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[摘要]北京财源国际中心-东塔楼一期甩项工程地下七层，基坑深达25.3m，是当时北京市在施基坑项目中最深的、难度最大的工程；为确保基坑及地下结构施工安全，首先采用大口径管渗井抽渗结构合的闭合降水方案，土方开挖时防止流砂或坍塌，边坡围护采用土钉墙+护坡桩+预应力锚杆的支护方式保证边坡的稳定，利用地面吊吊出基坑内土方的方式解决因大型机械无法作业的难题等。通过优化设计方案，组织相关方面的专家对施工方案进行反复论证，并最终确定。
[关键词]深基坑 降水 护坡桩 安全 方案
一 工程概况
北京财源国际中心-东塔楼工程位于北京市朝阳区建国门外大街4号，为5A级智能写字楼，工程由A、B两座塔楼及地下室裙楼围合而成。总建筑面积93218m2，其中地下建筑面积37452m2，地上建筑面积55766m2；结构形式为框架剪力墙结构，筏板基础。地下共7层（含2层夹层），地上19层，基础埋深25.3m，檐高87.8m；地下五层为人防层，地下一至四层为地下停车库，两夹层均为设备层。整个工程分两次施工，第一次施工至H轴往南2.5m处，甩下H轴往南2.5m处至J轴第二次施工（全为地下结构）。二期地下室结构H轴往南2.5m处至J轴宽度仅为6.5m，基坑深达25.3m，东西长达143.3m。
二 水文地质条件
根据现场钻探，进行原位测试及试验室试验的土工击实数据，按地层沉积年代，成因类型，将拟建场地以下39.70m深底范围内的地层划分务人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及物理性质指标进一步划分为18个大层，本工程持力层为第7层71层岩性特征为细砂、中砂，饱和、密实。
由于该场区位于北京市区浅层地下水，水文地质分区的Ⅱb亚区，根据勘察实测水位情况，结合“北京市区浅层地下水长期观测网”资料和Ⅱb亚区水文地质特征分析，在场区地表下40m左右的深度范围内一般分布有4层浅层地下水：第1层地下水为分布不均的局部上层滞水，第2层地下水分布于约11.0m～19.0m之间的砂、卵石层中，地下水类型为层间潜水；第3、4层地下水分布于约23.0m～32.0m、37.0～44.0m之间的砂、卵石层中，地下水类型为承压水。综合本工程岩土工程欺勘察成果，上层滞水和层间潜水位于基础砌筑标高以上，而基础底位于承压水第3层的含水层内，在边坡支护时重点考虑第3层承压水对边坡的影响。由于在第一期施工时基坑地下水位已降至基底以下，在進行第二期施工时只需将水位保持在27.0m左右。
三 工程特点和难点
3.1 特点
本工程地处北京CBD核心区，其北侧为建国门外大街，其下为北京地铁一号线，南侧为一期地下室甩项结构，西侧为在施西塔地下室结构甩项，东侧为地铁一号线室外通风竖井；周边大型建筑物众多、道路交错、地下市政管网密集且复杂；二期地下结构共六层，南北狭窄，东西狭长，深度为当时北京市在施基坑项目中最深、难度最大的工程。
3.2 难点
3.2.1 二期施工时必须将一期施工的降水井、护坡桩废除，如何保证将地下水降至设计基底以下500mm，滞水和层间水如何处置，土方开时边坡渗漏，基底冒水如何处理，北侧地下管网密集复杂，钻井、打桩、锚杆施工时能否确保地下市政管线不破坏，边坡的稳定性等难题。
3.2.2 由于基坑窄而深，作业面太小，大型挖土机、土方运输车根本下不去，如何将几万立方米土方运出来。
3.2.3 大型机械下不去，一期留下的196根护坡桩破除或清运。
3.2.4 一期预应力锚杆放张后如何保证重复利用，如何保证在二期护坡施工时不破坏预应力锚杆。
3.2.5 作业面太小如何保证地下结构施工，一期甩下的钢筋如何利用。
3.2.6 操作空间太小底板防水和地下室外墙防水如何保证施工质量。
以上难点中降水、土方开挖、地下结构施工工序又是本工程最为关键、最难控制的。
四 设计方案
4.1 设计方案应考虑的因素
结合一期的设计方案、专家论证及施工经验，支护结构设计是在地下水降至基底以下0.5m 前提下进行设计计算，计算内容包括安全等级、变形量、荷载取值、整体稳定性等，结构施工时还考虑了钢筋混凝土的自重对模架体系的安全可靠性能、防水性、混凝土的浇筑等等。
二期施工时一期主体结构已经施工完毕，任何一道工序都在狭窄的空间下进行，二期护坡桩、降水井均可能受到一期锚杆的影响，降水井须避开锚杆，因此二期的护坡采用人工挖孔桩；基坑北侧采用护坡桩加锚杆的支护方式进行加固；上层滞水对支护结构的影响及周边市政管线及建筑物的安全；在进行方案设计时充分考虑了基坑周边活荷载对边坡稳定性的影响，距离边坡5m以外，堆料不得超过20KN/m2 ，车辆载重不得超过30t；4m范围以外不得支设起重机支腿，架设混凝土输送泵。
4.2 设计方案筹划
二期工程施工的重点是确保边坡的安全、结构安全、施工安全，同时还必须保证周边建筑物的安全，在施工过程中及时有效的进行边坡及周边建筑物、构筑物进行变形监测。因此，在进行方案筹划时应针对每一道工序进行经济技术对比分析，选用安全可靠，经济适用，施工方便的设计方案。
4.2.1 基坑北侧由于原有建筑物基础标高在-4.5m（相对于±0.000=39.4m）左右。因此，考虑从-4.5m以下开始施工护坡桩+锚杆+止水帷幕的支护形式，以上拟采用土钉墙支护方式；
