顧 宏 （上海長(zhǎng)凱巖土工程有限公司，上海 楊浦 200093）

1 工程概況

該項(xiàng)目位于某市寶山區(qū)，東至松蘭路，南至楊桃路，西至楊泰路，北至寶楊路，為安置房項(xiàng)目，項(xiàng)目總用地面積57692 m2，包括05-02與05-03兩個(gè)地塊，分為一期建設(shè)用地和二期建設(shè)用地。整個(gè)場(chǎng)地受部隊(duì)用地（05-05）地塊影響，大致呈“凹”型分布。

本次基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)將兩個(gè)地塊合并統(tǒng)一進(jìn)行設(shè)計(jì)?；娱_(kāi)挖面積約46000m2，圍護(hù)周長(zhǎng)約1370m。其中一期西部區(qū)域圍墻內(nèi)施工場(chǎng)地占地面積約22150m2，基坑開(kāi)挖面積約 19100m2，基坑 周 長(zhǎng) 約 552m。 項(xiàng) 目 ±0.00=+5.300m，場(chǎng)地平整后標(biāo)高為+4.500m，即相對(duì)標(biāo)高為-0.80m，地庫(kù)墊層底標(biāo)高為-6.250m，為此，基坑開(kāi)挖深度為5.450m，深坑位置一般落深 1.4m。

2 工程周邊環(huán)境

2.1 基坑西側(cè)

擬建場(chǎng)地現(xiàn)有圍墻線(xiàn)位于用地紅線(xiàn)范圍內(nèi)，圍墻外是影園路，為通行市政道路，其下有市政管線(xiàn)埋設(shè)。項(xiàng)目用地紅線(xiàn)外側(cè)為影園路345弄小區(qū)居民樓，分布6幢6層淺基礎(chǔ)住宅樓，基礎(chǔ)埋深約2.50m左右，對(duì)基坑產(chǎn)生的變形敏感，居民樓到項(xiàng)目基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)距離為12.20m～22.80m?；娱_(kāi)挖邊線(xiàn)到用地紅線(xiàn)最近距離約10.40m，到圍墻的最近距離不足3.00m。

2.2 基坑北側(cè)

圖1 一期西部區(qū)域基坑所處位置圖（陰影部分）

圖2 一期西部區(qū)域基坑周邊環(huán)境圖

基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)到用地紅線(xiàn)最近距離約為3.40m，紅線(xiàn)外為寶楊路綠化帶，寬度約20.0m，其下有市政管線(xiàn)埋設(shè)。中部位置電信營(yíng)業(yè)部（3層民房）用房位于用地紅線(xiàn)內(nèi)，基礎(chǔ)埋深約2.0m，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)到墻體的最近距離不足1.00m。

2.3 項(xiàng)目東側(cè)

該側(cè)保留部隊(duì)用地圍墻位于用地紅線(xiàn)內(nèi)，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)到圍墻距離約為4.10m～8.50m。部分圍墻兼作 2～3層民房外墻，部隊(duì)用地內(nèi)建有7層、9層商業(yè)用房。

2.4 基坑南側(cè)

場(chǎng)地圍墻與用地紅線(xiàn)基本在同一位置，基坑開(kāi)挖邊線(xiàn)到現(xiàn)有圍墻距離最小約為5.40m。紅線(xiàn)外為規(guī)劃道路，項(xiàng)目施工期間為空地。

3 工程地質(zhì)條件

3.1 工程地質(zhì)與地貌

根據(jù)勘察報(bào)告資料分析，基坑工程影響范圍內(nèi)場(chǎng)地地基土按成因類(lèi)型、形成時(shí)代、結(jié)構(gòu)特征、工程性質(zhì)自上而下如下表。

?

