王 軍 華 燕

1. 上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)辦公室 上海 200032；2. 上海建瓴工程咨詢有限公司 上海 200032

1 工程概況

上海悅合國(guó)際廣場(chǎng)位于上海市嘉定區(qū)曹安公路以南、S20公路以東，虬江河以北圍合的地塊。由1#辦公樓、2#、3#、4#公寓式辦公樓、多層商業(yè)建筑組成，其中1#辦公樓為地上19層，2#、3#、4#公寓式辦公樓為地上17 層，商業(yè)建筑為地上2～3層，整個(gè)場(chǎng)地統(tǒng)設(shè)2 層地下室。地下室1、2層層高分別為10.5 m、5.0 m，部分地下1層設(shè)有夾層。基地東側(cè)靠近曹安國(guó)際商城和錦銀購(gòu)物中心，與地下室外邊線距離分別為6.5 m和11.2 m；南側(cè)距離虬江河護(hù)岸約25.8 m；北側(cè)曹安路下有多條管線。深基坑周邊環(huán)境條件較復(fù)雜。

本基坑開挖面積約為37 130 m2，形狀很不規(guī)則；開挖深度為16.95 m（1#～4#主樓區(qū)域）、16.25 m（裙房區(qū)域），局部深坑開挖深度為17.6～20.5 m。深基坑安全等級(jí)為一級(jí)，環(huán)境保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。設(shè)計(jì)采用大直徑鉆孔灌注樁排樁加三軸水泥土攪拌樁隔水帷幕進(jìn)行圍護(hù)，坑內(nèi)沿豎向設(shè)置3 道鋼筋混凝土支撐，采用明挖順作法施工。據(jù)業(yè)主單位對(duì)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)度要求，設(shè)計(jì)分為A、B、C 3 個(gè)區(qū)進(jìn)行分區(qū)圍護(hù)、架設(shè)支撐和挖土施工，見圖1，先同時(shí)施工A區(qū)和C區(qū)，再施工B區(qū)。

圖1 基坑圍護(hù)分區(qū)

2 工程難點(diǎn)

根據(jù)該場(chǎng)地的地質(zhì)勘察、周邊環(huán)境條件和地下室主體結(jié)構(gòu)情況，該基坑存在以下三方面的難點(diǎn)：

一是場(chǎng)地淺部②3-1黏質(zhì)粉土層和②3-2砂質(zhì)粉土層厚度超過(guò)10 m，基坑防滲止水要求高，對(duì)大直徑鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量要求高，稍有不慎，易發(fā)生滲漏問(wèn)題，影響周邊環(huán)境和基坑安全。

二是基坑面積大，開挖深度深，影響范圍大，周邊環(huán)境條件較復(fù)雜，南側(cè)虬江河駁岸和橋梁、北側(cè)曹安路下的管線有一定的保護(hù)要求；東側(cè)國(guó)際商貿(mào)城、錦銀購(gòu)物中心距離本基坑較近，且僅設(shè)1 層地下室，比本基坑開挖深度淺，須防止發(fā)生不利影響。

三是由于地下1層層高達(dá)10.5 m，且大范圍的夾層樓板缺失，由圖2所示支撐和主體梁板結(jié)構(gòu)位置關(guān)系可見，按3 道水平混凝土支撐布置，第1道支撐無(wú)樓板可利用作為換撐板帶，第2道支撐必然存在換撐或后拆問(wèn)題。專家組評(píng)審時(shí)也一致認(rèn)為，該基坑面積大，開挖深度大，無(wú)論采取換撐還是后拆措施，都存在較大的難度，對(duì)該基坑施工的安全、質(zhì)量、費(fèi)用、工期等都有重大的影響。