4.2.2 东侧马道出口处拟采用土钉墙+护坡桩+锚杆的支护形式；
4.2.3 南侧为一期甩项结构，不需要支护；
4.2.4 边坡支护主要受滞水、潜水和承压水的影响，拟采用管渗井闭合的降水方式将滞水层疏干，抽排潜水和承压水；对于一期施工时滞水层流向不明出现疏不干的现象，摸清滞水的流向后拟采用插管引流。
4.2.5 二期施工时，拟利用一期锚杆，开挖时尽量避免破坏锚杆，将其预留合适长度后截断。对截断锚杆重新进行试验并张拉。
4.2.6 土方施工时，针对作业面小，大型机械无法正常施工的情况下，拟选用小型挖土机，地面汽车吊往外吊土的方法；
4.2.7 由于一期和二期结构施工间隔较长，一期结构施工预留的钢筋接头有的开始出现锈蚀，为满足施工规范要求，将出现锈蚀的钢筋进行除锈处理，再进行搭接双面焊；
4.2.8 为增强地下室外墙的防水性能，除采用防水混凝土外，还在水平施工缝的位安装止水钢板，为减少外墙水平施工缝，拟将墙体和顶板混凝土一起浇筑。
4.2.9 拟采用600×600mm间距碗扣立杆做为顶板模板支撑，墙体模板次龙骨拟采用50×100mm方钢管，主龙骨采用Ø48×3.5钢管，对拉螺栓采用Ø18分节式止水穿墙螺栓。
4.3 设计方案确定
充分借鉴一期工程的经验及现场的实际情况，最终确定二期工程施工方案如下：东侧、北侧采用土钉墙+护坡桩+锚杆支护体系组合设计方案， 降水采用大口径管渗井抽渗结合的闭合降水设计方案，土方开挖采用地面吊吊土方案，结构施工采用一层墙板一次支模一次浇筑施工设计方案。根据图纸要求地下室外墙采用3+3mm厚SBS聚酯胎改性沥青防水卷材，采用外防外贴施工方法。
五 施工方案
5.1 降水施工方案
为防止钻井机打断地下市政管线和一期预应力锚杆，钻井前对施工范围内的地下管线进行摸底，探明管线的走向后采用反循环钻机钻进成井。
根据地勘报告提供的地下水位资料，采用基坑周边密布井抽水的降水方式，将上层滞水下渗，疏干潜水，适当降低承压水水位。基坑长143m，周边设22口降水井，间距7m，井深35m，施工期间对于护坡四周滞水丰富的部位增设引流管，以确保边坡的支护安全。
5.1.1 工艺流程
现场踏勘→井位布置→钻机就位→成孔→替浆→下井管→填滤料→洗井→埋设排水联络管线及配电电缆→下泵抽水→清理施工现场→水位观测
5.1.2 操作要点
1）井位布置：北侧降水距开挖护坡桩12.8m，共布置22口井，东侧布置3口井；降水井井深35.0m，井间距为7m，孔径0.6m。
2）钻孔：孔位准确，孔身垂直，不得使用粘土造浆护壁，终孔后要换浆清孔，换浆后泥浆比重不大于1.1，确保孔底无沉渣。
3）洗井及成井泥浆的处理
成井后立即洗井，由上至下分层清洗，要求洗至水清砂净。井管下入后，边下滤料边用污水泵洗井；
4）吊放井管
井管采用直径0.4m的水泥砾石滤水管，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2-4条30mm宽、长2-3m的竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面不小于200mm，并缠雨布封住井口临时保护。对于马道口上的2口降水井调整为暗井，上部予以密闭，以保证既能降水又不影响其他工作。
5）填滤料
井管下入后立即填入滤料。滤料为2～8mm干净石屑，杂志含量部大于3%。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将稀泥浆挤出井孔。如滤料下沉量过大，应补填至井口下2 m处，其上用粘土封填。
6）排水管铺设
抽水井做成明明排水管，在基坑的东侧和北侧各布一根300mm的PVC管，排水管向水流方向的倾斜以1-2%為宜。
7）抽水
按要求下泵抽水，并作好水位流量记录
8）潜水层残留水处理
降水时需将开挖范围内的潜水含水层疏干，但受潜水含水层底板凹凸不平的影响，在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处出现渗水线，这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使基槽边坡上扰动出现坍塌，影响基槽开挖。为防止此类情况，应放慢挖槽速度，及时在坑壁设置盲管导流，导流管采用长0.5m的Ф25mm的塑料管，做成花管并缠80目尼龙纱网。
5.2 土钉墙施工方案
二期设计护坡桩以北11.65m范围内往下挖4.5m,以减土方对护坡桩的侧压力，下挖4.5m范围用土钉墙护坡；东侧二期施工时-10m以上同一期的护坡形式一样也采用土钉墙护坡，放坡均坡度为1:0.18。 土方开挖分层每层开挖高度不超过1.5m。，土钉墙喷射混凝土强度为C20。
5.2.1 施工流程
土方开挖→修正边坡→安设土钉（包括钻孔、插钢筋、注浆）→绑扎钢筋网、加强筋，土钉同加强筋焊接，如垫块→喷射第一层混凝土→喷射第二层混凝土→设置护顶、护脚→设排水设施。
5.2.2 操作要点
1）基坑边坡土方开挖时严格按照分层开挖；每次超挖深度不得超过0.3m；边开挖边人工修正边坡，人工修正破时，坡面平整度应控制在20mm内；