坑底在在第②3-1層中，工程地質(zhì)典型剖面如下：

圖3 典型土層工程地質(zhì)剖面圖

3.2 場(chǎng)地內(nèi)的地下水

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，對(duì)本項(xiàng)目基坑設(shè)計(jì)與施工有直接影響的為淺部土層中的潛水，其補(bǔ)給來(lái)源主要為大氣降水與地表徑流。潛水埋深約0.60m～1.30m。

本項(xiàng)目基坑開(kāi)挖深度5.45m，深度一般，根據(jù)地勘報(bào)告，第⑦層土為承壓含水層，其層頂埋深最淺處埋深為43.20m左右，按最不利承壓水位埋深3m考慮，根據(jù)某市工程建筑規(guī)范《巖土工程勘察規(guī)范》（DGJ08-37-2012） 第 12.3.3條進(jìn)行驗(yàn)算：Pcz/Pw y>1.05，故第⑦層承壓水對(duì)本工程基坑施工無(wú)影響。

3.3 不良地質(zhì)現(xiàn)象

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，擬建場(chǎng)地內(nèi)有2條暗浜分布，暗浜深約 2.6～3.3m。

4 原基坑圍護(hù)方案選型及實(shí)施

4.1 基坑圍護(hù)選型

根據(jù)業(yè)主單位提供的原基坑圍護(hù)圖紙顯示,本項(xiàng)目基坑圍護(hù)采用鉆孔圍護(hù)樁加兩排雙軸攪拌樁止水帷幕，內(nèi)部設(shè)置一道鋼筋混凝土水平支撐的支護(hù)形式。北側(cè)中部電信營(yíng)業(yè)部位置滯水帷幕雙軸水泥攪拌樁調(diào)整為高壓旋噴樁。

4.2 基坑圍護(hù)方案實(shí)施

該項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程實(shí)施時(shí)雨水天氣遠(yuǎn)超往年，場(chǎng)地北側(cè)寶楊路上的大門(mén)無(wú)法開(kāi)設(shè)，鉆孔灌注樁施工泥漿外運(yùn)不暢。時(shí)至2018年12月14日，該方案雙軸水泥攪拌樁、鉆孔灌注樁才分別完成了85%和60%，立柱樁及格構(gòu)柱、鋼筋混凝土圍檁及支撐尚未提到議事日程上；受場(chǎng)地限制，圍檁、支撐實(shí)施時(shí)也僅能由北向南退步實(shí)施，且無(wú)法與其他工種形成流水作業(yè)。

圖4 基坑圍護(hù)體平面布置圖

圖5 支撐平面布置圖

圖6 基坑圍護(hù)典型剖面圖

因?qū)殫盥飞系拇箝T(mén)無(wú)法開(kāi)設(shè)，水平支撐方案落實(shí)后，土方開(kāi)挖非常困難，挖土進(jìn)度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后預(yù)期，后期基坑肥槽回填和拆撐也將嚴(yán)重影響工期，極大增加施工成本的同時(shí)，無(wú)法按政府時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成交房。

總包單位經(jīng)綜合考慮，與業(yè)主單位協(xié)商后尋求該基坑圍護(hù)優(yōu)化方案。

5 新基坑圍護(hù)方案確定與實(shí)施

5.1 新基坑圍護(hù)方案分析及選型

5.1.1 基坑工程難點(diǎn)

本項(xiàng)目基坑工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)主要為基坑開(kāi)挖過(guò)程中，減少對(duì)西側(cè)影園路和其西側(cè)房屋的影響，做好基坑北側(cè)電信營(yíng)業(yè)部用房的保護(hù)。減少對(duì)基坑?xùn)|南角部隊(duì)用地內(nèi)2～3層已建房屋的影響，同時(shí)確?；幼陨戆踩瑸榈叵率沂┕ぬ峁┮粋€(gè)良好的作業(yè)環(huán)境。此外，須考慮土方開(kāi)挖的便捷性，為該項(xiàng)目按時(shí)間節(jié)點(diǎn)完成向政府交房創(chuàng)造條件。

