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1、淤泥地段深基坑施工技术中铁一局集团建筑安装工程有限公司一、工程概况1、工程简介由我建安公司承建的深圳地铁1号线续建工程土建5标段，位于深圳市南山区南头前海湾畔，主要包括前海湾站、前海湾站、前海湾站前海湾站区间、前海湾站新安路站区间、出入段线的土建工程。工程总造价为5.6亿元。前海湾站是深圳地铁1号线续建工程的换乘站，位于规划晨文路下，呈南北走向布置。前海湾站有效站台长度中心里程为CK25+805.552，车站起点里程为CK25+711.052，车站终点里程为DK25+948.052，为地下双层双柱三跨矩形框架结构标准岛式站台车站，岛式站台宽度为12m，有效站台长度为140m，车站全长237米，
2、标准段外包尺寸（结构外缘）为21.10米12.94米（高），线间距为15.2m，车站顶板覆土厚度约为3.74.3m。车站建筑主要由站厅层、站台层、出入口通道、风道及地面建筑组成。本站共设3个出入口，3组地面风亭，1座冷却塔和膨胀水箱，1个消防楼梯，1座消防水池。3个出入口均位于规划晨文路东侧，紧贴规划时晨文路东侧道路红线布置，均为独立修建，地面设出入口雨篷。在2号出入口通道西侧设地下公共厕所1座。在2号出入口通道拐角处设残疾人电梯1部，并在地面设电梯间和侯梯厅。1号风亭由车站北端进风口、排风口组成，设在规划晨文路东侧规划待开发地块内；2号风亭由车站北端的1个活塞风口组成，设在规划晨文路西侧规划
3、待开发地块内，并紧靠其设一组地面冷却塔和膨胀水箱；3号风亭由车站南端的进排风及活塞风口组成，设在规划晨文路西侧规划待开发地块内。3组风亭均考虑和未来物业合建或单独修建。前海湾站车站采用明挖法顺筑法进行施工。主体结构基坑长237.1m，基坑宽21.327.529m，深14.516.5m，基坑的安全等级为一级（前海湾站基坑平面图见下图）。主体围护结构采用1000800套管钻孔灌注咬合桩。后因部分地段淤泥层中有漂石导致咬合桩无法施工修改为1000mm1200mm冲孔灌注桩600mm旋喷桩。支撑采用带活络接头的609，t=12、16mm圆钢管支撑，水平间距一般不大于3000mm，并根据主体侧墙、结构柱
4、网布置等适当调整。标准段和盾构井段均采用四道支撑。2、地形地貌前海湾站位于深圳市南山次中心前海片区，前海片区是以填海区为主的7.5平方公里的南山区新兴区域，现正进行填海施工，周围空旷，无地表建筑物，无地下构筑物及管线，无城市道路。原场地地形基本平坦，场地大部分为鱼塘（见下图）。后由于场地东北侧市政道路正在进行软基改造，即自东北向西南进行大规模填石。后由于填海单位在周边采用抛石挤淤法进行填海，填筑高度平均达12m以上，三面的淤泥都挤向此施工区域，导致长约600m、宽约350m的施工区域内淤泥层厚达9m17.7m。随着填海工程抛石挤淤填海的不断推进，鱼塘正迅速被淤泥填满，原滨临鱼塘的淤泥区还在不断
5、隆起。淤泥区除表层20cm50cm为固态外下面都为流塑状淤泥（见下图）。前海湾站大里程方向前海湾站大里程方向进场时场地现状地形地貌3、工程地质及水文（1）场地地层概述本站所在场地地质构造主要表现为燕山期花岗岩岩浆侵入作用，花岗岩在风化作用下形成残积层，上部沉积海积淤泥、海冲积的粘性土层和砂层，地表为人工素填土。在前海湾站范围内，上覆第四系全新统人工堆积层（Q4ml）、海积层（Q4m）、残积层（Qel），下伏燕山期花岗岩（53）。其中第四系全新统海积层（Q4m）淤泥淤泥具有孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低等特点，具触变性、流变性和不均匀性，属不稳定土体，施工中易产生侧向滑动，导致基坑侧壁围护结构的