2）采用洛阳铲成孔，成孔直径120mm，第一道土钉距坡顶1.5m，成孔深度为6.9m,第二道土构距坡顶3.0m，成孔深度为6.0m,倾角均为12度，成孔后及时将Φ20钢筋插入孔低，注浆管插至距孔底250mm～500mm，并采用1:0.5的水泥净浆注浆。
3）水泥浆达到一定强度后进行土钉墙钢筋网绑扎，竖向和水平均用Ø6.5@150钢筋网，钢筋与坡面间隙为20mm，土钉和加强焊接牢固。
4）分段分片依次进行喷射混凝土，同一分段内自下而上喷射，一次喷射厚度为30mm～50mm；喷射混凝土终凝2h后，喷水养护，养护时间依气温环境条件，一般为3d～7d；
5）及时锁定预应力土钉，以减少基坑的变形；
5.3 人工挖桩施工方案
桩身半径400mm，护壁厚度150mm，开挖半径550mm，挖深度为35m，每节护壁下口应比上口略大，采用半径650mm定型钢模板，护壁混凝土强度不小C15。为确保安全以及施工方便，人挖桩采用隔桩跳挖的施工顺序。
5.3.1 工艺流程
放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板→构筑混凝土护壁→检查桩位中心线→架设垂直运输架→安装辘轳→开挖第二节桩孔土方（修边）→支护壁模板→遇到一期锚杆后截断→逐层向下循环作业至计划深度
5.3.2 操作要点
1)放线定桩位及护壁顶部保护
确定好桩位中心点，以桩中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径划出上部的圆周，确定开挖尺寸线。上口经预检合格后开挖。
2)开挖桩孔土方
开挖第一节桩土方，由人工从上道下逐层进行，先挖中间部分然后扩及周边。每步开挖深度可定为1m，且每步挖后立即清除，并对周围清壁处理，校核垂直度和孔径，检查无误后方可进行下步挖土。
3)开挖深度控制
在开挖过程中，如未发现地下水，一直挖至设计标高；如发现地下水，清孔底余土后测量孔深，立即停止开挖，上报管理人员，根绝此标高和地下水深度，剩余桩长部分的成孔，采用其他工艺完成。
5.4 机械成孔护坡桩施工方案
北侧-4.5m以下东侧-10m以下采用机械成孔，桩直径为800mm ,桩长35m,护坡桩混凝土强度为C25。
5.4.1 工艺流程
放线定点→钻机就位→钻孔至设计深度→拔出钻杆→测量孔深→吊放钢筋笼→吊放导管→水下灌注商品混凝土成桩→帽梁施工→桩间土护壁
5.4.2 操作要点
1)护坡桩成孔：采用机械成孔，采用隔一打一的顺序施工。
2)钢筋笼加工及安装:护坡桩主筋采用16Φ25钢筋加工，圆环箍筋为Φ8@200，钢筋的连接采用直螺纹套筒。由专人负责钢筋笼的安放，避免钢筋笼卡住或碰孔壁。钢筋笼与孔壁间应保证40mm厚保护层。
3)混凝土浇筑：灌注混凝土的导管采用Φ250的钢管，各节导管以插入方式连接，连接处设置密封橡圈，防止泥浆渗入。导管插入孔中，其下端口与孔底间应预留30～50cm的距离。在灌注混凝土前须先在导管内吊挂隔水塞，隔水塞采用橡胶球胆塞，吊挂位置应临近水面；应将混凝土全部灌入导管中，确保首批混凝土灌注量满足导管买入混凝土中不少于1.5m。
5.4.3 桩顶帽梁施工
桩顶帽梁尺寸为500×800mm，帽梁模板采用P6012组合钢模板，帽梁混凝土强度为C25。
1)工艺流程：
挖槽→绑钢筋→支模→浇筑混凝土→养护
2)操作要点
①挖槽：根据边坡边线放出帽梁位置线，用小型挖土机挖出帽梁基槽，将基槽内桩头清平，并清理干净，凿除浮浆。
②帽梁钢筋安装：梁主筋为6Φ22钢筋，钢筋连接采用直螺纹套筒连接，箍筋为Ø6.5间距为200mm，桩顶钢筋锚入帽梁长度不小于700mm，帽梁保护层厚度为35mm。
③模板安装：背楞采用Φ48×3.5钢管，模板外侧用地锚固定模板。拼缝严密，加固牢固。
④混凝土浇筑：混凝土的坍落度，和易性、配合比满足设计要求，振捣密实，养护到位。
5.4.4 桩间土护壁
1)从上至下清除桩间土至1/3～1/2桩径，清理面位弧形，弧线突起朝向基坑外侧；
2)局部滞水丰富处，可采用插管引流，清土完后，立即铺挂200×200mm钢丝网片（网片筋厚度1.5～2mm），钢筋网利用Φ16@500钢筋与俩边护坡固定，钢筋植入护坡桩80-100mm；
3)喷射混凝土，分层喷射强度为C20细石混凝土，面层厚度50～80mm。
5.5 预应力锚杆施工方案
因基坑深度较大，锚杆设计拉力大，需在水泥浆液中惨加适量微膨胀剂，对于张拉力较大的，需采取二次劈裂注浆的方式注浆，每层锚杆施工前期进行拉拔力试验，以检测锚杆抗拉强度能否达到设计要。
5.5.1 工艺流程
测量定位→鉆机就位→安装钻杆、旋转接头等→钻孔→接入钢筋线索→压浆→安全腰梁→养护→预应力张拉。
5.5.2 操作要点
1)成孔： 首先采用锚杆机钻孔，如遇塌孔或砂卵石层，则改用套管跟进水冲法锚杆机成孔；钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm，偏斜度不应大于±1°。
2)锚杆安装：锚杆由自由段+锚固段+张拉锁定段组成。杆体采用1860型钢绞线，杆体中间插入塑料管。钢筋骨架设固定管架，间距2.0m。
3)注浆：注浆管距孔底宜为100mm～200mm；采用水灰比0.38-0.45的水泥砂浆，并及时多次补浆至注浆全部完成。