5.1.2 基坑設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)本基坑開(kāi)挖深度及周?chē)h(huán)境，按照某市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程技術(shù)規(guī)范》（DG/TJ08-60-2010）,本基坑工程安全等級(jí)為三級(jí)，環(huán)境等級(jí)為三級(jí)?；訃o(hù)結(jié)構(gòu)最大側(cè)向位移按照40mm控制，坑外地表最大沉降按照30mm控制。

5.1.3 圍護(hù)設(shè)計(jì)總體構(gòu)想

基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)，不僅關(guān)系基坑開(kāi)挖和周邊環(huán)境的安全，還直接影響土方開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)的施工成本。根據(jù)全面分析，結(jié)合本項(xiàng)目要求，確定本次新圍護(hù)方案選型原則。

①首先確保安全，存在重大安全隱患的方案再怎么節(jié)約也沒(méi)有實(shí)際意義，且可能帶來(lái)巨大損失，基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)盡可能減少對(duì)周邊環(huán)境的影響；

②然后充分利用地基土特性，盡量節(jié)約造價(jià)，以符合業(yè)主的利益；

③最后考慮工期和施工方便性，在施工中盡可能實(shí)現(xiàn)節(jié)約工期和降低施工造價(jià)。

5.1.3.1 自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

本項(xiàng)目開(kāi)挖深度5.45m，基坑周邊作業(yè)面較小，無(wú)法形成載重車(chē)道有效回路，為確保周邊環(huán)境及基坑安全，本基坑圍護(hù)工程最好采用超前支撐工藝。我司持有的張江國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)專(zhuān)項(xiàng)發(fā)展基金重點(diǎn)支持的專(zhuān)利技術(shù)“自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)”為超前支撐工藝，具有如下優(yōu)勢(shì)：

①該技術(shù)超期支撐體系可以跟隨在圍護(hù)體施工過(guò)程中實(shí)施，基本不占用有效工期；

②該技術(shù)超前支撐在圍檁養(yǎng)護(hù)和基坑降水期間完成養(yǎng)護(hù)，有效節(jié)約了工期；

③該技術(shù)超前支撐完成養(yǎng)護(hù)后，基坑土方開(kāi)挖在滿(mǎn)足“分段、分層、跳倉(cāng)”開(kāi)挖的前提下，相應(yīng)配筋墊層及時(shí)成形，可不受其他條件限制實(shí)現(xiàn)敞開(kāi)式挖土，極大提高挖土功效，極大縮短挖土工期；

④該技術(shù)超前支撐的實(shí)施一次成型，完成墊層、底板和反向牛腿施工后，即可根據(jù)監(jiān)測(cè)資料按需拆除支撐，為坑內(nèi)地下結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造良好條件，盡可能地減少施工縫設(shè)置，降低地下結(jié)構(gòu)滲水風(fēng)險(xiǎn)，有效節(jié)約工期。

5.1.3.2 常規(guī)支撐使用在該項(xiàng)目上存在的主要問(wèn)題

該項(xiàng)目受場(chǎng)地限制，復(fù)合土釘墻、門(mén)架?chē)o(hù)體系根本無(wú)法實(shí)施。雙軸水泥攪拌樁重力壩圍護(hù)體無(wú)法滿(mǎn)足基坑變形要求，若采用常規(guī)支撐又存在如下諸多不足。

①常規(guī)Φ609鋼管斜拋撐

a.施工的復(fù)雜工序：圍護(hù)體施工、完成預(yù)埋件安裝—→完成基坑降水—→基坑周邊留土，進(jìn)行盆式開(kāi)挖—→墊層、底板施工、預(yù)埋件設(shè)置—→斜拋撐施工—→留置土挖除—→墊層、底板施工等—→……—→按需完成換撐、拆除斜拋撐和預(yù)埋件處理等。

