曾 龍 （上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上海200093）

0 前言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市用地日益緊張，在舊建筑物原址上重建成為目前城市建設(shè)的主要方式，上部建筑的拆除施工方法相對(duì)比較成熟，但原有建筑的舊支護(hù)、舊樁、殘留的地下混凝土結(jié)構(gòu)等，對(duì)于新建筑而言都是要清除的地下障礙物，它們往往成為現(xiàn)在基坑施工的難題之一，直接影響著工程進(jìn)度與施工質(zhì)量。因此基坑施工中針對(duì)具體情況采取合適的清障方法，是保證基坑施工順利進(jìn)行的關(guān)鍵[1]。目前，對(duì)在含有地下空洞的土質(zhì)地層中施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，一般有兩種處理方案。第一種方案首先對(duì)空洞進(jìn)行大開(kāi)挖之后，清除空洞周?chē)幕炷镣鈿んw，然后再施工基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)；第二種方案采用咬合樁替換其它常規(guī)的圍護(hù)方案實(shí)施圍護(hù)結(jié)構(gòu)。第一種方案很多時(shí)候因?yàn)閳?chǎng)地條件限制不能對(duì)空洞進(jìn)行大開(kāi)挖；第二種方案在空洞體量較小的情況下，經(jīng)濟(jì)成本比較大，性價(jià)比不高。文章以上海楊浦區(qū)某工程為例，提出了一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)土層地下空洞清障方法，該清障方法可在不開(kāi)挖土體的條件下完全有效地實(shí)現(xiàn)原圍護(hù)方案，且相對(duì)咬合樁更經(jīng)濟(jì)，施工工藝更簡(jiǎn)單。

1 工程概況

擬建場(chǎng)地位于上海市楊浦區(qū)，該工程涉及到的擬建建筑物分為護(hù)理中心地塊及會(huì)所、住宅地庫(kù)地塊，主要包括10幢6F住宅樓及1幢3～4F商業(yè)及會(huì)所。具體見(jiàn)下表1。

擬建建筑物性質(zhì)一覽表 表1

本工程住宅基坑總開(kāi)挖面積約31000m2，其中1#基坑（含會(huì)所和部分地庫(kù)）開(kāi)挖面積6500m2，基坑周長(zhǎng)368m，其中會(huì)所面積約3000m2。2#基坑開(kāi)挖面積約24500m2，基坑周長(zhǎng)612m。會(huì)所基坑開(kāi)挖深度為9.70m，住宅地庫(kù)基坑開(kāi)挖深度為5.75m，局部深坑超挖深度1.30m/1.40m。本工程1#基坑除南側(cè)外，圍護(hù)體系建議采用灌注樁結(jié)合三軸攪拌樁止水帷幕，南側(cè)為分坑邊界，擬采用SMW工法樁，便于后期施工。2#基坑后施工，采用常規(guī)排樁+斜拋撐圍護(hù)方案，即先盆式開(kāi)挖，待基坑中部底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能安裝斜拋撐，最后挖除斜拋撐處的留土。

2 基坑特點(diǎn)及難點(diǎn)

2.1 場(chǎng)地地層特點(diǎn)

場(chǎng)地內(nèi)淺層填土較厚，平均層厚3.23m，且場(chǎng)地中部地表下約2m有一層20～30cm厚水泥地坪，圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)做好必要的清障、破除工作，確?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)順利施工。

住宅基坑底部位于第②3層灰色砂質(zhì)粉土，攪拌樁施工時(shí)較難攪拌均勻，止水帷幕質(zhì)量不易保證，基坑開(kāi)挖后容易造成流砂、管涌等不利情況。

基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)存在第③淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，平均層厚約4.08m，該層土的物理力學(xué)指標(biāo)較差，并具有明顯的流變性，不利于基坑變形控制。

2.2 基坑本身的特點(diǎn)

本工程基坑開(kāi)挖深度中等，在基坑開(kāi)挖至基礎(chǔ)完成前，由于卸荷作用，產(chǎn)生坑底土回彈，應(yīng)考慮所引起的臨時(shí)性負(fù)摩擦力對(duì)樁身強(qiáng)度的影響?；娱_(kāi)挖會(huì)引起土體變形，根據(jù)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)挖中應(yīng)充分利用土體時(shí)空效應(yīng)規(guī)律，嚴(yán)格掌握施工工藝要點(diǎn)：沿縱向按限定長(zhǎng)度逐段開(kāi)挖，在每個(gè)開(kāi)挖段分層、分小段開(kāi)挖，隨挖隨撐，及時(shí)施工底板，減少暴露時(shí)間。本工程場(chǎng)地條件有限，基坑開(kāi)挖時(shí)出土速度難以得到有效保證，應(yīng)考慮適當(dāng)增加圍護(hù)體系剛度，控制基坑開(kāi)挖引起圍護(hù)本體及周邊環(huán)境的變形。

2.3 周邊環(huán)境特點(diǎn)

本工程周邊環(huán)境條件較復(fù)雜?；又苓呏饕h(huán)境保護(hù)對(duì)象臨近道路及地下管線、場(chǎng)地東側(cè)永久圍墻和場(chǎng)地周邊建筑物。

