質(zhì)情況較為復(fù)雜。

2）施工場(chǎng)地狹小?；庸こ讨苓吺姓缆芬呀?jīng)全部修筑完成和使用，能提供的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地有限，現(xiàn)場(chǎng)大面積展開施工時(shí)受到了嚴(yán)重制約。

3）基坑工況復(fù)雜。基坑本體及周邊環(huán)境情況較為復(fù)雜，周邊高層已經(jīng)封頂并相繼投入使用且周邊設(shè)有大量地下管線。

根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工況，采用棧橋式中心島開挖，見圖1。

圖1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)平面布置

3 棧橋設(shè)計(jì)與實(shí)施

為便于土方開挖及外運(yùn)，在基坑南北兩側(cè)各設(shè)置了一個(gè)獨(dú)立棧橋，其中北側(cè)棧橋（棧橋一）上平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高-1.600 m，下平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.200 m，斜坡比1∶8，見圖2。南側(cè)棧橋（棧橋二）上平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高-1.600 m，下平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高-3.900 m，斜坡比1∶8，見圖3。

圖2 北側(cè)棧橋設(shè)計(jì)

圖3 南側(cè)棧橋設(shè)計(jì)

棧橋兩側(cè)設(shè)置鋼筋混凝土防撞臺(tái)，斜坡板設(shè)置防滑措施。棧橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁內(nèi)插鋼立柱形式并在鋼立柱之間設(shè)置縱橫連桿[2～3]。

鋼筋混凝土棧橋平臺(tái)板厚250 mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，鋼筋保護(hù)層厚度30 mm，施工平臺(tái)板采用雙層雙向配筋，采用φ18 mm@150 mm鋼筋。荷載要求：?jiǎn)挝皇┕ぼ囕v滿載不得超過50 t，每跨立柱間同時(shí)只能有一輛滿載的施工車輛。

4 土方開挖實(shí)施

4.1 總體方案

土方開挖的施工順序應(yīng)遵循先撐后挖的原則，土方開挖采用分區(qū)分層挖土。

第四道支撐以上的土方采取預(yù)留“中心島”的方式進(jìn)行土方開挖及外運(yùn)，土方從基坑中心向南、北兩端整體退臺(tái)、接力式開挖，最終通過中心島將土方裝車、運(yùn)出。第四道支撐以下的土方采取分區(qū)、分層、分塊、對(duì)稱、平衡開挖[4]。

4.2 分步實(shí)施

1）第一步土方開挖，開挖第一道支撐以上土方，預(yù)留中心島土方方便車輛行走。首先從棧橋部位進(jìn)行土方開挖，為棧橋的盡快插入施工創(chuàng)造條件。每個(gè)角部布置兩臺(tái)大挖掘機(jī)，共8臺(tái)挖掘機(jī)同時(shí)全面開挖，自卸汽車從現(xiàn)場(chǎng)三個(gè)出入口進(jìn)出。

2）第二步土方開挖，第一道支撐全部施工完，達(dá)到80%強(qiáng)度后進(jìn)行第二步土方開挖施工，即開挖第一道支撐和第二道支撐之間的土方。

3）第三步土方開挖即是開挖第二道支撐與第三道支撐之間的土方，開挖利用上一步修筑形成的便道進(jìn)行土方外運(yùn)，開挖時(shí)優(yōu)先開挖四周和中間對(duì)撐部位的土方，便于水平支撐提前插入施工。

4）第四步土方開挖，首先對(duì)第三道支撐標(biāo)高以上局部土方進(jìn)行清挖，隨著退挖第三道支撐梁以上局部土方對(duì)預(yù)留中心島邊坡進(jìn)行修邊修坡，見圖4。

圖4 第四步土方開挖中心島放坡

開挖第三道支撐梁與第四道支撐梁之間的土方。此次土方開挖利用中心島平臺(tái)逐級(jí)倒運(yùn)上傳，將第三道支撐梁間隙土和第三道支撐梁底土方清挖。

5）第五步土方開挖，本次開挖第四道支撐梁與基坑底普遍開挖區(qū)域標(biāo)高之間的土方。由于第四道支撐梁底部距離坑底僅有2.9 m高，因此首先采用60型小挖掘機(jī)在支撐梁底進(jìn)行掏土，土方一部分直接由設(shè)置于基坑?xùn)|北、西北角的抓斗垂直吊運(yùn)至地面裝車，一部分則由底部和放坡平臺(tái)上的200型挖掘機(jī)接力轉(zhuǎn)運(yùn)至棧橋平臺(tái)上，最后裝車外運(yùn)。

6）第六步土方開挖，第四道支撐梁底普遍區(qū)域土方開挖完成且墊層澆筑后，開始同時(shí)進(jìn)行一號(hào)塔樓、二號(hào)塔樓局部深坑土方開挖，其中一號(hào)塔樓深坑土方由南側(cè)逐級(jí)倒運(yùn)至棧橋外運(yùn)，二號(hào)塔樓深坑土方可由西北角垂直抓斗外運(yùn)，也可由北側(cè)倒運(yùn)至棧橋。

二號(hào)塔樓深坑土方開挖土方量總計(jì)約2.67萬m3，在開挖過程中分-25.300、-30.200、-32.200 m三級(jí)放坡開挖，其中規(guī)劃出土路線為兩條，東側(cè)收土至北側(cè)棧橋平臺(tái)下方，然后由坐于平臺(tái)上的抓斗垂直外運(yùn)，西側(cè)收土至西北角處，最后由坐于基坑西北角處的抓斗垂直外運(yùn)。一號(hào)塔樓深坑開挖土方量總計(jì)約0.8萬m3，在開挖過程中在-22.800、-24.900、-26.900 m三個(gè)標(biāo)高處開挖，規(guī)劃兩條出土線路，西側(cè)收土至南側(cè)棧橋平臺(tái)處，由坐于平臺(tái)上的抓斗機(jī)垂直外運(yùn)，東側(cè)收土至東南角處，最后由坐于基坑外側(cè)東南角處的抓斗機(jī)垂直外運(yùn)。

5 結(jié)語

在超大基坑施工過程中，采用棧橋與中心島土方開挖相結(jié)合，是一種十分合理的開挖方式，有效提高了工作效率，同時(shí)解決了基坑開挖深度深，施工場(chǎng)地狹小以及基坑工況復(fù)雜等相關(guān)的一系列問題。

工程實(shí)踐證明，采用該施工體系，有利于工期控制，節(jié)約成本，極大的極高了工程效益，綜合效益顯著，為類似超大基坑工程施工提供良好借鑒，具有十分良好的推廣價(jià)值。

[1]李 樂，梁 韡，崔愛珍，等超大超深基坑新型支撐棧橋體系設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015，44（13）:5-7.

[2]夏 翔，劉芳玲，葉海龍.鋼棧橋在超深超大基坑土方工程中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015，44（9）:94-97.

[3]陳睿燁.天津合生國(guó)際大廈深基坑棧橋中心環(huán)島挖土施工[J].建筑技術(shù)，2014，45（7）:641-644.

[4]孫倉(cāng)龍，徐 偉.施工棧橋在超大型基坑土方開挖工程中的應(yīng)用形式與設(shè)計(jì)分析[J].建筑施工，1999，21（4）:29-32.