杜理強(qiáng)

中鐵建工集團(tuán)有限公司 上海 200331

1 工程概況

1.1 總體概況

杭州中交財(cái)富大廈項(xiàng)目位于浙江省杭州市拱墅區(qū)莫干山路和棠子橋路（規(guī)劃道路）交匯處。工程用地面積14 114 m2，基坑占地面積12 720 m2，總建筑面積81 150.80 m2。1#、2#樓樁基為鉆孔灌注樁，地庫樁基為預(yù)制方樁。本工程基坑圍護(hù)體系采用三軸攪拌樁止水帷幕＋鉆孔灌注樁排樁體系，支撐形式采用1道鋼筋混凝土支撐，支撐頂部標(biāo)高－3.5 m。工程土方開挖深度－11.95 m，最大開挖深度－13.75 m，無降水（圖1）?；舆吘嗉t線最大距離6 m，最小距離處，紅線與基坑邊已重合。

圖1 圍護(hù)體系布置

1.2 周邊環(huán)境概況

工程場地北側(cè)為規(guī)劃棠子橋路（未建），棠子橋路寬約20 m，路北側(cè)為剛完工工地；場地南側(cè)為住宅小區(qū)和公交車場；東側(cè)為莫干山路，莫干山路與地塊之間為寬約30 m的綠化帶；場地西側(cè)緊鄰待建工地。其中南側(cè)勤豐小區(qū)住宅樓與公交站物業(yè)用房均為淺基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深度約2 m，公交站物業(yè)用房2層，高6 m，最近處距離基坑7.5 m；勤豐小區(qū)住宅樓7層，高25 m，最近處距離基坑15.5 m；小區(qū)綠化帶內(nèi)有配電房和排水管、電纜管線，管線埋深約1 m，最近處距離基坑8 m。西側(cè)在建工地靠近本工程一側(cè)第1道支撐混凝土已澆筑完成。其基坑邊與本工程基坑邊相距12 m，其基坑深度8.8 m，支撐頂標(biāo)高－2.0 m（圖2）。

圖2 場地周邊環(huán)境分布

1.3 場地內(nèi)地下障礙物概況

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告及原場地圖紙，發(fā)現(xiàn)場地南側(cè)存在老舊廠房樁基礎(chǔ)，埋深約2 m，樁長約10 m；場地西側(cè)和北側(cè)存在廢棄防空洞，西側(cè)局部埋深約6 m，北側(cè)埋深20～24 m。

2 現(xiàn)場存在的問題

1）本工程場地極其狹小，四周均無可通行道路，北側(cè)唯一可作為施工道路的棠子橋路還未施工?；訃o(hù)體系原采用三軸攪拌樁止水帷幕＋鉆孔灌注樁圍護(hù)＋鋼筋混凝土支撐＋放坡，其中圍護(hù)樁距用地紅線最大距離6 m，東側(cè)圍護(hù)樁已超出用地紅線，基坑圍護(hù)原設(shè)計(jì)東、西、北側(cè)三面在－3.5 m處向外放坡，南側(cè)采用雙排圍護(hù)樁，局部樁體已貼近小區(qū)圍墻。此狀況導(dǎo)致紅線內(nèi)沒有任何施工場地與施工道路可用，且支撐未設(shè)置棧橋，場內(nèi)無法滿足車輛通行，南側(cè)與東側(cè)圍護(hù)樁已貼近或超出紅線，沒有施工操作面，施工難度極大。

2）由于場地內(nèi)原圖紙已經(jīng)年久老舊，地下障礙物資料不夠詳盡、準(zhǔn)確，其準(zhǔn)確位置和尺寸大小不清楚，會(huì)對樁基、圍護(hù)施工造成很大的影響。

3 施工管控重點(diǎn)

1）解決施工場地出入口及場內(nèi)布置和道路通行的問題，保證施工車輛能夠順利進(jìn)出場地，完成材料的平面運(yùn)輸。

2）解決場地內(nèi)地下障礙物問題，弄清楚地下障礙物的具體分布及其對現(xiàn)場施工的影響范圍，并制訂經(jīng)濟(jì)可行的處理方案。

3）控制好基坑四周變形，加強(qiáng)基坑變形觀測與周圍建筑物沉降觀測，確?；又苓叺姆€(wěn)定安全。

4 施工方案確定

4.1 場地問題解決方案

在北側(cè)待建棠子橋路與莫干山路交叉口申請臨時(shí)出入口，同時(shí)借用棠子橋路一半寬度（10 m）作為臨時(shí)宿舍布置場地和重車通行的主干道，借用東側(cè)綠化帶寬6 m區(qū)域作為場內(nèi)施工操作面（圖3）。

