上海名華工程建筑有限公司 上海 200442

1 工程概況

大華錦繡華城4-2-3地塊商業(yè)項目地處上海市浦東新區(qū)成山路以北、楊高南路以東、中汾涇以西。本項目由1幢14層辦公樓及3層商業(yè)裙樓組成，地下2層?；娱_挖深度7.1～7.3 m，局部集水坑落深1.5 m，電梯井落深3.3 m?；娱_挖面積9 916 m2，基坑周長413 m。場地的工程地質(zhì)條件從上往下依次為：①填土、②粉質(zhì)黏土、③淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、④淤泥質(zhì)黏土、⑤黏土、⑤3-1粉質(zhì)黏土。

2 環(huán)境概況

1）周邊環(huán)境：東側(cè)地下室外墻至用地紅線距離為6.0～15.0 m，紅線外為中汾涇河，其駁岸至本工程地下室外墻為21.1～23.2 m；南側(cè)地下室外墻至用地紅線距離為7.1 m，紅線以南為成山路，該路下有多條市政管線存在，同時成山路下有規(guī)劃軌道交通13號線（在本工程完成后施工），其與地下室外墻距離為10 m；西側(cè)地下室外墻至用地紅線距離為8.9～9.6 m，紅線以西為楊高南路，本工程地下室外墻距離楊高南路道路紅線29.9 m；北側(cè)地下室外墻距離用地紅線20.2～25.2 m，紅線以北為4幢居民樓，居民樓為1993年建造的6層磚混結(jié)構(gòu)住宅，磚墻承重，樓屋面為鋼筋混凝土預(yù)制板，每層設(shè)圈梁，交接處均有構(gòu)造柱，基礎(chǔ)形式為混凝土條形基礎(chǔ)，居民樓距離本地下室外墻28.4 m。據(jù)房屋檢測報告，房屋平均向南傾斜0.1%，平均向東傾斜0.2%，房屋無明顯的不均勻沉降[1,2]。

2）周邊管線：場地南側(cè)成山路及西側(cè)楊高南路下埋設(shè)有給水、燃氣、電纜、通信等多條市政管線，管線距離本基坑14.7～30.6 m。

基坑周邊環(huán)境關(guān)系如圖1所示。

3 圍護設(shè)計

結(jié)合主體結(jié)構(gòu)及場地特點，在保證安全的前提下，圍護設(shè)計應(yīng)重點突出快（縮短工期）、省（節(jié)約造價）、易（方便施工）。根據(jù)周圍環(huán)境及開挖深度的實際特點，本圍護選擇SMW工法+1道混凝土內(nèi)支撐的圍護體系。SMW工法樁采用φ850 mm@600 mm內(nèi)插700 mm×300 mm×13 mm×24 mm的H型鋼。為有效控制坑內(nèi)土體的深層變位，施工時在坑內(nèi)沿圍護樁及坑內(nèi)高差區(qū)設(shè)置攪拌樁加固暗墩[3-5]。

圖1 基體周邊環(huán)境布置示意

支撐布置如圖2所示。

圖2 基坑支撐布置平面示意

圍護設(shè)計剖面如圖3所示。

圖3 基坑圍護設(shè)計剖面示意

4 工程重點及難點分析

1）西側(cè)中汾涇河常年水位為+2.5 m，對基坑圍護的動水壓力很大，極易造成圍護滲漏及坑底突涌。

2）南側(cè)成山路及其電纜、給水、燃氣距基坑較近，受基坑的影響很大。

3）北側(cè)已建住宅為90年代老公房且為無樁基礎(chǔ)，目前房屋平均向南傾斜0.2%，向東傾斜0.1%。雖其距離本基坑較遠，但過大的變形會導致房屋的開裂。

5 施工控制要點

5.1 基坑圍護施工

1）三軸水泥土攪拌樁：據(jù)本現(xiàn)場地勘報告，鉆進深度內(nèi)無砂層，對此成樁采用一噴一攪套接一孔法施工工藝，下沉、提升時均應(yīng)進行噴漿。根據(jù)試樁，三軸攪拌樁的相關(guān)工藝參數(shù)為：水灰比1.8、注漿壓力0.8 MPa，成樁下沉速度0.8 m/min，上升速度1.5 m/min。

2）鉆孔灌注樁：鉆孔灌注樁采用GPS-10工程轉(zhuǎn)機正循環(huán)成孔，采取二次清孔措施。清孔后孔內(nèi)泥漿相對密度≤1.15，孔底沉渣不大于50 mm。水下灌注混凝土時安排專人進行混凝土面標高測量，以確保導管的埋入深度控制在2～6 m，保證水下混凝土的灌注質(zhì)量。

3）H型鋼插入：H型鋼插入應(yīng)在水泥土攪拌樁成樁后30 min內(nèi)施工，插入前應(yīng)涂抹減摩材料。為保證插入深度、位置符合設(shè)計要求，型鋼插入時采取牢固的定位導向架。埋設(shè)在壓頂圈梁中的H型鋼部分用油毛氈片和泡沫片包裹進行隔離，以便H型鋼的拔除[6-8]。

5.2 基坑降排水

1）基坑降水：根據(jù)本基坑的深度，本工程采用真空深井降水的方式來降低淺層地下水、疏干坑內(nèi)土體，提高坑內(nèi)土體的側(cè)向抗力，方便挖掘機和工人在坑內(nèi)施工作業(yè)?；又胁荚O(shè)44口深井降水，深井間距15.0 m×15.0 m，呈梅花形布置，以達到坑底以下0.5～1.0 m的降水要求。