4)预应力张拉：对于桩顶上的锚杆，锚杆注浆1～2天后，组织进行连梁施工，待桩身锚杆水泥砂浆锚固体及连梁混凝土强度强度到设计强度75%以上时进行第一道锚杆的张拉。
5.5.3 锚杆劈裂注浆
由于粘土层中存在滞水，会降低土层对锚杆的张拉力，采用二次高压劈裂注浆的特殊工艺来提高锚杆的张拉力。具体做法是在锚杆内加一根带花管得高压注浆铁管，在第一次注浆后12小时至72小时内，用高压泵向高压劈裂管内注浆，以提高锚杆拉力。同时水泥浆液中惨夹外加剂提高水泥浆强度及锚杆拉力。
5.6 土方开挖施工方案
作为本工程的最关键工序之一的土方工程，除了作业面狭窄、狭长、超深以外，需要外运的土方工程量达5万m3，而且还有多道工序交叉作业，还受中间滞水和底部承压水的影响，稍有明水溢出或流砂导致塌方将造成非常严重的后果。因此，采用分层开挖及地面吊吊运土的设计方案，再配以小型机械进行基坑内土方开挖和倒运。
5.6.1 工艺流程
场地平整→挖第一步→第一道土钉墙→挖第二步土→第二道土钉墙→挖第三步土→护坡桩施工→挖第四步土→第一道锚杆→挖第五步土→桩间护壁→第二道锚杆→…→挖至槽底
5.6.2 操作要点
1）场地平整：开工前完成现场场地平整和现场临时道路装修工作，场地平整和临时道路（场区内）采用推土机配合装载机进行施工。
2）土方开挖：-4.5m以上土方分三步进行，每一步挖土深度为1.5m，放坡坡度为1:0.18然后是土钉墙施工，挖至-4.5m待护坡桩施工完毕，再进行-4.5m以下土方施工，每一步挖土深度均为1.5m，期间穿插锚杆和桩间护壁施工，-15m以上均使用大型挖土机，土方从西侧马道外运。-15m至-25.3m改用小型机械开挖，使用四台地面履带吊一斗斗往外上吊，再外运。挖至基底预留150mm厚由人工清槽。
3)马道设置
在基坑西侧设置马道，同时采用多作业面、多层次作业，马道宽度6m，马道坡度均为1:7，为进出双向马道。但由于基坑内空间狭窄，无法转弯，因此，每次只能有一车进或出。
5.7 结构施工方案
5.7.1 防水施工
地下室外墙防采用3+4聚酯胎改性沥青防水卷材，底板导墙水平竖向施工缝采用3×300mm止水钢板，其它施工缝采用遇水膨胀止水条。先施工底板防水再施工外墙防水。
1)工艺流程
接茬部位处理→刷冷底子油→附加层→第一层→第二层→防水封头处理
2)操作要点
①将一期防水甩茬清理出来，把破坏的部位重新烘烤粘接上，搭接长度不小于150mm（规范要求100mm），
②混凝土垫层含水率小于9%后可进行冷底子油涂刷，涂刷均匀不宜过厚。
③底板接茬、外墙阴阳角、导墙接茬处须贴一层3mm厚附加层。
④第一层、第二层防水卷材施工时上下两层防水必须错开500mm或1/3幅搭接，每幅长边或短边搭接不少于100mm,搭接部位必须封边严密，不空鼓，不破坏。
5.7.2 钢筋施工
基础底板厚度为1000mm，地下五层外墙厚为600mm，地下一层至四层及两层夹层地下室外墙为400mm,混凝土强度均为C40，均为P12抗渗混凝土。直径≥16的钢筋连接采用直螺纹套筒连接，其它钢筋连接采用绑扎搭接。
1)工艺流程
底板钢筋：底板接茬钢筋处理→钢筋连接→钢筋绑扎→外墙插筋→外墙钢筋→保护层
2)操作要点
①将一期底板甩茬钢筋调直，除锈，直螺纹接头处锈蚀严重不能使用的，除锈后采用5d双面焊接，其它钢筋则采用绑扎搭接；
②钢筋绑扎规格、级别、数量、锚固、搭接长度、间距满足设计图纸要求；
③底板和外墙钢筋保护层厚度为40mm,室内顶板钢筋保护层厚度20mm厚；
5.7.3 模板施工
地下墙体和顶板模板全部使用15mm厚多层板，墙体模板支撑加固采用Ø48×3.5钢管，顶板模板支撑采用600×600mm碗扣架体系，主龙、次骨均采用100×100mm方木。墙体模板之间的对拉螺栓采用Ø18分节式止水穿墙螺栓。
5.8 基坑监测方案
根据本工程的实际情况，在施工过程中对基坑围护结构的受力情况、周围地表位移等进行监测是十分必要的。这样做，一是可以及时了解开挖工程中围护体系的实际状态，对比分析设计条件与现场实际的差异，以便及时修正设计；二是有利于正确估计开挖过程中围护体系的稳定性，掌握基坑开挖对周围环境的影响，为临近建筑物及地下管线的安全提供保证；三是可以通过接受反馈信息，科学合理安排下一步的施工工序，使施工更加安全，工程质量更好。
5.8.1 外界原因造成基坑变形过大处理措施
如果外界条件突然改变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其他原因造成桩背后土压增大，通过位移观测，桩顶位置超过20mm（预警值），需及时分析原因考虑是否加固，如超过30mm（预警值），应立即采取加固措施。应急措施时土方回填、加斜钢支撑、补加锚杆等应急加固措施，以阻止位移继续扩大，确保基坑安全，同时备用2台挖土机，在公司基地用大量的工字钢，防止突发事故。
5.8.2 护坡桩施工中对孔壁坍塌现象的应急处理措施
1）可根据坍塌的具体情况，回填夯实后，过几天后施工。
2）改善护壁泥浆的质量，调整泥浆的各项参量。
3）随时观察地下水位变化，必要时对基坑内降水井布设进行调整。
4）减少地面荷载、机械等对地层产生的震动。
5.8.3 锚杆施工遇到承压水