圖2 支撐與主體結(jié)構(gòu)梁板位置關(guān)系

通過(guò)研究分析和借鑒以往類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們針對(duì)深厚砂性土層中的大直徑鉆孔灌注樁成樁施工，通過(guò)采取三軸攪拌樁內(nèi)套打的措施解決；針對(duì)深大基坑和周邊環(huán)境的保護(hù)，通過(guò)分區(qū)圍護(hù)，劃大為小，精心設(shè)計(jì)和施工，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和信息化施工，能夠保證周邊管線、河岸、房屋的安全。而對(duì)于夾層缺失區(qū)域的換撐或后拆撐問(wèn)題，因常規(guī)的鋼支撐和或混凝土支撐均存在不足，故妥善解決換撐或后拆撐問(wèn)題，是本基坑工程施工難點(diǎn)中的重點(diǎn)。

3 換撐或后拆撐技術(shù)路線[1-4]

3.1 換撐

一般情況下，基坑工程遇到換撐時(shí)多采用型鋼支撐或鋼管支撐，預(yù)埋防水片，外墻施工時(shí)澆筑在墻體內(nèi)，支撐拆除時(shí)割斷鋼支撐，有利于外墻施工，防水措施較為成熟。該基坑曾考慮采取雙榀型鋼斜支撐進(jìn)行第1道支撐換撐。由于采用鉆孔灌注樁圍護(hù)，需要再設(shè)圍檁，此外，型鋼斜支撐需穿越地下2層樓板支承在底板上，故該方法設(shè)計(jì)和施工均較復(fù)雜，且效果難以控制。

同時(shí)，該基坑又考慮采用在地下2層頂板上方的夾層處設(shè)置水平支撐換撐。若采用鋼支撐，由于基坑分區(qū)面積較大，尤其是A區(qū)，則鋼支撐布置將會(huì)比較密集，用量大，原有格構(gòu)柱數(shù)量也不足，施工較為繁瑣。若第2道支撐拆除后，在地下2層樓板上方的夾層處增設(shè)水平混凝土支撐，支撐參數(shù)和布置類似第2道支撐。該方法雖然能較好解決支撐的受力問(wèn)題，但是需要增加大量的混凝土支撐，而該混凝土支撐施工需要利用地下2層樓板設(shè)置水平支架系統(tǒng)進(jìn)行澆筑，所需工作量較大，且外墻與圍檁連接處防水處理較為困難，質(zhì)量不易保證。

由此可見，該基坑采取換撐措施，無(wú)論是鋼支撐還是混凝土支撐，均需要增加大量的工程量，且施工繁瑣，也不利于外墻施工質(zhì)量和防水質(zhì)量。

3.2 后拆撐

鑒于換撐存在的問(wèn)題，我們遂考慮采取后拆撐措施。但按一般的后拆撐工藝，也同樣存在一些問(wèn)題，如若第1道支撐不拆除，由于地面標(biāo)高變化較大，第1道支撐要求落低較多，同時(shí)，第1道支撐上要設(shè)置棧橋，結(jié)構(gòu)墻體的施工難度將比換撐措施更大。

倘若第2道支撐不拆除，外墻回筑施工時(shí)無(wú)法穿越圍檁，加之外墻的節(jié)點(diǎn)施工非常復(fù)雜，防水措施難以到位。但是不難發(fā)現(xiàn)，第2道支撐后拆的不利因素相對(duì)較少，只要解決好外墻施工和防水施工與支撐系統(tǒng)之間的矛盾，則第2道支撐后拆將是最節(jié)省支撐材料和工作量的方法，而鋼支撐穿墻還是有利于解決外墻施工和防水質(zhì)量問(wèn)題的。按照該思路，經(jīng)與基坑設(shè)計(jì)單位反復(fù)研究，提出了在圍檁上解決問(wèn)題的技術(shù)路線，即后拆撐式型鋼-混凝土雙圍檁基坑支護(hù)體系和施工方法（發(fā)明專利編號(hào)：201110335482）。

