福州海峽奧體中心游泳館比賽池、練習池、跳水池高差較大，基坑土質主要是深厚流塑淤泥層，采用SMW工法樁圍護及l層圓形鋼筋混凝土內支撐。考慮時空效應，土方采取對稱均衡分層分段開挖，較好保護比賽池土臺原狀土，有效控制基坑變形，確保基坑施工安全，實現快捷施工。

　　1.工程概況

　　福州海峽奧體中心為2015年全國首屆青運會主賽場,位于福州市福灣路，由體育場、體育館、游泳館、網球館、商業中心等組成，工程總用地面積80.54hm2。游泳館位于整個奧體中心場地的西北端，東側與體育館、網球館相鄰，外輪廓為三段不同心圓弧兩兩相切圍合而成的似“水滴”形，福州海峽奧體中心效果如圖1所示。游泳館長210m，最寬處90m。內設比賽池(50m×25m)、訓練池(50m×16m)、跳水池(25m×25m)，布置如圖2所標。

　　2.工程地質條件

　　工程場地為典型淤泥軟土層，勘察報告揭示地質情況，土層及平均厚度自上而下為：

　　①耕植層0.45m;

　　②粉質黏土1.53m;

　　③飽和、流塑淤泥8.26m;

　　④粉質黏土7.26mm;

　　⑤飽和流塑淤泥質土7.05m;

　　⑥砂質黏土5.12m;

　　⑦殘積砂質黏性土6.68m;

　　⑧全風化花崗巖5.49mm;

　　⑨砂土狀強風化花崗巖12.72m;

　　⑩碎塊狀強風化花崗巖16.88m。

　　基坑支護采用SMW工法樁，樁長21m，樁端持力層為④粉質黏土層，立柱樁端持力層為⑨砂土狀強風化花崗巖層。場地穩定水位埋深0.2—16.70m，水位呈季節性升降。

　　3.工程難點

　　3.1基坑支護

　　游泳館使用功能獨特，結構復雜。跳水池坑底標高一7.200m，跳水池污水處理機房坑底標高一7.900m，地下室其他配套用房坑底標高一6.600m，比賽池坑底標高一4.100m、練習池坑底標高一3.100m，基坑各部分深淺不一，基坑支護設計及施工難度大。

　　基坑支護采用SMW工法及鋼筋混凝土內支撐的支護形式，施工工序多，工藝復雜，基坑邊線呈不規則圓弧狀，施工難度大。

　　3.2原狀土保護

　　比賽池、練習池及跳水池結構底板設計直接由原狀土受力，體量大、荷載重，基坑各部位深淺不一，按設計標高開挖后，將會形成坑中臺、臺中坑及坑中坑的工況。比賽游泳池結構底標高一4.100m，周邊坑底標高一6.900m，比賽池內周坑壁由4排西850mm@600mm無筋水泥攪拌樁土體加固，垂直高差2.8m，挖土及結構施工中土臺保護難度大。

　　3.3基坑變形控制

　　福州軟土地區淤泥層深厚，土體流動性大，側壓力大，基坑施工的分區分塊不同步及環境多變，基坑變形控制難度大。

　　3.4快速高效施工難

　　福州海峽奧體中心為重點建設項目，要在短時間內快速完成施工任務，經過圍護樁及支撐結構施工、土方開挖、地下室結構施工、坑外土方回填、支撐拆除及型鋼回收等諸多工序，施工工期緊迫，實現高效快速施工難度大。

　　4.施工技術及措施

　　4.1支護方案選擇

　　1)練習池基坑較淺，安排在地下室基坑施工完成后進行。

　　2)為了給地下室施工創造更大工作面，對比賽池土臺原狀土進行保護，采用圓形內支撐。

　　3)基坑支護采用剛度較好的SMW工法樁圍護及1道鋼筋混凝土內支撐，基坑外周邊10m土體面降低至一3.100m非地下室部分的承臺底，減少基坑支護施工時間以及結構施工需要的換撐與拆除技術間歇時間。

