李江

（上海松江雅居樂房地產開發(fā)有限公司，上海市200062）

0　引言

隨著我國經濟的飛速發(fā)展，尤其軟土地區(qū)大部分位于沿海經濟發(fā)達區(qū)域，建筑行業(yè)發(fā)展加速，相對應的基坑工程規(guī)模越來越大，周邊環(huán)境愈加復雜[1-3]。長三角軟土地區(qū)的基坑周邊遍布既有構筑物、管線、地鐵等復雜條件，這就對基坑工程從業(yè)人員提出了更高的要求[4-6]。

本文正是在上述背景下，依托上海某項目超大基坑項目，探討研究臨近運營地鐵等復雜條件下的基坑分區(qū)施工，為類似工程提供參考。

1　工程概況

該項目總用地面積為約2.5萬m2，現(xiàn)擬建低高層商品住宅、高層保障房、相關配套設施、低層商業(yè)用房和地下車庫。地上總建筑面積約5.6萬m2，地下總建筑面積2.4萬m2。

場地內設地下一層地下車庫和局部地下二層地下車庫。該工程住宅樓±0.00相當于絕對標高5.90 m，場地內自然地面絕對標高4.00 m，即相對標高-1.90 m。地下一層基坑挖深約為4.50 m～4.65 m，局部地下二層基坑挖深為8.2 m～8.7 m；集水井、電梯井等局部深坑深度為1.5 m～3.1 m?；涌傞_挖面積21 348 m2，其中地下二層地庫面積約5 238.5 m2；基坑總周長612.3 m，南北向最大長度113 m，東西向最大長度192 m。以地鐵50 m保護線為界，該基坑分為一期和二期。一期和二期基坑開挖面積分別為12 565 m2和8 773 m2。

根據上海市標準《基坑工程技術規(guī)范》（DG/TJ08-61-2010）相關規(guī)定，該基坑大面積區(qū)域安全等級為三級，局部地下二層處基坑安全等級為二級。

南側基坑開挖深度為4.5 m，距離地鐵17號線盾構邊線僅6.67 m～21.91 m。最近處的保護對象與基坑的距離位于H＜s≤2 H之間，約7 000 m2范圍位于地鐵50 m保護線范圍內，環(huán)境保護要求較高，該區(qū)域環(huán)境保護等級按二級考慮；地鐵17號線與基坑距離大部分在2倍坑深范圍之外，環(huán)境保護等級按三級考慮。

其他大部分區(qū)域的基坑環(huán)境保護等級按三級考慮。

2　工程特點與難點分析

該基坑工程的重點、難點主要有以下幾點：

（1）形狀較規(guī)則，開挖面積較大，深度中等，對施工要求高。

（2）周邊環(huán)境條件較復雜，主要保護對象是基坑南側的地鐵17號線區(qū)間隧道，南側基坑邊線距離隧道邊線6.6 m～22.0 m，環(huán)境保護要求較高?；有柽M行分坑開挖，圍護設計和施工中須做好相關的保護工作，將沉降控制在允許范圍之內。

（3）第⑥2-1層和第⑥2-2屬于（微）承壓含水層，基坑抗突涌驗算不滿足要求，基坑工程面臨嚴峻的微承壓水問題。復雜的水文地質條件是該基坑工程設計與施工中必須重點考慮并給予妥善處理的問題之一。

針對以上重點、難點，擬采取的關鍵性技術措施主要有以下幾點：

（1）將大坑劃分為小坑，分區(qū)施工；并根據不同部位基坑深度，以及坑外環(huán)境的不同，選擇不同的基坑支護型式，做到安全、經濟、可行。

（2）鄰近地鐵17號線的部分，考慮時空效應的影響，采用分區(qū)支護、分區(qū)開挖的原則制定設計方案，減小基坑開挖對地鐵區(qū)間隧道的影響。

（3）對微承壓水的處理是設計較深的止水帷幕，盡量隔斷承壓含水層，減少坑內降水對周邊環(huán)境的影響。同時，在基坑南側靠近地鐵17號線的部位，設置回灌井，必要時采用壓力回灌地下水。