最下面两层锚杆施工时，由可能遇到承压水（一期没有遇到过这种情况，但仍要做好预防工作），此时应调整角度，锚杆角度变小，在承压水层上面的封水层（粘土）施工，同时及时注浆封堵，并采用二次高压注浆措施。
六 结语
本工程通过采用大口径管渗井抽渗结构合的闭合降水方案，土方开挖时未出现流砂或坍塌；边坡围护采用了土钉墙+护坡桩+预应力锚杆的支护方式，保证了边坡的稳定，利用地面吊吊出基坑内土方的方式解决了因大型机械无法作业的难题等综合施工技术。最终确保了基坑的安全和结构施工安全，顺利完成了施工任务。
[关键词]深基坑 降水 护坡桩 安全 方案
一 工程概况
北京财源国际中心-东塔楼工程位于北京市朝阳区建国门外大街4号，为5A级智能写字楼，工程由A、B两座塔楼及地下室裙楼围合而成。总建筑面积93218m2，其中地下建筑面积37452m2，地上建筑面积55766m2；结构形式为框架剪力墙结构，筏板基础。地下共7层（含2层夹层），地上19层，基础埋深25.3m，檐高87.8m；地下五层为人防层，地下一至四层为地下停车库，两夹层均为设备层。整个工程分两次施工，第一次施工至H轴往南2.5m处，甩下H轴往南2.5m处至J轴第二次施工（全为地下结构）。二期地下室结构H轴往南2.5m处至J轴宽度仅为6.5m，基坑深达25.3m，东西长达143.3m。
二 水文地质条件
根据现场钻探，进行原位测试及试验室试验的土工击实数据，按地层沉积年代，成因类型，将拟建场地以下39.70m深底范围内的地层划分务人工堆积层和第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及物理性质指标进一步划分为18个大层，本工程持力层为第7层71层岩性特征为细砂、中砂，饱和、密实。
由于该场区位于北京市区浅层地下水，水文地质分区的Ⅱb亚区，根据勘察实测水位情况，结合“北京市区浅层地下水长期观测网”资料和Ⅱb亚区水文地质特征分析，在场区地表下40m左右的深度范围内一般分布有4层浅层地下水：第1层地下水为分布不均的局部上层滞水，第2层地下水分布于约11.0m～19.0m之间的砂、卵石层中，地下水类型为层间潜水；第3、4层地下水分布于约23.0m～32.0m、37.0～44.0m之间的砂、卵石层中，地下水类型为承压水。综合本工程岩土工程欺勘察成果，上层滞水和层间潜水位于基础砌筑标高以上，而基础底位于承压水第3层的含水层内，在边坡支护时重点考虑第3层承压水对边坡的影响。由于在第一期施工时基坑地下水位已降至基底以下，在進行第二期施工时只需将水位保持在27.0m左右。
三 工程特点和难点
3.1 特点
本工程地处北京CBD核心区，其北侧为建国门外大街，其下为北京地铁一号线，南侧为一期地下室甩项结构，西侧为在施西塔地下室结构甩项，东侧为地铁一号线室外通风竖井；周边大型建筑物众多、道路交错、地下市政管网密集且复杂；二期地下结构共六层，南北狭窄，东西狭长，深度为当时北京市在施基坑项目中最深、难度最大的工程。
3.2 难点
3.2.1 二期施工时必须将一期施工的降水井、护坡桩废除，如何保证将地下水降至设计基底以下500mm，滞水和层间水如何处置，土方开时边坡渗漏，基底冒水如何处理，北侧地下管网密集复杂，钻井、打桩、锚杆施工时能否确保地下市政管线不破坏，边坡的稳定性等难题。
3.2.2 由于基坑窄而深，作业面太小，大型挖土机、土方运输车根本下不去，如何将几万立方米土方运出来。
3.2.3 大型机械下不去，一期留下的196根护坡桩破除或清运。
3.2.4 一期预应力锚杆放张后如何保证重复利用，如何保证在二期护坡施工时不破坏预应力锚杆。
3.2.5 作业面太小如何保证地下结构施工，一期甩下的钢筋如何利用。
3.2.6 操作空间太小底板防水和地下室外墙防水如何保证施工质量。
以上难点中降水、土方开挖、地下结构施工工序又是本工程最为关键、最难控制的。
四 设计方案
4.1 设计方案应考虑的因素
结合一期的设计方案、专家论证及施工经验，支护结构设计是在地下水降至基底以下0.5m 前提下进行设计计算，计算内容包括安全等级、变形量、荷载取值、整体稳定性等，结构施工时还考虑了钢筋混凝土的自重对模架体系的安全可靠性能、防水性、混凝土的浇筑等等。
二期施工时一期主体结构已经施工完毕，任何一道工序都在狭窄的空间下进行，二期护坡桩、降水井均可能受到一期锚杆的影响，降水井须避开锚杆，因此二期的护坡采用人工挖孔桩；基坑北侧采用护坡桩加锚杆的支护方式进行加固；上层滞水对支护结构的影响及周边市政管线及建筑物的安全；在进行方案设计时充分考虑了基坑周边活荷载对边坡稳定性的影响，距离边坡5m以外，堆料不得超过20KN/m2 ，车辆载重不得超过30t；4m范围以外不得支设起重机支腿，架设混凝土输送泵。
4.2 设计方案筹划
二期工程施工的重点是确保边坡的安全、结构安全、施工安全，同时还必须保证周边建筑物的安全，在施工过程中及时有效的进行边坡及周边建筑物、构筑物进行变形监测。因此，在进行方案筹划时应针对每一道工序进行经济技术对比分析，选用安全可靠，经济适用，施工方便的设计方案。
4.2.1 基坑北侧由于原有建筑物基础标高在-4.5m（相对于±0.000=39.4m）左右。因此，考虑从-4.5m以下开始施工护坡桩+锚杆+止水帷幕的支护形式，以上拟采用土钉墙支护方式；