2.4 圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍地下障礙物分布

本工程基坑的西北角和西南角涉及圍護(hù)鉆孔樁及止水樁（三軸攪拌樁及雙軸攪拌樁）范圍地面以下5～7m部位存在有地下障礙物（通過(guò)采用勘察和物探的手段，確定地下空洞外殼體主要為防空洞混凝土板或混凝土構(gòu)筑物、管道等）。該地下空洞距周邊圍墻較近，無(wú)法進(jìn)行開(kāi)挖清障，因此圍護(hù)結(jié)構(gòu)無(wú)法按常規(guī)方案正常實(shí)施。

3 解決方案

根據(jù)本工程現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地條件限制，無(wú)法采用大面積開(kāi)挖后再實(shí)施清障處理工作，另外由于涉及到清障處理的體量很小，采用咬合樁經(jīng)濟(jì)較差，因此本工程采用的是一種可在不開(kāi)挖土體的條件下對(duì)地下障礙物進(jìn)行清除處理的方法。

3.1 地下空洞的處理方案[2]

①首先通過(guò)勘探鉆機(jī)和物探手段，沿著圍護(hù)結(jié)構(gòu)走向確定地下空洞的平面范圍和頂、底板的埋深范圍。

②根據(jù)地下空洞的范圍，并結(jié)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式，確定地下障礙物清障范圍。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)位于空洞內(nèi)時(shí)，考慮到臨空土體應(yīng)力釋放對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的影響，清障范圍需超出圍護(hù)結(jié)構(gòu)外邊線一定范圍（4～5m左右）；當(dāng)空洞位于圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍以內(nèi)時(shí)，清障范圍為地下障礙物范圍。

③采用沖孔鉆機(jī)（地下障礙深度＞3 m的選擇采用CZ－8F型沖擊式工程樁鉆孔機(jī)施工工程樁[3]）按圖1中的序號(hào)（走向方向和垂直走向均按跳格施工）對(duì)地下空洞進(jìn)行清障，首先采用沖擊鉆對(duì)地下障礙物進(jìn)行沖擊破碎，然后采用反循環(huán)泥漿方式進(jìn)行碎渣清孔。

④待障礙物碎渣清孔完畢之后，采用素填土分層回填、壓實(shí)至原地面標(biāo)高。

⑤待每個(gè)孔清障、回填完畢之后，再實(shí)施下一個(gè)孔的清障、回填工作。

圖1 地下障礙物處理范圍平面圖

圖2 地下障礙物處理范圍剖面圖

⑥待所有障礙物清理完畢并分層回填壓實(shí)素填土之后，按正常工序施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.2 基坑圍護(hù)主體結(jié)構(gòu)實(shí)施方案

本工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，遇到地下障礙物，嚴(yán)重影響了原圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案的實(shí)施。

一般情況下，先施工外圍的止水帷幕，然后再施工擋土結(jié)構(gòu)圍護(hù)灌注樁。但是本工程因在部分區(qū)域施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)過(guò)程中遇到地下障礙物，影響了正常的施工順序；因此止水帷幕和灌注樁施工順序有所調(diào)整，且止水帷幕三軸攪拌樁（3φ650@900）調(diào)整為高壓旋噴樁（φ800@500），另外，針對(duì)三軸攪拌樁和旋噴樁之間的冷鋒搭接進(jìn)行了相應(yīng)的處理，見(jiàn)下圖3。

圖3 冷鋒搭接節(jié)點(diǎn)圖

3.3 基坑圍護(hù)輔助措施

根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，砂質(zhì)土層中采用旋噴樁作為止水帷幕，其止水效果相對(duì)攪拌樁較差，因此本工程采用了從樁頂至坑底隨挖隨掛網(wǎng)噴的輔助措施，以防基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)漏水。掛網(wǎng)噴施工后的結(jié)構(gòu)效果圖見(jiàn)下圖。

圖4 掛網(wǎng)噴施工后的結(jié)構(gòu)效果剖面圖

圖5 掛網(wǎng)噴施工后的結(jié)構(gòu)效果平面圖

圖6 掛網(wǎng)噴面層節(jié)點(diǎn)圖

3.4 應(yīng)急預(yù)案

該區(qū)域圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為本工程的安全隱患源，為了確?；庸こ贪踩?，基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)采取小范圍分塊、分層開(kāi)挖，并在開(kāi)挖后及時(shí)澆筑墊層（開(kāi)挖到底后8小時(shí)內(nèi)澆筑墊層）并做到對(duì)基坑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如在開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)坑內(nèi)外水位異?；蛘呋又顾Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不良現(xiàn)象的嚴(yán)重程度采取壓密注漿（雙液注漿）或回土措施；若采取回土措施，回土后重新在坑外施工高壓旋噴樁，并在高壓旋噴樁達(dá)到相應(yīng)的強(qiáng)度后再采取開(kāi)展下一步的開(kāi)挖工作。

4 結(jié)語(yǔ)

文章結(jié)合工程實(shí)例（該基坑工程目前已順利完成）介紹了一種處理圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的地下空洞的清障方法，該方法（在未開(kāi)挖土體的條件下）有效地解決了圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)存在地下混凝土空洞的清障問(wèn)題；該方法所需的實(shí)施機(jī)械和操作要求簡(jiǎn)單，其清障效果明顯、節(jié)約成本，對(duì)周邊環(huán)境影響小，綜合效果顯著。

文章介紹的“先實(shí)施圍護(hù)灌注樁，接著實(shí)施旋噴樁，最后實(shí)施掛網(wǎng)噴”的圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體方案在文章涉及到的案例中得到了有效的實(shí)踐，各監(jiān)測(cè)指標(biāo)滿足規(guī)范要求[4]。