圖3 場外用地借用分布

由于原基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)頂部需放坡，嚴(yán)重制約場地的有效利用，經(jīng)對基坑圍護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化，在東西兩側(cè)原放坡區(qū)域樁頂增設(shè)混凝土擋土墻，待擋土墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后將原放坡區(qū)域回填，作為坑邊通行道路。同時(shí)將基坑北側(cè)放坡取消，將圍護(hù)樁加高至自然地面，西北、東北角增設(shè)棧橋，作為車輛通行回轉(zhuǎn)場地，并對相應(yīng)區(qū)域圍護(hù)樁進(jìn)行加強(qiáng)，保證重車能夠通行。

4.2 地下障礙物解決方案

由于場地南側(cè)老廠房樁基礎(chǔ)大致位置可通過圖紙獲得，考慮到其埋深不深，可將其樁頭挖出，測量出其準(zhǔn)確位置，并通過現(xiàn)場放樣確定其對樁基施工影響的具體樁位，通過調(diào)整樁位和改變施工工藝來解決老樁問題。

由于場地西側(cè)和北側(cè)舊防空洞具體位置和尺寸不詳，通過詳勘，確定防空洞精確位置、埋深、尺寸等信息，并在圖紙上確定防空洞對樁基施工影響的詳細(xì)樁位與范圍，通過調(diào)整樁位、改變施工工藝、增加樁基數(shù)量、加大承臺尺寸等方法來解決防空洞問題。

4.3 基坑變形控制方案

由于本工程周邊建筑物離基坑較近，基坑變形控制顯得尤為重要。首先在樁基施工階段設(shè)置應(yīng)力釋放孔和防擠溝。在土方開挖階段，進(jìn)行分段、分層開挖，減少坑底暴露時(shí)間，第一時(shí)間完成墊層、支撐、底板的澆筑。地下室施工階段盡快完成對撐、角撐等部位的結(jié)構(gòu)和換撐施工，并確保換撐與結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定受力體系后再進(jìn)行上部支撐拆除。從樁基開始施工就對周邊房屋變形進(jìn)行觀測，從土方開挖開始對基坑變形及水位進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)變形異常立即停止施工并采取補(bǔ)救措施。

5 施工方法

5.1 場地平面布置

根據(jù)不同施工階段靈活進(jìn)行場地布置，場地布置既要滿足人員住宿、辦公、材料堆放的要求，又要滿足車輛出入和施工工作面展開的需要。借用場地東北角設(shè)置1棟2層16間彩鋼板房作為辦公樓，此辦公樓計(jì)劃用至工程結(jié)束。在北側(cè)棠子橋路設(shè)置3棟2層44間活動(dòng)集裝箱宿舍（樁基和土方階段暫設(shè)2棟），1棟2層4間磚砌公共廁所和浴室，1棟2層6間活動(dòng)集裝箱工人食堂，此集裝箱房便于在不同施工階段隨著場地變化進(jìn)行移動(dòng)。

樁基階段布置9臺鉆孔樁機(jī)、1臺三軸攪拌樁機(jī)、1臺靜壓樁機(jī)同時(shí)施工，設(shè)置2個(gè)泥漿池、1個(gè)清水池（圖4）。為了保證機(jī)械用電，租賃2臺600 kW的發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

圖4 樁基階段平面布置

土方開挖階段分2層進(jìn)行，第1層土開挖至－4.3 m，主要給支撐和棧橋施工提供工作面，場地中間留土作為材料堆場。第2層分2次開挖，車輛通過土坡下至－4.3 m處進(jìn)行裝土（圖5）。

圖5 第1層土方開挖平面布置

地下室施工階段布置2臺塔吊進(jìn)行垂直運(yùn)輸，工人宿舍增加至3棟?；颖眰?cè)2個(gè)棧橋作為工程車輛回轉(zhuǎn)?？奎c(diǎn)，基坑南側(cè)作為木料、周轉(zhuǎn)材料堆放區(qū)域，基坑西側(cè)和東側(cè)作為零星材料堆放區(qū)，地下1層南側(cè)無支撐區(qū)域作為材料加工場和鋼材原料堆放區(qū)（圖6）。

圖6 地下室階段平面布置

5.2 地下障礙物處理

5.2.1 ?南側(cè)老樁處理

對于場地南側(cè)埋深較淺的老樁，根據(jù)原有圖紙找到其大致分布區(qū)域，然后利用挖機(jī)進(jìn)行表層土開挖至露出老樁樁頭，直至將全部老樁探明。利用全站儀測設(shè)老樁分布區(qū)域角點(diǎn)坐標(biāo)，將老樁位置圖套至樁基圖紙內(nèi)，找出受老樁影響的樁基分布區(qū)域，并對受影響的樁位進(jìn)行實(shí)地測設(shè)，確定是否受老樁影響。

