超深基坑施工技术

超深基坑施工技术

张峰陈伟朱继文上海市第二市政工程有限公司隧道施工分公司

引言

超深基坑的施工手段繁多，涉及到基坑的围护，基坑支撑与开挖、封底及环境的保护等各个方面的工艺，施工难度和风险极大，有很多失败的先例，特别是在承压水的作用下，实施干封底的例子还是比较鲜见。本文从复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程工作井基坑施工中克服离黄浦江近，受承压水作用，周围环境复杂等困难，成功进行了基坑制作并实施干封底的实例，来分析说明超深基坑的施工工艺。

工程概况

我们市政二公司于99年元月承建了复兴东路220KV电缆砼顶管越江隧道工程。本工程工作井在浦东，接收井在浦西，顶管为Φ2600钢筋混凝土管，长度为530米；其工作井为圆形，外径为18.574米，有效内径为16米，采用钢筋混凝土地下墙作围护结构，墙厚0.8米，连续墙入土深度44.30米，基坑开挖深度为32.45米，钢筋混凝土底板厚2米。内衬采用逆作法施工。这样的工程在上海市来说应当属于难度较大的深基坑施工工程，其难度有以下几点：

连续墙施工。连续墙深度达44米，按地质资料土表下18米内有流沙层，且要穿越坚硬的第⑥层暗绿色粘土层以及第⑦层草黄色粉砂层

（即上海市第一承压含水层）。

基坑封底。基坑深度32米，要挖穿第⑥层暗绿色粘土层，2米厚钢筋混凝土底板坐落在⑦层承压含水层中，承压水水头标高可达-4.46米，压力约为273KN/M2。

环境保护困难。工作井位于上海港务局东昌装卸公司的场区内，距黄浦江防汛墙约50米，场区附近有上海油脂一厂的厂房和若干油罐，及长江航运公司供应站的建筑物，工作井与相邻的煤气过江管工作井的中心距约为41m，与煤气仪表房距离不到2米。

工作井工程地质情况

浦东工作井工程地质情况参考上海市民防地基勘察院编制的工程地质勘察报告（1997年2月）。

编号土层名称层底标高层厚渗透系数标准贯入度地基土强度

(米)(米)(10^-5cm/s)(击)(KPa)

①1a杂填土 1.11 3.8 ----------

②1粉质粘土0.61 0.5----------

②2粉质粘土-0.09 0.7 0.09----- -----

②3粉质粘土-2.69 2.6 2.380

③淤质粉粘土-5.19 2.5 0.080.5 65

④淤泥质粘土-13.1980.860

⑤1a灰色粘土-17.89 4.7 相对隔水层 2.470

⑤1b粉质粘土-20.89 3 2.780

⑥褐绿粉粘土-24.894相对隔水层16.3 160

⑦1b草黄粉砂----- ----- 承压含水层35.4 >200

⑦1b层为承压含水层，水位埋深9.12米，相当于标高-4.46米。

地下连续墙施工

本工程地下连续墙为正24边形，设计要求三抓一幅，每一幅接头采用常规的钢锁口管接头。地下连续墙深达44米，墙根深入⑦1B粉砂层（即上海市第一承压含水层）。这样，单幅成槽时间较长，易产生坍孔现象。且根据地质勘察报告提供的资料，本工程地坪下约4～5米范围内有块石、砼地坪等杂物，土表下18米内易产生流砂。由于工作井内衬无支撑，且是逆作法，仅靠地下连续墙作围护，因此，做好地下连续墙是先决条件。在施工前我们采取了以下措施来确保连续墙的质量。

换土

在施工导墙前进行换土。

根据地质勘察报告提供的资料，本工程地坪下约4～5米范围内有块石、砼地坪等杂物，且是杂填土。在杂填土中施工时，土体承载力差，又无法垂直自立，还会产生坍塌现象，势必影响导墙施工质量，且造成

施工场地环境恶劣。在地下连续墙成槽时，由于槽段内有杂物，会跟随着成槽机带下去，引起土体位移造成槽壁坍方，影响地下连续墙的质量。为此我们进行换土。

回填土采用临近工地挖出3～4米层的黏土，清除杂物，分层夯实，在导墙施工时能垂直自立，充当外模。

导墙基槽开挖中发现的下水道给以严密封堵，防止其成为泥浆的泄露通道，在井位外另排一道排水沟。

槽壁注浆加固

由于槽壁注浆加固属于标外工作量，考虑到注浆对槽壁质量的必要性，经设计、监理、业主认可后进行实施。

⑴分析原因

①地质条件复杂

地表下18米内有流砂，墙体深度44米，须穿越坚硬的第⑥层暗绿色粘土层以及第⑦层草黄色粉砂层（即上海市第一承压含水层），为

上海市政行业地下连续墙施工所罕见。

②周边环境恶劣

距黄浦江防汛墙约50米，场区附近有上海油脂一厂的厂房和若干油罐，及长江航运公司供应站的建筑物，工作井与相邻的煤气过江管工作井的中心距约为41m，与煤气仪表房距离不到2米，他们对沉降要求都较高。

③承受动荷载大

在地下连续墙施工中，场地上有三辆大型设备要运转，60吨重的成槽机在成槽时停靠在槽边，50吨、100吨吊车在起吊钢筋笼、预制接头时也须在槽边行走。

④施工周期长

设计要求三抓一幅。成槽时，按工艺要求，先两边后中间，挖上部土体只须4～5小时，挖第⑥层暗绿色粘土层须15小时以上，挖第⑦层草黄色粉砂层（即上海市第一承压含水层），用时也在15小时以上，这样，就是正常挖土也须35小时，虽有泥浆护壁，也极易产生槽壁坍塌现象，影响地下连续墙质量，也破坏周边环境。

⑵采取方法

为保证地下连续墙施工正常进行，不破坏周边环境，特对地下连续墙两侧进行双排注浆来加固土体，内排为双液注浆，外排为单液注浆，深度18米，孔间距1米，总孔数223孔，加固土体4032立方。地表下回填土范围内，施工时适当增加注浆量。

⑶注浆参数

浆液配比：

单液注浆（水：粉煤灰：水泥：膨润土=130：40：200：20）双液注浆（水：水泥：粉煤灰：膨润土：水玻璃=152：200：40：4：60）

双液浆的粘度＞35，比重1.3～1.5，初凝时间2～3min,凝固强度3～4Mpa/2h

注浆压力一般为0.2～0.5Mpa，初始时略高

注浆流量一般为每分钟10～15升

注浆加固后土体强度可达到0.8Mpa

采用砼榫式预制接头取代常规的钢锁口管

砼榫式预制接头在本工程中应用具有的优势：