4.2.2 东侧马道出口处拟采用土钉墙+护坡桩+锚杆的支护形式；
4.2.3 南侧为一期甩项结构，不需要支护；
4.2.4 边坡支护主要受滞水、潜水和承压水的影响，拟采用管渗井闭合的降水方式将滞水层疏干，抽排潜水和承压水；对于一期施工时滞水层流向不明出现疏不干的现象，摸清滞水的流向后拟采用插管引流。
4.2.5 二期施工时，拟利用一期锚杆，开挖时尽量避免破坏锚杆，将其预留合适长度后截断。对截断锚杆重新进行试验并张拉。
4.2.6 土方施工时，针对作业面小，大型机械无法正常施工的情况下，拟选用小型挖土机，地面汽车吊往外吊土的方法；
4.2.7 由于一期和二期结构施工间隔较长，一期结构施工预留的钢筋接头有的开始出现锈蚀，为满足施工规范要求，将出现锈蚀的钢筋进行除锈处理，再进行搭接双面焊；
4.2.8 为增强地下室外墙的防水性能，除采用防水混凝土外，还在水平施工缝的位安装止水钢板，为减少外墙水平施工缝，拟将墙体和顶板混凝土一起浇筑。
4.2.9 拟采用600×600mm间距碗扣立杆做为顶板模板支撑，墙体模板次龙骨拟采用50×100mm方钢管，主龙骨采用Ø48×3.5钢管，对拉螺栓采用Ø18分节式止水穿墙螺栓。
4.3 设计方案确定
充分借鉴一期工程的经验及现场的实际情况，最终确定二期工程施工方案如下：东侧、北侧采用土钉墙+护坡桩+锚杆支护体系组合设计方案， 降水采用大口径管渗井抽渗结合的闭合降水设计方案，土方开挖采用地面吊吊土方案，结构施工采用一层墙板一次支模一次浇筑施工设计方案。根据图纸要求地下室外墙采用3+3mm厚SBS聚酯胎改性沥青防水卷材，采用外防外贴施工方法。
五 施工方案
5.1 降水施工方案
为防止钻井机打断地下市政管线和一期预应力锚杆，钻井前对施工范围内的地下管线进行摸底，探明管线的走向后采用反循环钻机钻进成井。
根据地勘报告提供的地下水位资料，采用基坑周边密布井抽水的降水方式，将上层滞水下渗，疏干潜水，适当降低承压水水位。基坑长143m，周边设22口降水井，间距7m，井深35m，施工期间对于护坡四周滞水丰富的部位增设引流管，以确保边坡的支护安全。
5.1.1 工艺流程
现场踏勘→井位布置→钻机就位→成孔→替浆→下井管→填滤料→洗井→埋设排水联络管线及配电电缆→下泵抽水→清理施工现场→水位观测
5.1.2 操作要点
1）井位布置：北侧降水距开挖护坡桩12.8m，共布置22口井，东侧布置3口井；降水井井深35.0m，井间距为7m，孔径0.6m。
2）钻孔：孔位准确，孔身垂直，不得使用粘土造浆护壁，终孔后要换浆清孔，换浆后泥浆比重不大于1.1，确保孔底无沉渣。
3）洗井及成井泥浆的处理
成井后立即洗井，由上至下分层清洗，要求洗至水清砂净。井管下入后，边下滤料边用污水泵洗井；
4）吊放井管
井管采用直径0.4m的水泥砾石滤水管，当管口与井口相差200mm时，接上节井管，接头处用尼龙网裹严，以免挤入泥砂淤塞井管，竖向用2-4条30mm宽、长2-3m的竹条固定井管。为防止上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面不小于200mm，并缠雨布封住井口临时保护。对于马道口上的2口降水井调整为暗井，上部予以密闭，以保证既能降水又不影响其他工作。
5）填滤料
井管下入后立即填入滤料。滤料为2～8mm干净石屑，杂志含量部大于3%。滤料沿井孔四周均匀填入，宜保持连续，将稀泥浆挤出井孔。如滤料下沉量过大，应补填至井口下2 m处，其上用粘土封填。
6）排水管铺设
抽水井做成明明排水管，在基坑的东侧和北侧各布一根300mm的PVC管，排水管向水流方向的倾斜以1-2%為宜。
7）抽水
按要求下泵抽水，并作好水位流量记录
8）潜水层残留水处理
降水时需将开挖范围内的潜水含水层疏干，但受潜水含水层底板凹凸不平的影响，在局部粘性土夹层或潜水含水层底板处出现渗水线，这部分水若处理不好将带出地层中大量细颗粒物质，使基槽边坡上扰动出现坍塌，影响基槽开挖。为防止此类情况，应放慢挖槽速度，及时在坑壁设置盲管导流，导流管采用长0.5m的Ф25mm的塑料管，做成花管并缠80目尼龙纱网。
5.2 土钉墙施工方案
二期设计护坡桩以北11.65m范围内往下挖4.5m,以减土方对护坡桩的侧压力，下挖4.5m范围用土钉墙护坡；东侧二期施工时-10m以上同一期的护坡形式一样也采用土钉墙护坡，放坡均坡度为1:0.18。 土方开挖分层每层开挖高度不超过1.5m。，土钉墙喷射混凝土强度为C20。
5.2.1 施工流程
土方开挖→修正边坡→安设土钉（包括钻孔、插钢筋、注浆）→绑扎钢筋网、加强筋，土钉同加强筋焊接，如垫块→喷射第一层混凝土→喷射第二层混凝土→设置护顶、护脚→设排水设施。
5.2.2 操作要点
1）基坑边坡土方开挖时严格按照分层开挖；每次超挖深度不得超过0.3m；边开挖边人工修正边坡，人工修正破时，坡面平整度应控制在20mm内；
2）采用洛阳铲成孔，成孔直径120mm，第一道土钉距坡顶1.5m，成孔深度为6.9m,第二道土构距坡顶3.0m，成孔深度为6.0m,倾角均为12度，成孔后及时将Φ20钢筋插入孔低，注浆管插至距孔底250mm～500mm，并采用1:0.5的水泥净浆注浆。
3）水泥浆达到一定强度后进行土钉墙钢筋网绑扎，竖向和水平均用Ø6.5@150钢筋网，钢筋与坡面间隙为20mm，土钉和加强焊接牢固。