3　分區(qū)施工方案設計

為保護南側地鐵17號線的安全，將基坑分為三個區(qū)域（如圖1所示）：一期、二期A區(qū)和二期B區(qū)，要求基坑分區(qū)施工。

圖1　基坑分區(qū)示意圖

北側的一期基坑位于地鐵50 m保護線范圍之外，且為地下一層，坑深較淺，先行施工。

南側的二期基坑位于地鐵50 m保護線范圍之內，且南側基坑邊線長達186 m，根據上海地區(qū)對地鐵保護的經驗及施工順序，將南側的二期基坑劃分為兩個區(qū)（A區(qū)和B區(qū)）。

總的分坑施工順序：一期→二期A區(qū)→二期B區(qū)，待本區(qū)基坑地下結構完成并將基坑回填后方可進行下一階段的支撐施工和土方開挖。

該工程土質條件較好，土體強度較高，考慮到施工的可行性，以及止水的可靠性，選擇φ850@600的三軸水泥土攪拌樁作為止水帷幕。

圍護形式一期采用三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+天然放坡，東西兩側采用SM W工法插型鋼；二期采用灌注樁排樁+三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+一道鋼筋混凝土支撐+一道鋼支撐（局部地下二層地下室增設）的支護形式。

4　臨地鐵側分區(qū)設計及施工優(yōu)化

4.1　圍護體及支撐

地鐵17號線位于基坑南側，靠近二期，因此選擇典型剖面1、剖面2均位于臨近地鐵側（見圖2）。

圖2　剖面1、剖面2示意圖

剖面1位于二期下半部分，如圖2所示，開挖深度4.5 m，圍護結構采用：Ф700@950灌注樁結合Ф850@600三軸水泥土攪拌樁。攪拌樁水泥摻量20%，樁長8.5 m，灌注樁混凝土標號水下C30，L=7.50 m。支撐體系采用一道混凝土支撐。

剖面2位于二期上半部分，如圖2所示，開挖深度8.7 m，圍護結構采用三軸攪拌樁+灌注樁+鋼支撐。Ф850@600三軸水泥土攪拌樁，水泥摻量20%，L=10 m；灌注樁Ф700@950，L=9.5m。樁頂標高為-0.5 m，有一道鋼支撐。

二期基坑內設置兩道水平向支撐，其中第一道支撐為鋼筋混凝土支撐（見圖3）、第二道支撐為組合H型鋼支撐（見圖4），均為對撐+角撐體系。第一道支撐中心標高+3.350 m，第二道支撐中心標高-0.800 m。

圖3　二期基坑第一道鋼筋混凝土支撐平面總圖

圖4　二期基坑第二道支撐平面總圖

混凝土圈梁應達到設計強度的100%以后支撐系統(tǒng)方可施加預應力，預應力施加結束后開始挖土。

4.2　優(yōu)化土方開挖

該工程土方開挖分兩個區(qū)施工，大面積開挖采用跳挖的形式。

（1）土方開挖采用機械大開挖，結合人工修土方式，為確保時間進度節(jié)點，施工區(qū)內安排2個土方開挖作業(yè)區(qū)，并配置相應管理人員、機械設備、作業(yè)人員。

（2）在基坑北側賀橋村路設置一個出土口，并設置大門，作為一期施工區(qū)域出土及主要材料運輸出入。在基坑西側西大盈港設置一個出土口，并設置大門及南側大門作為二期施工區(qū)域出土及主要材料運輸出入。

（3）挖土順序：一期施工區(qū)域由南向北開挖，二期施工區(qū)域由東向西開挖。利用北側及西側出土口、南側大門，運至指定卸土點。

（4）施工一期區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域開挖分兩次，一期南北兩側安排2臺挖機，第一次開挖至標高2.25 m，開始施工混凝土護坡，第二次開挖至基坑底標高-0.5 m。東西兩側及中間分隔等其他區(qū)域安排3臺挖機，第一次開挖至標高1.9 m，即冠梁施工位置，第二次開挖至基坑底標高-0.5 m，大面積開挖采用跳挖的形式。