3.3 后拆撐式型鋼-混凝土雙圍檁基坑支護(hù)體系及施工方法

該支撐體系包括位于基坑內(nèi)的圍護(hù)墻、位于圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)的多根水平支撐、固定于圍護(hù)墻上的圍檁、固定于水平支撐上的圍檁等。多根水平布置的型鋼，排列于雙圍檁之間；結(jié)構(gòu)墻內(nèi)的豎向鋼筋，從型鋼與雙圍檁之間的間隙自下而上穿過(guò)。在回筑階段，上述結(jié)構(gòu)一直保留，直至地下主體結(jié)構(gòu)水平受力體系形成。在支撐圍護(hù)墻時(shí)，割除結(jié)構(gòu)墻內(nèi)側(cè)伸出的部分型鋼，移除整道鋼筋混凝土支撐。該支護(hù)體系可保證基坑開挖階段水平支撐體系達(dá)到受力要求，抵制橫向變形，加快施工進(jìn)度，降低成本，提高施工質(zhì)量。

4 后拆撐式型鋼-混凝土雙圍檁在本基坑中的應(yīng)用

4.1 雙圍檁做法

通過(guò)計(jì)算分析，靠近圍護(hù)墻一側(cè)的外圍檁采用400 mm×800 mm，內(nèi)側(cè)圍檁與常規(guī)圍檁相同，采用1 500 mm×800 mm，兩者之間距離以保證外墻施工和防水施工操作空間為標(biāo)準(zhǔn)，型鋼采用350 mm×350 mm×12 mm×19 mm，型鋼間距通過(guò)計(jì)算確定為2 m。為保證型鋼與混凝土連接可靠，在混凝土內(nèi)、外側(cè)圍檁內(nèi)預(yù)埋鋼板，與型鋼焊接。雙圍檁構(gòu)造見圖3。

4.2 防水處理

由于型鋼穿墻處有部分需埋在結(jié)構(gòu)外墻內(nèi)，故在滿足結(jié)構(gòu)受力的情況下，型鋼穿墻處的防水處理十分關(guān)鍵。為保證防水可靠，采用2 塊厚4 mm鋼板作為止水片與型鋼焊接而成，滿焊，焊縫高度均為4 mm。

主體結(jié)構(gòu)完成后割除雙圍檁中的型鋼，外墻外側(cè)鋪貼柔性防水層，使外墻面的柔性防水層形成整體，以保證防水效果。

圖3 型鋼-混凝土雙圍檁節(jié)點(diǎn)

4.3 墻體加強(qiáng)配筋

因型鋼處原設(shè)計(jì)墻體鋼筋被截?cái)?，故在型鋼周邊設(shè)置Φ20 mm加強(qiáng)筋，并在型鋼四角的墻體內(nèi)外兩側(cè)增設(shè)斜向Φ20 mm加強(qiáng)筋，見圖4，以保證墻體受力可靠。

圖4 型鋼周邊加強(qiáng)配筋

4.4 雙圍檁施工

雙圍檁施工時(shí)，與常規(guī)的圍檁施工類似，即在底模完成后綁扎鋼筋籠，并預(yù)先埋設(shè)好與型鋼焊接的鋼板，再將焊接好防水片的型鋼與預(yù)埋鋼板焊接。之后搭設(shè)混凝土圍檁的側(cè)模，澆筑混凝土，待達(dá)到強(qiáng)度要求后再拆?！，F(xiàn)場(chǎng)施工情況中，一段是澆筑好拆模的雙圍檁體系，一段是未拆模的雙圍檁體系。支撐拆除時(shí)，割斷型鋼，按常規(guī)工藝爆破或鑿除處理。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程深基坑通過(guò)采用創(chuàng)新性的后拆撐式型鋼-混凝土支護(hù)體系及施工方法，降低了后拆撐體系在結(jié)構(gòu)回筑階段的施工難度，解決了樓板缺失區(qū)域的支撐后拆除難題，確保了支撐系統(tǒng)的受力安全，加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了工程造價(jià)，保證了施工質(zhì)量，取得了良好的綜合效益。同時(shí)，后拆撐式型鋼-混凝土雙圍檁基坑支護(hù)體系和施工方法也為超大面積深基坑支撐體系設(shè)計(jì)與施工提供了新的思路。