李 功 超

(上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050)

1 工程概況

某工程用地面積33 057.20 m2，總建筑面積88 810.90 m2，其中地下1層，建筑面積為17 585.88 m2；地上建筑面積為71 225.02 m2，分別由9幢高層住宅樓和其他配套設(shè)施組成，高層住宅樓1號、3號為17層，建筑高度51.35 m，其余均為18層，建筑高度54.25 m(見圖1)。

項(xiàng)目基坑占地面積約為16 000 m2，周長近1 450 m，呈“L”斜向長條形分布，基坑最大挖土深度約6 m。在基地北側(cè)有較多水、電、氣的重要市政管線，其中離開挖邊線最近的為電力管線，距離12 m，埋深1 m。同時(shí)基地東南側(cè)河道駁岸離基坑開挖邊線為22 m。上海屬于軟土分布特別廣泛的地區(qū)，對于深大基坑的施工過程中對周邊環(huán)境和基坑本身安全的控制一直是研究的重點(diǎn)，各類關(guān)于基坑施工技術(shù)的實(shí)踐總結(jié)也是一個(gè)熱點(diǎn)[1-3]。

2 方案比選

2.1 圍護(hù)方案

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，原圍護(hù)方案(如圖2所示)為全部使用φ700雙軸水泥土攪拌樁與放坡的形式。雖然雙軸攪拌樁可以滿足圍護(hù)需要，但對場地的利用比較有限，所以在經(jīng)過商榷后決定在部分區(qū)域使用復(fù)合土釘墻和型鋼支撐代替攪拌樁，最終方案(如圖3所示)確定為：

1)地庫四周：根據(jù)場地的實(shí)際情況，距離臨時(shí)構(gòu)筑物較遠(yuǎn)，采用放坡+卸土(卸土至-4.20 m)+復(fù)合土釘墻；距離臨時(shí)構(gòu)筑物較近，采用水泥土重力式擋墻的圍護(hù)形式。

2)基坑號樓、號樓與地庫高差部位：挖深相對較淺，對有地方卸土的位置采用放坡+卸土+常規(guī)復(fù)合土釘墻的圍護(hù)形式，局部不具備卸土放坡部位用重力式擋墻。

3)局部基坑北側(cè)部位：設(shè)計(jì)采用鋼支撐圍護(hù)形式，支撐鋼管為φ609×12鋼管,H型連桿為400×400×13×21，立柱采用φ700水泥土攪拌樁內(nèi)插1根400×400×13×21型鋼。

4)考慮部分土層一定動(dòng)水壓力作用下易產(chǎn)生流土、管涌現(xiàn)象，地下車庫采用輕型井點(diǎn)降水。

2.2 土方開挖方案

本工程基坑開挖分為高層樓房地下室基坑開挖和地下汽車庫基坑開挖兩大塊，按照先淺后深的原則，先開挖樓房基坑，當(dāng)樓房基礎(chǔ)底板施工完畢后，再開挖地下車庫。由于地下車庫區(qū)域基坑呈“L”斜向長條形分布，故必須對地下車庫區(qū)域基坑按后澆帶和變形縫位置分塊進(jìn)行開挖。最初擬定分成8個(gè)區(qū)域，考慮到分區(qū)太多不利于人力、機(jī)械的部署，而且會(huì)影響工期，最終決定分為5個(gè)區(qū)域，開挖流程如下：

樓房開挖流程：3號、9號→2號、8號→1號、6號→4號、5號→7號。

地下車庫開挖流程：先開挖1號、3號、5號區(qū)域(一階段)，待上述三個(gè)區(qū)域土方開挖完成且底板施工完成后，繼續(xù)開挖2號、4號區(qū)域土方(二階段)，現(xiàn)場土方開挖圖見圖4，圖5。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 攪拌樁施工

本工程主要基坑圍護(hù)形式為雙軸攪拌樁，共66 800 m3，利用基坑狹長的特點(diǎn)，將施工區(qū)域劃分為9塊，再布置了8臺樁機(jī)同時(shí)開始施工。每臺樁機(jī)幾乎同時(shí)工作，各自負(fù)責(zé)一片區(qū)域，而后在制定的節(jié)點(diǎn)收頭，最先完成的樁機(jī)則立刻進(jìn)行第9塊施工區(qū)作業(yè)。

攪拌樁施工采用一般的“兩噴三攪”工藝，樁機(jī)下沉速度和提升速度均控制在0.5 m/min之內(nèi)，注漿的水灰比為0.5，水泥摻入量13%。當(dāng)現(xiàn)場遇到不良地質(zhì)情況時(shí)，必須將其處理達(dá)到回填土要求，同時(shí)水泥摻入量增加為16%。

3.2 輕型井點(diǎn)降水

根據(jù)本工程基坑涌水量、土層情況及基坑開挖情況，采用輕型井點(diǎn)降水的方式。按地質(zhì)勘查報(bào)告，得知潛水靜止水位埋深約1.0 m，標(biāo)高約2.0 m，現(xiàn)場采取了如下措施：

1)設(shè)計(jì)地下水埋深按自然地面以下1.0 m計(jì)，開挖到底時(shí)保證降水深度為坑底下1.0 m，降水施工于開挖前15 d左右進(jìn)行；共布置37套輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)，井點(diǎn)管管與管間距1 m，各總管間距不大于20 m；坑邊28套，坑內(nèi)9套。

2)基坑開挖及使用期間根據(jù)水位監(jiān)測情況持續(xù)降水，并將根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