2）基坑排水：基坑排水主要涉及雨季降水，對此在坑頂砌筑厚30 cm磚墻作為擋水圍堰，為保證圍護安全，墊層直接澆筑至圍護柱根部，圍護邊不進行挖溝，坑內(nèi)積水主要通過基礎(chǔ)內(nèi)集水坑進行抽排。

5.3 土方開挖

在圍護墻和混凝土支撐養(yǎng)護達到設(shè)計強度，且坑內(nèi)最高水位在開挖面以下1.0 m后，方可進行開挖土方。土方開挖分2個階段進行，第一階段支撐以上土方直接采用退挖，第二階段支撐以下土方根據(jù)地下室后澆帶位置進行分層、分塊開挖。第二階段土方開挖順序如圖4所示。

土方開挖的具體要求有：

1）在開挖時，應(yīng)注意保護測量定位控制樁、軸線樁、水準基樁，防止被挖土和動土機械設(shè)備碰撞。

圖4 土方開挖分塊示意（開挖順序：①→⑦）

2）禁止挖土機直接從支撐上通過，必須跨越支撐時應(yīng)使用路基箱架空。支撐梁兩側(cè)覆土應(yīng)高于梁頂30 cm，再鋪路基箱以供挖機、土方運輸車輛行走。

3）挖土機開行中心對準基槽的下口線，但應(yīng)根據(jù)具體土質(zhì)情況和操作形式適當偏離。如果土質(zhì)較差，挖土機容易下陷，必須鋪路基箱。

4）挖機不得挖掘圍護樁、立柱及支撐，挖斗需與圍護樁、立柱及支撐保持不小于35 cm的間距，空隙間土方采用人工清除。

5）土方開挖時分2層，每層不應(yīng)大于2.5 m，臺階式退挖，坑底留300 mm土方人工清除。待前次開挖段基礎(chǔ)底板施工完成后，再進行下次土方的開挖。

6）臨近土方開挖段放坡均實行1∶2二級放坡，以確保基坑土體安全。

7）開挖最下一層土方時，隨挖隨澆墊層。無墊層坑底暴露面積不大于200 m2。在挖土完成后的24 h內(nèi)，墊層必須澆筑完成[9,10]。

5.4 支撐拆除及H型鋼拔除

型鋼拔除或支撐拆除的條件：地下負2層結(jié)構(gòu)全部完成且結(jié)構(gòu)混凝土強度達到100%。地下室外墻與圍護間采用砂澆水分層夯實回填換撐，地庫后澆帶間設(shè)置H型鋼，間距2 m的傳力構(gòu)件。

1）支撐拆除：鋼混凝土支撐拆除采用鎬頭機破碎拆除，支撐拆除在地下1層頂板混凝土完成后及換撐體系完成且達到強度后拆除。每臺鎬頭機下面鋪8根H型鋼，鎬頭機停在H型鋼上面進行破碎，支撐混凝土破碎顆粒大小需嚴格控制，一般粒徑不應(yīng)大于400 mm。清渣采用小型鏟車，為保證樓板能承受小型鏟車的施工，樓板下的排架應(yīng)在支撐拆除后進行。

2）H型鋼拆除：型鋼拔除首先采用液壓頂升架將型鋼提離至地面一定高度，再用汽車吊吊住型鋼整根拔除。型鋼拔除時，為避免對周邊建筑造成影響，應(yīng)采用跳二拔一的形式，逐步釋放土體應(yīng)力，且型鋼拔除后應(yīng)立即跟進型鋼空隙的注漿施工，注漿水泥摻量不小于20%。

5.5 環(huán)境監(jiān)測

1）基坑監(jiān)測的內(nèi)容：圍護壩頂?shù)奈灰萍俺两?、圍護樁的測斜、支撐軸力、北側(cè)住宅樓的位移和沉降、周邊管線的位移和沉降以及坑內(nèi)外水位的觀測。

2）基坑開挖期間一般每天觀測一次，當觀測值相對穩(wěn)定時，可適當降低觀測頻率，地下車庫頂板澆筑完成至回填土期間每兩周觀測一次。當出現(xiàn)基坑變形值達到報警指標、觀測值變化速率加快、出現(xiàn)危險事故征兆等3種情況的任意一種時，應(yīng)加密觀測。

6 施工效果及體會

在整個基坑開挖過程中，通過基坑四周觀測點的測量，測得圍護的最大水平位移為20 mm，最大垂直沉降為9.7 mm，最大支撐軸力為8 370 kN（支撐拆除時），基坑外地下水位最大下降值為38 mm， 圍護墻體測斜的最大變形為38 mm，電力管線的最大累計沉降值為19.9 mm，最大累計位移為4 mm，鄰近號樓基礎(chǔ)的最大累計沉降值為7 mm。從以上數(shù)值可看出，本次圍護的施工達到了設(shè)計要求。

本基坑開挖深度雖然不大，但其周邊環(huán)境較為復(fù)雜，對于此類基坑，我們現(xiàn)場技術(shù)人員需做好以下工作：首先，通過有效的措施控制SMW工法樁的施工質(zhì)量，確保達到設(shè)計要求的水泥摻入量及深度；其次，通過有效的降排水措施提高土體被動土壓力；再者，合理安排土方開挖方法，減少圍護變形；最后，通過基坑監(jiān)測工作，做到信息化管理，發(fā)現(xiàn)險情及時采取應(yīng)急措施[11]。