4）分段分片依次进行喷射混凝土，同一分段内自下而上喷射，一次喷射厚度为30mm～50mm；喷射混凝土终凝2h后，喷水养护，养护时间依气温环境条件，一般为3d～7d；
5）及时锁定预应力土钉，以减少基坑的变形；
5.3 人工挖桩施工方案
桩身半径400mm，护壁厚度150mm，开挖半径550mm，挖深度为35m，每节护壁下口应比上口略大，采用半径650mm定型钢模板，护壁混凝土强度不小C15。为确保安全以及施工方便，人挖桩采用隔桩跳挖的施工顺序。
5.3.1 工艺流程
放线定桩位及高程→开挖第一节桩孔土方→支护壁模板→构筑混凝土护壁→检查桩位中心线→架设垂直运输架→安装辘轳→开挖第二节桩孔土方（修边）→支护壁模板→遇到一期锚杆后截断→逐层向下循环作业至计划深度
5.3.2 操作要点
1)放线定桩位及护壁顶部保护
确定好桩位中心点，以桩中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径划出上部的圆周，确定开挖尺寸线。上口经预检合格后开挖。
2)开挖桩孔土方
开挖第一节桩土方，由人工从上道下逐层进行，先挖中间部分然后扩及周边。每步开挖深度可定为1m，且每步挖后立即清除，并对周围清壁处理，校核垂直度和孔径，检查无误后方可进行下步挖土。
3)开挖深度控制
在开挖过程中，如未发现地下水，一直挖至设计标高；如发现地下水，清孔底余土后测量孔深，立即停止开挖，上报管理人员，根绝此标高和地下水深度，剩余桩长部分的成孔，采用其他工艺完成。
5.4 机械成孔护坡桩施工方案
北侧-4.5m以下东侧-10m以下采用机械成孔，桩直径为800mm ,桩长35m,护坡桩混凝土强度为C25。
5.4.1 工艺流程
放线定点→钻机就位→钻孔至设计深度→拔出钻杆→测量孔深→吊放钢筋笼→吊放导管→水下灌注商品混凝土成桩→帽梁施工→桩间土护壁
5.4.2 操作要点
1)护坡桩成孔：采用机械成孔，采用隔一打一的顺序施工。
2)钢筋笼加工及安装:护坡桩主筋采用16Φ25钢筋加工，圆环箍筋为Φ8@200，钢筋的连接采用直螺纹套筒。由专人负责钢筋笼的安放，避免钢筋笼卡住或碰孔壁。钢筋笼与孔壁间应保证40mm厚保护层。
3)混凝土浇筑：灌注混凝土的导管采用Φ250的钢管，各节导管以插入方式连接，连接处设置密封橡圈，防止泥浆渗入。导管插入孔中，其下端口与孔底间应预留30～50cm的距离。在灌注混凝土前须先在导管内吊挂隔水塞，隔水塞采用橡胶球胆塞，吊挂位置应临近水面；应将混凝土全部灌入导管中，确保首批混凝土灌注量满足导管买入混凝土中不少于1.5m。
5.4.3 桩顶帽梁施工
桩顶帽梁尺寸为500×800mm，帽梁模板采用P6012组合钢模板，帽梁混凝土强度为C25。
1)工艺流程：
挖槽→绑钢筋→支模→浇筑混凝土→养护
2)操作要点
①挖槽：根据边坡边线放出帽梁位置线，用小型挖土机挖出帽梁基槽，将基槽内桩头清平，并清理干净，凿除浮浆。
②帽梁钢筋安装：梁主筋为6Φ22钢筋，钢筋连接采用直螺纹套筒连接，箍筋为Ø6.5间距为200mm，桩顶钢筋锚入帽梁长度不小于700mm，帽梁保护层厚度为35mm。
③模板安装：背楞采用Φ48×3.5钢管，模板外侧用地锚固定模板。拼缝严密，加固牢固。
④混凝土浇筑：混凝土的坍落度，和易性、配合比满足设计要求，振捣密实，养护到位。
5.4.4 桩间土护壁
1)从上至下清除桩间土至1/3～1/2桩径，清理面位弧形，弧线突起朝向基坑外侧；
2)局部滞水丰富处，可采用插管引流，清土完后，立即铺挂200×200mm钢丝网片（网片筋厚度1.5～2mm），钢筋网利用Φ16@500钢筋与俩边护坡固定，钢筋植入护坡桩80-100mm；
3)喷射混凝土，分层喷射强度为C20细石混凝土，面层厚度50～80mm。
5.5 预应力锚杆施工方案
因基坑深度较大，锚杆设计拉力大，需在水泥浆液中惨加适量微膨胀剂，对于张拉力较大的，需采取二次劈裂注浆的方式注浆，每层锚杆施工前期进行拉拔力试验，以检测锚杆抗拉强度能否达到设计要。
5.5.1 工艺流程
测量定位→鉆机就位→安装钻杆、旋转接头等→钻孔→接入钢筋线索→压浆→安全腰梁→养护→预应力张拉。
5.5.2 操作要点
1)成孔： 首先采用锚杆机钻孔，如遇塌孔或砂卵石层，则改用套管跟进水冲法锚杆机成孔；钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm，偏斜度不应大于±1°。
2)锚杆安装：锚杆由自由段+锚固段+张拉锁定段组成。杆体采用1860型钢绞线，杆体中间插入塑料管。钢筋骨架设固定管架，间距2.0m。
3)注浆：注浆管距孔底宜为100mm～200mm；采用水灰比0.38-0.45的水泥砂浆，并及时多次补浆至注浆全部完成。
4)预应力张拉：对于桩顶上的锚杆，锚杆注浆1～2天后，组织进行连梁施工，待桩身锚杆水泥砂浆锚固体及连梁混凝土强度强度到设计强度75%以上时进行第一道锚杆的张拉。
5.5.3 锚杆劈裂注浆
由于粘土层中存在滞水，会降低土层对锚杆的张拉力，采用二次高压劈裂注浆的特殊工艺来提高锚杆的张拉力。具体做法是在锚杆内加一根带花管得高压注浆铁管，在第一次注浆后12小时至72小时内，用高压泵向高压劈裂管内注浆，以提高锚杆拉力。同时水泥浆液中惨夹外加剂提高水泥浆强度及锚杆拉力。