3)基坑采用明排水方式，開挖過程中要極力避免各類倒流、回滲等情況。

4)制定詳細(xì)的雨季施工技術(shù)措施，明確雨天不得開挖基坑，做好交底、確保安全。

5)每孔灌砂量經(jīng)計(jì)算控制在550 kg～600 kg之間。

3.3 土方開挖

樓房采用1∶2一級放坡開挖。隨挖隨澆筑墊層，并做好明排水措施，及時(shí)排出坑內(nèi)積水。采用放坡加攪拌樁止水的區(qū)域隨挖隨噴射混凝土面層。號樓底板澆筑完成后隨即停止施工。

車庫區(qū)域土方開挖二級放坡開挖，一次挖至坑底。放坡開挖采用1∶1.5放坡，二級平臺寬8 m。坑底30 cm厚土方采用人工開挖，隨挖隨澆筑混凝土，坑底無撐暴露面積不大于200 m2。

車庫開挖的兩個(gè)階段(已開挖區(qū)塊和待開挖區(qū)塊間)采用二級放坡臨時(shí)支護(hù)，采用1∶2放坡，二級平臺寬度2 m。地下車庫土方隨挖隨澆筑墊層，待車庫完成底板結(jié)構(gòu)后方可開始號樓地下結(jié)構(gòu)的施工。

基坑開挖需注意挖土土坡的穩(wěn)定，并保護(hù)好圍護(hù)體系與工程樁。

3.4 復(fù)合土釘墻施工

局部采用雙層復(fù)合土釘墻支護(hù)(MGφ48×3.0，L=9 000,15 000@1 000，傾角15°)的樓房土方開挖應(yīng)根據(jù)土釘墻施工順序分兩次開挖。土釘墻的作業(yè)面為5 m～6 m寬，土方開挖后，錨桿和鋼筋網(wǎng)片安設(shè)及混凝土面層噴射的時(shí)間應(yīng)控制在12 h內(nèi)。上下層土釘墻施工開挖，至少要有48 h間隔?；拥拈_挖進(jìn)程和土釘墻施工需形成循環(huán)作業(yè)。

土釘采用φ48×3.0焊接鋼管，以15°角插入土層，管底封堵，管身四周開設(shè)直徑6 mm～8 mm注漿孔，間距500 mm，螺旋狀布置，管頂3 m以內(nèi)不需要設(shè)置。

土釘完成后即可進(jìn)行混凝土面層噴射，當(dāng)面層達(dá)到強(qiáng)度、管內(nèi)清洗完成后再對土釘進(jìn)行全程注漿，注漿量不小于40 L/m土釘長度(水灰比0.55、水泥P.O42.5、壓力0.2 MPa～0.6 MPa)。

3.5 鋼支撐施工

鋼支撐的施工(如圖6所示)重點(diǎn)在于預(yù)應(yīng)力的施加及防止其損失的措施。一般情況下，當(dāng)基坑開挖后，原先施壓的預(yù)應(yīng)力或多或少會(huì)因?yàn)殇摌?gòu)件松動(dòng)、基坑變形等問題而損失。因此要保證基坑的安全，在鋼支撐預(yù)應(yīng)力施加時(shí)就必須嚴(yán)格控制鋼構(gòu)件的連接精密度和活絡(luò)端的固定情況。在基坑開挖的過程中則采取數(shù)據(jù)為主、觀察為輔的方式進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力損失應(yīng)優(yōu)先考慮使用專用動(dòng)態(tài)軸力設(shè)備進(jìn)行復(fù)加。

3.6 監(jiān)測

一般深基坑工程業(yè)主單位均會(huì)委托專業(yè)單位進(jìn)行監(jiān)測，而施工單位在過程中則需收集、分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。而類似于本工程這種周邊環(huán)境復(fù)雜(北側(cè)道路下各種管線、東南側(cè)緊鄰河道駁岸)并且場地狹小的情況，作為施工單位本身應(yīng)派遣專人進(jìn)行監(jiān)測，并且應(yīng)與專業(yè)單位錯(cuò)時(shí)展開，以便更及時(shí)、細(xì)致的了解基坑及周邊管線、建構(gòu)筑物的變形情況，將基坑開挖過程中的風(fēng)險(xiǎn)降至最低。

4 結(jié)語

經(jīng)過方案優(yōu)化和工程實(shí)踐，本文主要得出以下結(jié)論：

1)通過對圍護(hù)方案的合理比選，通過增加復(fù)合土釘墻、鋼支撐，優(yōu)化了原有的基坑圍護(hù)方案，合理利用有限的施工場地，便于現(xiàn)場實(shí)際施工。

2)通過對基坑的分塊，合理比選了土方開挖方案，在實(shí)際施工過程中節(jié)省了7 d的工期，并且減少了1組挖機(jī)班組。

3)通過合理的施工部署，加快了墊層、底板施工進(jìn)度，減少基坑土體暴露面積，有效的控制了土應(yīng)力對基坑的影響。

4)根據(jù)專業(yè)單位與施工單位的監(jiān)測結(jié)果，其中基坑圍護(hù)垂直累計(jì)位移最高為17 mm，水平累計(jì)位移最高為23 mm，未達(dá)到報(bào)警值，說明基坑圍護(hù)方案與施工措施均合理有效。

[1] 丁勇春.軟土地區(qū)深基坑施工引起的變形及控制研究[D].上海:上海交通大學(xué),2009.

[2] 王英銳,董紅霞,黃新林.上海中心城區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)與施工[J].施工技術(shù)，2011(12):35-37.

[3] 劉愛華,黎 鴻,羅榮武.時(shí)空效應(yīng)理論在軟土深基坑施工中的應(yīng)用[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010(3)：571-576.