国家大剧院超深基坑支护施工技术方案

施工技术

2005 增刊CONSTRUCTION TECHNOLOGY 33 国家大剧院超深基坑支护施工技术

陈 新　

（北京城建集团，北京 100088）

［摘要］国家大剧院超深基坑工程经过多方案的比选、论证，确定了桩、锚、墙多级支护，抽、渗、隔、减压多种方式相结合的地下水控制方案，在施工前，进行施工方法的实地试验、分析与总结，确定了高承压水卵石地层中的地下连续墙施工方案、高承压水卵石地层中大吨位锚杆的施工方法以及高承压水卵石地层中的成井、封井施工技术。

［关键词］深基坑;支护;施工技术

［中图分类号］ＴＵ753．1 ［文献标识码］A ［文章编号］1002－8498（2005）S0－0033－05 Construction Technology of Super Deep Foundation Pit Support

of the National Great Theater Project

CHEN Xin

（Beijing Urban Construction Group，Beijing 100088,China）

Abstract: By comparing and discussing，it was assured that multi－layer support methods of pile，anchor arm and underground diaphragm wall and underground water control method of pumping，seeping，isolation and reducing pressure used in super deep foundation pit support engineering of the National Great Theater Project. Before the construction，engineers carried the on－site test，analyses and sum－up to assured the construction methods of underground diaphragm wall，anchor arm and drilling well and seal well off.

Key words: deep foundation pit;support; construction technology

国家大剧院地处北京天安门地区，为一多功能特大型公共建筑，由椭圆穹形结构的主体建筑（202区）及南北两侧（201区、203区）的地下通道、车库及其它附属配套设施组成，总占地面积8万余m2，总建筑面积19万m2，其中202区中心主体建筑占地面积25500 m2，大部分基础埋深为－26m，歌剧院台仓基础埋深为－32.5m，戏剧院台仓基础埋深为－29.1m，音乐厅基础埋深为－27m。如图1所示。

工程地质情况：本施工场区处于永定河冲积扇中部，地层土质以粘性土、粉土与砂、卵石交互层为主并存在多个沉积旋回。场区在新近沉积层以下至基岩板之间为粘性土与砂土、碎石土（卵石、圆砾）交互沉积的第四纪沉积土层，具有良好的成层性。在第②层土以下分布的卵砾层，均被一定厚度的粘土层、粉质粘土层隔开，形成第③层、第⑤层、第⑦层和第⑨层卵石含水层。如表

1所示。

该建筑因其特殊的地理位置、周边环境及复杂的工程地质情况，使该基坑成为施工难度很大的基坑。

图1 国家大剧院基坑开槽示意

1 施工难度

［收稿日期］2005－09－30

［作者简介］陈新（1966—），女，河南郑州人，北京城建集团工程总承包部高级工程师，北京市海淀区北太平庄路18号100088

34 施工技术2005 增刊

表1 卵石层分布、状态和主要特征一览

地层厚度/m 粒径D含砂率/% 密实度级配夹层情况备注

卵砾石③层4.18～7.85

D大为8cm，D长为10cm，

一般为2～4cm

25～35 中密良好

消防通道基础

落在该层中

卵砾石⑤层14.9～17.8

D大为10cm，D长为

12cm，一般为3～5cm

20～30 密实良好

层顶为厚约2m的中砂、细砂⑤1层，层中分

布着粉质粘土、重粉质粘土⑤2层和粘质粘

土、砂质粉土⑤3层，这些土层分布不均，

最大厚度仅2m左右

歌剧院、戏剧院

和音乐厅等基

础落在该层中

卵砾石⑦层9.1～12.6

D大为10cm，D长为

12cm，一般为6～9cm

20左右密实良好

层顶为细砂、粉砂⑦1层，其间夹粘质粉土、

砂质粉土⑦2层，粉质粘土、重粉质粘土⑦3

层

卵砾石⑨层D大为14cm，D长为

10cm，一般为6～9cm

25左右密实良好

（1）主体202区设计的基坑边线距离人民大会堂

45m，距离西侧的石碑胡同仅有10m，距离人民大会堂西侧路仅15m，人民大会堂西侧路上分布有许多市政管线，基坑北侧的长安街及中南海与其相望。在这样一个心脏地区进行深30m的基坑施工，施工难度非常大。

（2）在基坑深度范围及支护结构施工范围内有三层卵石层，厚度达30m，且卵石粒径大（最大达12cm），密实，给支护结构的施工带来了很大的难度。

（3）地下水十分丰富基坑深度范围及基底不仅受到老城区丰富的上层滞水、层间潜水的影响，还受到第1、2层承压水的影响，水头可达15m高度。这样高的承压水头对202区深基坑，尤其对歌剧院台仓的基底稳定和边坡支护均形成了很大的难度。

（4）202区－26.0m主体结构外墙即为外围－12.5m 消防通道的内墙，因此，地下连续墙结构必须设在消防通道的基础下面，这就对连续墙支护结构的垂直度以及变形量的控制提出了较高的要求。如何在高承压水超厚卵石地层中保证连续墙的施工精度和控制水平位移量，将是面临的一项难题。

（5）在高承压水卵石地层进行锚杆施工，国内尚无成熟技术，且设计锚杆轴向抗拔力达920kN，如何保证大吨位锚杆的施工质量和满足设计要求的抗拔力需要进行大量的工作。

2 基坑设计方案

202区主体深基坑经过多方案的比选，最终采用桩、墙多级支护，抽、渗、隔及减压多种方法有机结合的支护及地下水控制方案（见图2、3）。具体方案如下：

第1步：202区消防通道－12.5m范围，φ600mm 护坡桩+2道锚杆+基坑外φ600mm抽渗井。

方案要点：①护坡桩桩顶设置370mm厚砖挡墙2～2.5m高，以利地下结构中的各种管线的埋设；②

图2 柱、锚、地下连续墙联合支护方案

图3 202区台仓地下水控制

锚杆为预应力锚杆，预加应力为锚杆设计抗拔力的1.1倍，锁定值为锚杆设计抗拔力的0.85～0.9倍；③第2道锚杆设计倾角为25°～30°，并要求锚固段进入砂层不少于6m，以提高锚杆的设计锚固力和减少软土地层的蠕变量；④基坑外设置的渗水井和抽水井间隔布设，井间距10m，净深20m，防止雨季地下滞水及潜水水位升高，导致地下水流入基坑；⑤在基坑内间隔布设渗水井和抽水井（兼做观测井），间距15m×15m，井深18m。

第2步：202区大面积－26.0m范围，800mm厚地