　　4)比賽池周邊設置4排西850mm@600mm，長10m水泥攪拌樁，對基坑內壁土體進行加固，如圖3所示。

　　4.2 SMW工法樁及水泥攪拌樁

　　1)本工程圍護采用SMW工法樁，4排西850mm@600mm 水泥攪拌樁長21 m，內插H型鋼HN700×300×13×24。

　　2)沿支護樁鋪設12m寬800mm厚的渣土道路，SMW工法樁及水泥攪拌樁按要求施工。

　　3)根據坐標基準點，計算出圍護中心線角點坐標，精確定位圍護中心線。

　　4)沿圍護樁中心線方向開掘槽寬約1.0m，深度1.0～1.2m溝槽。

　　5)垂直溝槽方向放置2根200mm×200mm，長2.5m定位型鋼。沿平行溝槽方向放置2根300mm×300mm、長約8—12m定位型鋼，采用H型鋼定位卡。攪拌樁用套打法，樁中心距600mm。定位型鋼間距1 200mm，用紅油漆做好標記準確定位。

　　6)在樁機上焊接半徑為5cm的鐵圈，10m高處懸掛線錘，用經緯儀校直鉆桿垂直度。攪拌樁機移到作業位置后，調整樁架垂直度，控制在0.5%以內。

　　7)搭建好拌漿施工平臺及水泥庫，水泥采用Pc32.5R復合硅酸鹽水泥，水泥漿液水灰比控制在1.5～2.O，水泥摻入量為20%(質量)。

　　8)根據土質情況調整速率，放松卷揚機使攪拌頭自上而下切土拌合下沉，直到鉆頭下沉鉆進至樁底標高。鉆桿在下沉和提升時均需注入水泥漿液，每次下降噴漿60%，提升噴漿40%。鉆進速度控制在0.5～1m/min，提升速度控制在1～2m/min，連續均勻注入拌制好的水泥漿液，鉆桿提升完畢水泥漿液全部注完。

　　9)型鋼插入前涂刷隔離劑，有利于拔出回收。

　　10)水泥攪拌樁施工完畢，型鋼樁插入前在距型鋼頂端0.2m處開1個孔徑約8cm吊裝孔，并在此處型鋼兩面加焊厚度≥12mm的加強板，汽車式起重機吊放H型鋼樁。H型鋼接長采用10mm厚鋼板雙面拼焊，焊縫均為坡口滿焊。

　　4.3支撐梁施工

　　1)在一3.900m混凝土墊層面鋪設1層瀝青油氈后開始綁扎支撐梁鋼筋，防止今后梁底混凝土與泥土黏結。

　　2)外圍H型鋼與混凝土接觸面用滌綸棉包裹作為隔離層，防止混凝土與H型鋼黏結。

　　3)支撐梁施工關鍵是控制好支撐梁相交節點及H型鋼與圍護梁節點的鋼筋綁扎施工質量，支撐梁如圖4所示。

　　4.4基坑土方開挖

　　基坑土方開挖考慮時空效應，根據基坑的特點，依據對稱平衡原則分塊分層開挖，然后再確定各單元的施工參數如每步開挖的空間尺寸、開挖時限、支撐時限、支撐預應力等。技術要點是沿規定的開挖次序逐段開挖，在每個開挖段中分層分小段開挖，做好基坑排水，減少基坑暴露時間。每層先對稱開挖四周土方，然后再開挖中間土方，使支護結構均勻受力。

　　4.4.1土方開挖順序

　　1)支撐梁范圍內，由自然地面開挖至一3.900m冠梁底，進行支撐梁施工。

　　2)在支撐梁施工期間，開挖基坑周邊10m非地下室部分，承臺底一3.100m平臺進行硬化處理。

　　3)開挖支撐梁底面至地下室筏板底面，主要是大面積開挖。

　　4)開挖筏板底面標高以下局部結構的基礎土方，如跳水池底、污水處理底、承臺底等。土方開挖順序如圖5所示。

　　4.4.2基坑土方開挖方法

　　土方采取分層對稱開挖的方法，由基坑四周向中間推進，退挖路線如圖6所示。

　　1)周邊支撐梁網格較密，先用機械挖除支撐梁網格以下2m的土方，便于支撐梁以下的后續土方開挖。

　　2)土方由兩側往兩出土口方向退挖，挖出來的土方隨挖隨運，不在場地堆積。

　　3)本工程流塑狀態淤泥層深厚，淤泥土體軟滑，運土車輛無法開到坑底，淤泥場地堆積會增加土側壓力，邊坡容易造成流動性坍塌。為減少原土體結構破壞，基坑淤泥采用3臺挖土機接力法開挖。l臺在地表，2臺在基坑不同標高的臺階上，相鄰2臺挖土機的回轉半徑在工作搭接范圍內，邊挖邊向上傳遞，由地表最上l臺挖土機裝車，用自卸汽車運走。挖土機用墊鋼板行走移動，防止機械下陷，如圖7所示。