（5）施工二期A區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域施工部署：圍護、樁基及加固施工→第一道混凝土支撐施工→降水施工→第一皮土方開挖→淺基礎底板施工、養(yǎng)護→鋼支撐安裝、施加預應力→第二皮土方開挖→深坑基礎底板施工→鋼支撐拆除→地下室二層結構施工→地下二層外墻回填、與地下一層底板連接→第一道支撐拆除→地下一層結構施工→地下一層外墻回填。

土方開挖階段，場內交通組織為土方車輛空車由盈港路大門進，上棧橋裝土后經B區(qū)，由西側向北，從北側大門出，具體見圖5所示。

第一皮土方開挖流程：I-1→II-1→II-2→I-2→II-3→II-7→I-3、II-6→II-4→II-5。第一皮土方分塊示意圖見圖6所示。其中I塊土方開挖至-0.5 m，II塊土方開挖至-1.0 m。

圖5　二期A區(qū)土方開挖交通組織示意圖

圖6　二期A區(qū)第一皮土方分塊示意圖

第二皮土方開挖流程：III-1→III-2→III-7、III-6、III-3→III-4→III-5。第二皮土方分塊示意圖見圖7所示。其中III塊土方開挖至-4.7 m。

（6）施工二期B區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域施工部署同A區(qū)。

土方開挖階段，場內交通組織為土方車輛空車由出土口2進，裝土后經B區(qū)，由西側向北，從北側大門出?？哲囋诨颖眰榷毫簦唧w見圖8所示。

圖8　二期B區(qū)土方開挖交通組織示意圖

第一皮土方開挖流程：I-1→II-1→I-2→II-2→I-3→II-3→II-4→I-4。第一皮土方分塊示意圖見圖9所示。其中I塊土方開挖至-0.5 m，II塊土方開挖至-1.0 m。

圖9　二期B區(qū)第一皮土方分塊示意圖

第二皮土方開挖流程：III-1→III-2→III-3。第二皮土方分塊示意圖見圖10所示。其中III塊土方開挖至-4.7m。

4.3　降水

該基坑降水主要采用真空管井降水和輕型井點降水，除降水管井外，基坑內外還應設置集水井、排水溝、盲溝等可靠的明排水系統(tǒng)。除降水管井外，基坑內外還應設置集水井、排水溝、盲溝等可靠的明排水系統(tǒng)。

5　施工監(jiān)測

為了及時收集、反饋和分析圍護結構在施工中的變形信息，實現(xiàn)信息化施工，確保施工安全。結合該工程周圍環(huán)境特點，確定該監(jiān)測工程設置的監(jiān)測項目及監(jiān)測點，見表1所列。表2為報警值統(tǒng)計表。

表1　監(jiān)測點（孔）統(tǒng)計表

表2　報警值統(tǒng)計表

基坑監(jiān)測頻率為：（1）基坑開挖前，應至少測量3次，平均求得監(jiān)測初始值。（2）基坑施工開挖期間，每天一次。（3）地下室底板及換成帶澆筑完成到施工至正負零期間，可每兩天測一次。（4）監(jiān)測數(shù)據超過報警值時，適當加密監(jiān)測頻率。

圖11和圖12分別為地鐵上行線與下行線沉降累積曲線圖。由圖11及圖12可知，南側17號線上下行隧道累計沉降均在5 mm以內，滿足地鐵部門的要求。

圖11　地鐵上行線沉降累積曲線圖

圖12　地鐵下行線沉降累積曲線圖

經監(jiān)測，總體來看，在可控制范圍內，各項指標均未出現(xiàn)報警情況，圍護結構較穩(wěn)定，沒有發(fā)生較大的險情。整個監(jiān)測期間基坑也未發(fā)生流土、滲漏、坍塌等異?，F(xiàn)象，同時通過人工巡檢,及時反饋相關信息，確保了項目及周邊環(huán)境的安全。

6　結語

本文依托軟土地區(qū)某超大基坑項目，針對其位于臨近地鐵等特點，采取了分區(qū)施工、加強監(jiān)測等措施。監(jiān)測結果表明較好地解決了軟土地區(qū)超大基坑臨近地鐵復雜條件下的相關問題。工程實踐表明，分區(qū)施工對于復雜環(huán)境下的軟土地區(qū)超大基坑實施具有較強的參考價值。