經(jīng)現(xiàn)場探挖和測量，有12根工程樁、12根圍護(hù)樁、18組三軸攪拌樁受老樁影響，會(huì)同結(jié)構(gòu)和圍護(hù)設(shè)計(jì)單位核定，將受老樁影響的工程樁位置和承臺大小進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整（圖7）。待工程樁施工完成進(jìn)行土方開挖時(shí)將老樁一并挖出破除。由于圍護(hù)樁和止水帷幕樁位較密，不能完全避開老樁影響，在將局部圍護(hù)樁樁徑進(jìn)行調(diào)整及移位后，在圍護(hù)樁空隙較大處補(bǔ)打單管高壓旋噴樁，將樁頂壓頂加大，并在第2排圍護(hù)樁的空隙處增補(bǔ)8根圍護(hù)樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。由于三軸攪拌樁施工工藝的原因，無法進(jìn)行樁位調(diào)整，將受影響的三軸攪拌樁改為單管高壓旋噴樁，從而達(dá)到避開老樁的目的。

圖7 圍護(hù)樁受老樁影響調(diào)整示意

5.2.2 ?廢舊防空洞處理

對于場地北側(cè)廢舊防空洞，根據(jù)原有資料找到其大致分布區(qū)域，然后由勘察院對防空洞位置、深度、尺寸等信息進(jìn)行詳勘。經(jīng)勘測，本工程場地內(nèi)防空洞埋深為20～24 m，在1#樓底部貫穿整個(gè)東、西場地，西北側(cè)延伸至2#樓底部，呈“丁”字形分布，在場地西側(cè)、北側(cè)、東側(cè)有4個(gè)接口延伸至場地外側(cè)。防空洞頂板平均厚度約70 cm，凈空高度平均約3 m，底板厚度平均約60 cm，防空洞內(nèi)凈寬度平均約3.5 m，紅線范圍內(nèi)防空洞長約210 m，其中場地西側(cè)防空洞局部埋深約6 m，長約21 m，其余埋深較深處長約190 m，防空洞內(nèi)充滿泥漿和水，在防空洞貫穿區(qū)域有部分受影響的立柱樁（鉆孔灌注樁）、工程樁（預(yù)制方樁和鉆孔灌注樁）。

根據(jù)防空洞與工程樁、圍護(hù)樁的位置關(guān)系，其中圍護(hù)樁（深度24 m）有17根受影響，工程樁（深度39～52 m）有27根受影響，立柱樁（深度36 m）有4根受影響，會(huì)同結(jié)構(gòu)和圍護(hù)設(shè)計(jì)單位核定，對防空洞埋深較深處受影響的工程樁和支撐立柱樁進(jìn)行位置調(diào)整，并加大相應(yīng)承臺尺寸。對防空洞埋深較淺處進(jìn)行開挖破除清運(yùn)，重新回填好土后進(jìn)行樁基施工。

5.3 基坑變形控制

5.3.1 ?樁基階段控制

在樁基施工前，對南側(cè)公交站房屋、勤豐小區(qū)鄰近基坑的3#、8#樓進(jìn)行質(zhì)量檢測，并布設(shè)沉降觀測點(diǎn)，每天對房屋沉降和垂直度進(jìn)行觀測。同時(shí)為了盡可能降低預(yù)制方樁施工對土體擠壓的影響，首先在場地南、東兩側(cè)，開挖防擠溝，防擠溝深2 m、寬2 m（即圍墻與三軸水泥攪拌樁中間）。應(yīng)力釋放孔平行鉆孔1排，靠勤豐小區(qū)一側(cè)設(shè)置2排，孔徑600 mm，間距1 200 mm，應(yīng)力釋放孔深度為15 m。在孔內(nèi)填入粗砂，砂井的作用是通過增加豎向排水通道對壓樁施工造成的地下超靜孔隙水壓力進(jìn)行消散。在防擠溝的兩端端頭、中間分別設(shè)置1個(gè)集水井，里面放置水泵，定期抽水。每天上下午各巡查圍墻一次，看墻體有無裂縫。預(yù)制樁方樁采用靜壓施工，從場地南側(cè)向北側(cè)逐步推進(jìn)，同時(shí)控制壓樁速率，位移達(dá)到報(bào)警值時(shí)暫停施工。

5.3.2 ?土方階段控制

本工程土方整體分2層開挖，由南向北整體退挖。首先在做完南、北兩端壓頂梁后進(jìn)行第1層土方開挖，挖深4 m，用2臺大挖機(jī)由南向北退挖，挖至－4.4 m時(shí)進(jìn)行支撐和棧橋施工，待支撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行第2層土方開挖。第2層土方分2次階梯形開挖，第1次挖深約4 m，底部20 cm采用人工收底，挖機(jī)配合運(yùn)土裝車。局部井坑采用小挖機(jī)進(jìn)行1∶1放坡開挖，人工收底。