5.6 土方开挖施工方案
作为本工程的最关键工序之一的土方工程，除了作业面狭窄、狭长、超深以外，需要外运的土方工程量达5万m3，而且还有多道工序交叉作业，还受中间滞水和底部承压水的影响，稍有明水溢出或流砂导致塌方将造成非常严重的后果。因此，采用分层开挖及地面吊吊运土的设计方案，再配以小型机械进行基坑内土方开挖和倒运。
5.6.1 工艺流程
场地平整→挖第一步→第一道土钉墙→挖第二步土→第二道土钉墙→挖第三步土→护坡桩施工→挖第四步土→第一道锚杆→挖第五步土→桩间护壁→第二道锚杆→…→挖至槽底
5.6.2 操作要点
1）场地平整：开工前完成现场场地平整和现场临时道路装修工作，场地平整和临时道路（场区内）采用推土机配合装载机进行施工。
2）土方开挖：-4.5m以上土方分三步进行，每一步挖土深度为1.5m，放坡坡度为1:0.18然后是土钉墙施工，挖至-4.5m待护坡桩施工完毕，再进行-4.5m以下土方施工，每一步挖土深度均为1.5m，期间穿插锚杆和桩间护壁施工，-15m以上均使用大型挖土机，土方从西侧马道外运。-15m至-25.3m改用小型机械开挖，使用四台地面履带吊一斗斗往外上吊，再外运。挖至基底预留150mm厚由人工清槽。
3)马道设置
在基坑西侧设置马道，同时采用多作业面、多层次作业，马道宽度6m，马道坡度均为1:7，为进出双向马道。但由于基坑内空间狭窄，无法转弯，因此，每次只能有一车进或出。
5.7 结构施工方案
5.7.1 防水施工
地下室外墙防采用3+4聚酯胎改性沥青防水卷材，底板导墙水平竖向施工缝采用3×300mm止水钢板，其它施工缝采用遇水膨胀止水条。先施工底板防水再施工外墙防水。
1)工艺流程
接茬部位处理→刷冷底子油→附加层→第一层→第二层→防水封头处理
2)操作要点
①将一期防水甩茬清理出来，把破坏的部位重新烘烤粘接上，搭接长度不小于150mm（规范要求100mm），
②混凝土垫层含水率小于9%后可进行冷底子油涂刷，涂刷均匀不宜过厚。
③底板接茬、外墙阴阳角、导墙接茬处须贴一层3mm厚附加层。
④第一层、第二层防水卷材施工时上下两层防水必须错开500mm或1/3幅搭接，每幅长边或短边搭接不少于100mm,搭接部位必须封边严密，不空鼓，不破坏。
5.7.2 钢筋施工
基础底板厚度为1000mm，地下五层外墙厚为600mm，地下一层至四层及两层夹层地下室外墙为400mm,混凝土强度均为C40，均为P12抗渗混凝土。直径≥16的钢筋连接采用直螺纹套筒连接，其它钢筋连接采用绑扎搭接。
1)工艺流程
底板钢筋：底板接茬钢筋处理→钢筋连接→钢筋绑扎→外墙插筋→外墙钢筋→保护层
2)操作要点
①将一期底板甩茬钢筋调直，除锈，直螺纹接头处锈蚀严重不能使用的，除锈后采用5d双面焊接，其它钢筋则采用绑扎搭接；
②钢筋绑扎规格、级别、数量、锚固、搭接长度、间距满足设计图纸要求；
③底板和外墙钢筋保护层厚度为40mm,室内顶板钢筋保护层厚度20mm厚；
5.7.3 模板施工
地下墙体和顶板模板全部使用15mm厚多层板，墙体模板支撑加固采用Ø48×3.5钢管，顶板模板支撑采用600×600mm碗扣架体系，主龙、次骨均采用100×100mm方木。墙体模板之间的对拉螺栓采用Ø18分节式止水穿墙螺栓。
5.8 基坑监测方案
根据本工程的实际情况，在施工过程中对基坑围护结构的受力情况、周围地表位移等进行监测是十分必要的。这样做，一是可以及时了解开挖工程中围护体系的实际状态，对比分析设计条件与现场实际的差异，以便及时修正设计；二是有利于正确估计开挖过程中围护体系的稳定性，掌握基坑开挖对周围环境的影响，为临近建筑物及地下管线的安全提供保证；三是可以通过接受反馈信息，科学合理安排下一步的施工工序，使施工更加安全，工程质量更好。
5.8.1 外界原因造成基坑变形过大处理措施
如果外界条件突然改变（如基坑外附近管线漏水、地面荷载突然增大），或其他原因造成桩背后土压增大，通过位移观测，桩顶位置超过20mm（预警值），需及时分析原因考虑是否加固，如超过30mm（预警值），应立即采取加固措施。应急措施时土方回填、加斜钢支撑、补加锚杆等应急加固措施，以阻止位移继续扩大，确保基坑安全，同时备用2台挖土机，在公司基地用大量的工字钢，防止突发事故。
5.8.2 护坡桩施工中对孔壁坍塌现象的应急处理措施
1）可根据坍塌的具体情况，回填夯实后，过几天后施工。
2）改善护壁泥浆的质量，调整泥浆的各项参量。
3）随时观察地下水位变化，必要时对基坑内降水井布设进行调整。
4）减少地面荷载、机械等对地层产生的震动。
5.8.3 锚杆施工遇到承压水
最下面两层锚杆施工时，由可能遇到承压水（一期没有遇到过这种情况，但仍要做好预防工作），此时应调整角度，锚杆角度变小，在承压水层上面的封水层（粘土）施工，同时及时注浆封堵，并采用二次高压注浆措施。
六 结语
本工程通过采用大口径管渗井抽渗结构合的闭合降水方案，土方开挖时未出现流砂或坍塌；边坡围护采用了土钉墙+护坡桩+预应力锚杆的支护方式，保证了边坡的稳定，利用地面吊吊出基坑内土方的方式解决了因大型机械无法作业的难题等综合施工技术。最终确保了基坑的安全和结构施工安全，顺利完成了施工任务。