　　4)土臺側面土方開挖 土臺四周邊6m附近土方采取縱挖法，嚴禁挖鏟破壞水泥攪拌樁土體。

　　4.5土臺原狀土保護

　　1)土方開挖過程中的保護

　　土方隨挖隨運，不在場地堆積，以減少土體的堆載，避免土臺內部淤泥過載受壓，將周邊水泥攪拌樁擠壓破壞。嚴禁運土車輛在土臺上行駛，使土臺土體免受碾壓及擠壞。土臺周圍土方開挖采用對稱、均衡、分層開挖，使土臺周邊受擠壓力釋放均衡，避免應力集中或局部碾壓。

　　2)結構施工中的保護加強措施

　　底板結構由后澆帶分為12區塊。各區塊施工有先后，結構混凝土強度達到要求有快慢，各區塊的支撐拆除不一定同步。支撐拆除過程中，坑外流塑狀淤泥側壓力，將在地下室底板板塊中傳遞，比賽池土臺容易受到剪切破壞，各區塊后澆帶加強措施整體傳力。

　　4.6支撐梁拆除

　　地下室底板及傳力帶混凝土強度達到設計規定強度，才能開始拆除支撐，采用機械破碎法快速拆除。

　　1)在混凝土支撐梁上架設8塊150mm×750mm×12 000mm鋼箱梁，作為拆除機械操作平臺，如圖8所示。

　　2)支撐梁拆除前，在支撐梁垂直下方底板外擴3m滿鋪廢舊輪胎，上蓋膠合板，以防止混凝土碎塊砸壞底板結構，如圖9所示。

　　3)每個格構柱跨內支撐梁破碎完后，鎬頭機退移到下一跨繼續作業。

　　4)采取從一端到另一端順向逐根破碎拆除，整跨支撐梁破碎后方可割除鋼筋。

　　5)由9m超長臂的挖土機在基坑一3.100m平臺處沿著基坑靠邊開行，將混凝土碎塊鉤運到自然地面的自卸汽車上運走。

　　4.7基坑變形監測

　　圓環內撐支護的特點是整體性強，坑邊土體側壓力通過斜撐傳遞給內圓環梁承擔，內撐梁承受內力較大。基坑支護的安全穩定，既要關注基坑側壁的局部破壞，又要重點防范內撐梁的拉壓破壞而導致支護系統的整體破壞。本工程為一級基坑，設置監測項目及監測點有：

　　①基坑頂部水平位移監測12個點;

　　②基坑頂部豎向位移監測12個點;

　　③圍護結構外側土體深層水平位移監測10個點;

　　④立柱水平位移監測15個點;

　　⑤立柱沉降監測15個點;

　　⑥地下水位監測7個點;

　　⑦支撐梁應力監測14個點。

　　5.實施效果

　　1)考慮時空效應，根據基坑的形狀，依據對稱平衡原則分塊分層，比賽池原狀土體保護較好。

　　2)接力開挖法對深厚流動淤泥開挖快速有效，可減少淤泥在場地堆積發生滑坡事故，減弱挖土機械在淤泥層頻繁移動引起軟土結構破壞。

　　3)監測結果表明，本工程基坑施工方法得當，基坑變形控制在預警值之內，第25次支撐梁應力(監測點位置見圖6)監測結果如表1所示。

　　表1所示施工工況為北側、南側支撐梁底下正進行底板施工，其他側支撐梁已開挖至底，中間部分正在開挖。由表1可知，該監測項目各項數據均未超預警值，滿足設計要求。

　　4)本工程常規施工需要設置2道水平支撐，經方案優化后只設1道支撐，既節約工程費用，又節省了工期。水平支撐采用機械破碎快速拆除法，基坑施工工期較常規做法提前了1個半月，為工程后續施工爭取到更多時間。