第1層土方開挖分7個(gè)區(qū)，開挖順序?yàn)閆1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7，其中Z6、Z7區(qū)局部留土作為鋼筋材料堆放場，待第2層土方開挖時(shí)再進(jìn)行處理。土方開挖過程中及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)區(qū)域支撐施工（圖8）。

圖8 第1層土方開挖分區(qū)

第2層土方開挖分4個(gè)大區(qū)、12個(gè)小區(qū)，從基坑北側(cè)東、西兩端堆土放坡至基坑底部，坡度不大于10%，做寬6 m行車通道，土方車下至坑底進(jìn)行裝土。第2層土方開挖順序?yàn)镃1、C4、C3、B1、D1、D2、C2、B2、C5、A2、A1、D3。土方開挖時(shí)隨挖隨打墊層，并及時(shí)進(jìn)行底板施工（圖9）。

圖9 第2層土方開挖分區(qū)

土方開挖過程中如遇基坑變形過大的現(xiàn)象，則需對基坑周邊迅速進(jìn)行卸載，將基坑周邊的材料（特別是鋼筋）迅速進(jìn)行轉(zhuǎn)移，以減小基坑的荷載。同時(shí)停止挖土并將變形過大處進(jìn)行回土，對坑底進(jìn)行壓密注漿加固處理。同時(shí)對支撐格構(gòu)柱進(jìn)行加固，用同規(guī)格角鋼在格構(gòu)柱間設(shè)置斜撐，斜撐傾角45°～60°，從支撐底部至地下室底板底進(jìn)行滿設(shè)。

5.3.3 ?地下室階段控制

地下室施工過程中主要控制墊層與底板施工速度，盡可能快地完成混凝土澆筑和換撐施工，確保圍護(hù)體系和地下室結(jié)構(gòu)形成統(tǒng)一的受力體系。

本工程底板外側(cè)與支護(hù)樁間全部澆筑C20素混凝土與底板平，實(shí)現(xiàn)底板結(jié)構(gòu)對基坑應(yīng)力的換撐。底板后澆帶設(shè)置Q235傳力型鋼，型鋼規(guī)格250 mm×250 mm×9 mm×14 mm。地下2層頂板外墻外側(cè)與圍護(hù)樁間設(shè)置鋼筋混凝土傳力板帶，傳力板帶寬3.5 m，厚300 mm，板面標(biāo)高同地下2層頂樓面標(biāo)高，混凝土強(qiáng)度等級同結(jié)構(gòu)主梁，與圍護(hù)樁相交處鋼筋與樁主筋焊接，另一端錨入地下室外墻。后澆帶處梁內(nèi)設(shè)16#工字鋼作為傳力型鋼，待地下2層結(jié)構(gòu)及傳力帶施工完成達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除支撐。

支撐采用機(jī)械拆除＋局部人工輔助破除，支撐拆除分5大區(qū)域，各個(gè)區(qū)域結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后即可分區(qū)單獨(dú)進(jìn)行拆除?？傮w施工流程如下：基礎(chǔ)承臺及底板施工→地下2層側(cè)墻頂板施工→支撐及棧橋拆除清理→地下1層側(cè)墻頂板施工。

地下室分區(qū)施工順序?yàn)椋篊1、C2、C3區(qū)→B1區(qū)→B2、D1、C4區(qū)→A1、C5、D2區(qū)→A2、D3區(qū)。支撐拆除順序：Z1、Z2區(qū)→Z3區(qū)→Z4區(qū)→Z5區(qū)。

5.3.4 ?基坑監(jiān)測

本工程共設(shè)置90個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，主要包括沉降、位移、軸力、水位等?；颖O(jiān)測工程中如出現(xiàn)異常應(yīng)立即采取加密監(jiān)測，甚至24 h連續(xù)監(jiān)測。除了儀器監(jiān)測，每天派專人對基坑進(jìn)行安全巡視，安全巡視作為監(jiān)測工作的重要組成部分，隨著基坑內(nèi)部的降水施工及基坑開挖深度的不斷加深，相應(yīng)部位的支護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)的變形現(xiàn)象；基坑周邊環(huán)境的土體也會(huì)由于水位的持續(xù)下降而板結(jié)以及圍護(hù)體變形對坑外土體的擾動(dòng)影響，會(huì)使周邊地面及道路產(chǎn)生不同程度的沉降現(xiàn)象。

6 結(jié)語

杭州中交財(cái)富大廈工程施工過程中通過合理策劃、精心布置，成功解決了在狹小場地多地下障礙物深基坑工程施工過程中遇到的一系列難題，以最小的費(fèi)用支出順利推進(jìn)工程進(jìn)展。深基坑開挖過程中未見地下水，地表及周邊建筑物均未出現(xiàn)較大沉降和變形，未對小區(qū)房屋造成損壞，圓滿完成該深基坑施工任務(wù)。