6、失稳和位移。前海湾地质断面图见下图：前海湾站地质断面图（2）场地水文本场地内无地表河流，车站小里程左侧为鱼塘和水道，水深0.52.0m。地下水的径流方向为由东南向西北。地下水的排泄途径主要是蒸发。主要补给来源为大气降水。二、工程特点、重点、难点及对策1、工程特点（1）工期压力大。（2）施工场地为填海区，场地开阔，无地下管线，地表标高较低。（3）工程地质水文条件较复杂，淤泥层厚（4）地下水位高、水源丰富，潮汐水对工程有较大影响（5）工程规模宏大、工法多、结构复杂2、工程重点（1）合理组织、统筹安排、强化资源配置、确保关键工期和总工期目标的实现。（2）确保围护结构质量控制（3）确保深基坑开挖安全3
7、、工程难点（1）淤泥地段软基处理由于淤泥区除表层为固态外，下面都为流塑状，地表承载力极低，根本无法满足大型桩机与运载车辆在上面施工。为了保证车站围护结构的顺利施工，首先在围护结构施工范围四周外扩20m采用“龙抬头填筑法”抛石挤淤换填宽约22m的挡淤围堤封闭体，采用挖掘机挖出挡淤围堤封闭体多余淤泥，用素土换填4.5m厚，从而保证钻孔咬合桩机能进入施工区域施工。（2）淤泥地段围护结构施工钻孔咬合桩根据钻孔咬合桩施工机械需要，按照设计要求修筑足够强度的导墙，严格控制导墙中线，从而使咬合桩准确定位，确保钻孔平稳并承受部分施工荷载。采用液压全套管钻机成孔，成孔过程中要控制好桩的垂直度。采用吊车将现场加工
8、好的钢筋笼放入到检验合格的孔中，水下混凝土选用导管进行灌注。成孔时控制素桩超缓凝混凝土坍落度、保持套管底口超前于取土面和适当向套管内注水，防止“管涌”的发生。采用砂桩处理分段施工接头。成孔过程如在淤泥层中遇到孤石，下切无法进行时，改用十字冲击锤击碎孤石，使套管能顺利通过孤石，如冲击无法解决问题，改用人工下去处理（爆破法）。遇到大面积漂石地段时采用设计应急方案：1000mm1200mm冲孔灌注桩600mm旋喷桩。冲孔灌注桩采用人工挖孔埋设钢护筒；采用冲击钻冲击成孔，优质泥浆护壁、排渣；2次清孔；导管法灌注水下混凝土成桩。冲击钻机开孔前应在护筒内填加粘土，然后将孔内充满泥浆，再进行冲击。同时，宜用
9、小的冲程低锤密击，以减少冲击时对护筒底口段的震动，维护此段孔壁的稳定。在穿过护筒底口以下34米后，既可根据地质情况适当加大冲程。在地表淤泥质粘土等软弱土层中，宜加粘土块配适当小片石，反复冲击造孔(以利护壁)，开孔时应低锤勤冲，冲程应小于1.0m，泥浆比重应控制在1.41.5。由于地表土层软弱，冲锤成孔时对孔壁扰动加大，很容易发生塌孔现象。如遇到塌孔，常用的处理方法是立即将桩锤提起，并抛填小石块和粘土块，致塌孔位置以上 12m，并待其沉积后重新反复冲击造壁。在采用了以上方法仍没有效果，就采用下长钢护筒的方法，长钢护筒穿过淤泥层形成钢护壁，以保证成桩质量。旋喷桩采用425号普通硅酸盐水泥配浆，水泥
10、掺入量150200kg/m，浆液水灰比为1.0，注浆压力暂定： 2025MPa。提升速度1520cm/min，旋转速度为1015r/min;旋喷桩的孔位偏差10mm，桩体垂直度1.5%。同一桩体需数次喷射时，上下桩体的搭接大于200mm。正式施工前进行试桩，以确定合理的注浆压力、浆液配比和流量、提升、旋转速度等参数。（3）淤泥层的基坑开挖本车站上部为6-9m厚的淤泥，淤泥具有触变性、流变性和不均匀性，属不稳定土体，施工中易产生侧向滑移基坑开挖阶段。严格进行分段、分层对称开挖（基坑上层10m左右采用长臂挖掘机直接挖装，自卸汽车运输；10m以下土方采用台阶转碴的方法挖土，最底层采用人工配合小型挖掘
11、机开挖，汽车起重机配合龙门吊出土；基底以上30cm采用人工突击开挖），以减小围护结构的变形。开挖过程中特别注意围护结构的受力变形控制，要求开挖后及时架设支撑并施加预应力，组织好支撑拆除和主体结构模筑的施工次序，且必须确保主体底、中、顶板结构混凝土强度达到设计要求才能拆除上一道支撑。钢支撑的架设是随挖随支，施工中采用加快挖基速度，同时做到在最短的时间及时施加支撑和封闭基坑底板。保证基坑的安全稳定。加强监控量测工作，把基坑工程施工过程中其地层和围护结构的动态变化始终纳入可控的管理系统之中。开挖支撑施工严格按时空理论进行，在施工这些特殊部位时安排专人巡视。钢支撑提前拼好，当围护结构变形过大时，及时加
12、密支撑。卸载东西侧高填方，避免因两侧堆载不平衡产生的侧压力挤压围护桩，减少基坑边的堆载，控制周边行车对基坑的影响。三、施工总体部署为了保证车站围护结构的顺利施工，先进行软基处理，后进行场地平整施工。首先在围护结构施工范围四周外扩20m抛石换填宽约22m的挡淤围堤，用素土换填施工区域的淤泥，从而保证钻孔咬合桩机能进入施工区域施工。然后进行围护结构的施工，最后进行深基坑的土方开挖及支撑、主体结构回筑等施工。本车站采用明挖顺筑法进行施工，单段车站主体围护结构、主体开挖、支撑等、主体回筑等施工顺序详见下表。车站主体围护、土方开挖及支撑施工顺序 序号图 示说 明11.施工准备，平整施工场地；2.施作淤泥
13、地段的场坪软基加固；3.施工导墙、车站主体围护结构；4.在施工主体围护结构的同时，穿插施工降水井。21.基坑开挖前15天进行基坑降水；2.采用明挖法进行车站主体基坑开挖；3.基坑开挖至冠梁底标高后，桩顶凿至新鲜砼面，消除残渣、浮土等并清除积水，模筑桩顶冠梁；4.在冠梁侧填土并修筑排水沟；5.冠梁强度达到设计值后，采用吊车架设第一道钢管支撑；6.对基坑开挖采用中间掏槽开挖，尽早架设钢管支撑，以保证基坑围护结构的安全。31.采用明挖法进行车站主体基坑开挖；2.掏槽开挖至第二道支撑以下位置时，采用吊车架设第二道钢管支撑；3.对基坑开挖采用中间掏槽开挖，尽早架设钢管支撑，以保证基坑围护结构的安全。41
14、.采用明挖法进行车站主体基坑开挖；2.掏槽开挖至第三道支撑以下位置时，采用吊车架设第三道钢管支撑；3.对基坑开挖采用中间掏槽开挖，尽早架设钢管支撑，以保证基坑围护结构的安全。51.采用明挖法进行车站主体基坑开挖；2.掏槽开挖至第四道支撑以下位置时，采用吊车架设第四道钢管支撑；3.对基坑开挖采用中间掏槽开挖，尽早架设钢管支撑，以保证基坑围护结构的安全。61.采用明挖法进行车站主体基坑开挖；2.开挖至基底以上1m位置时，完成基坑底地基注浆加固；3.向下开挖到车站主体基坑底后，及时施作综合接地网及纵横向排水盲沟，及时浇筑混凝土垫层，以及后续的主体结构施工。车站主体结构施工顺序 序号图 示说 明11、
15、施作底板防水层及保护层；2、浇筑车站主体结构底板、底梁及部分边墙混凝土；3、待底板混凝土强度达到设计强度的90%后，拆除第三道支撑； 4、铺设地下二层侧墙防水层；5、浇筑地下二层侧墙、站台层中柱、电梯井等；6、施作地下二层中板、中纵梁及部分边墙混凝土。21、待中板混凝土强度达到设计强度的90%后，拆除第二道钢管支撑；2、铺设地下一层侧墙防水层；3、施做地下一层侧墙及站厅层中柱；4、浇筑车站主体结构顶板、顶梁。31、施做车站主体结构顶板上的防水层及保护层；2、待顶板、侧墙混凝土强度达到设计强度的100%后，拆除第一道钢管支撑；3、施工抗浮压顶梁，覆土回填、夯实，拆除井点并封闭孔洞，并及时恢复地面；4、浇筑站台层的站台板、风道及车站内部其它剩余结构。四、施工方案（一）挡淤围堤施工方案1、总体方案根据前海湾站场地现状，经请软基处理方面的专家进行了现场勘察论证，确定并实施了如下软基处理方案：在施工区域周围抛填石块设置挡淤围堤，围堤围绕施工区形成闭合后挖除主体范围内淤泥和用素土换填处理场坪。由于前海湾站围护结构为钻孔咬合桩，围护结构施工区域内不能进行抛石处理软基。此方案为