工序復(fù)雜，嚴(yán)重影響地下室施工功效，施工工期較長(zhǎng)。

b.斜拋撐位置留置土開(kāi)挖，效率低下?；又苓厸](méi)有良好的出土通道，必須采取有效措施，增加工程造價(jià)。

c.斜拋撐的設(shè)置，基坑周邊地下結(jié)構(gòu)須根據(jù)留置土需要相應(yīng)增加設(shè)置施工縫，增加地下室滲水風(fēng)險(xiǎn)。

d.基坑開(kāi)挖時(shí)出土通道不通暢，土方開(kāi)挖受到影響，工期延長(zhǎng)導(dǎo)致斜拋撐租賃期延長(zhǎng)，必將會(huì)增加工程成本。

②鋼筋混凝土水平支撐

a.施工的復(fù)雜工序：立柱樁、格構(gòu)柱施工—→支撐位置開(kāi)槽土方開(kāi)挖—→水平支撐施工、養(yǎng)護(hù)—→完成基坑降水—→土方開(kāi)挖—→墊層、底板施工，格構(gòu)柱位置止水處理—→完成地下結(jié)構(gòu)施工—→按需完成換撐、拆除水平撐等。

工序復(fù)雜，嚴(yán)重影響施工功效，施工工期較長(zhǎng)。

b.支撐養(yǎng)護(hù)須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行土方開(kāi)挖，施工周期較長(zhǎng)。

c.相當(dāng)部分土方開(kāi)挖須在支撐底下進(jìn)行，挖土效率低下，挖土?xí)r間較長(zhǎng)，影響項(xiàng)目施工周期。

d.支撐拆除，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度的同時(shí)必將產(chǎn)生大量建筑垃圾，無(wú)法滿(mǎn)足綠色施工要求。

③常規(guī)Φ609鋼管水平撐

a.施工的復(fù)雜工序：立柱樁、格構(gòu)柱施工—→支撐位置開(kāi)槽土方開(kāi)挖—→完成支撐安裝—→完成基坑降水—→土方開(kāi)挖—→墊層、底板施工，格構(gòu)柱位置止水處理—→完成地下結(jié)構(gòu)施工—→按需完成換撐、拆除支撐等。

工序復(fù)雜，嚴(yán)重影響施工功效，施工工期較長(zhǎng)。

b.須借用大型起重設(shè)備安拆，安裝精度高，安全隱患較大，施工周期較長(zhǎng)。

c.受場(chǎng)地周邊無(wú)法設(shè)置車(chē)輛運(yùn)輸回路影響，該項(xiàng)目支撐拆除難度極大，可實(shí)施性較差。

d.相當(dāng)部分土方開(kāi)挖須在支撐底下進(jìn)行，安全隱患大，挖土效率低下，挖土?xí)r間較長(zhǎng)，影響項(xiàng)目施工周期。

e.一旦基坑成形后，后續(xù)工作不能按計(jì)劃推進(jìn)將造成工期延長(zhǎng)，必將導(dǎo)致其租賃期延長(zhǎng)，從而增加工程成本。

5.2 基坑圍護(hù)方案選型

該工程圍護(hù)體雙軸水泥攪拌樁滯水帷幕、鉆孔灌注樁已完成大部分工作量，且仍在施工，為有效降低工程損失，新的基坑圍護(hù)方案選型將盡量在原方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

經(jīng)多方案比較，本工程最終確定調(diào)整為我公司的專(zhuān)利技術(shù)“自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)”。采用鉆孔灌注樁加兩排雙軸攪拌樁止水帷幕圍護(hù)體，電信營(yíng)業(yè)部（3層民房）區(qū)域受場(chǎng)地限制調(diào)整為兩排雙軸攪拌樁止水帷幕內(nèi)密插H型鋼（H700×300×13×24@800）的圍護(hù)體。內(nèi)部設(shè)置Φ609鋼管角撐和前置式斜向約束倉(cāng)定點(diǎn)注漿鋼管支撐的支護(hù)形式。

新的基坑圍護(hù)方案將圍檁標(biāo)高降低了500mm，減少了角撐用量。前撐式注漿鋼管支撐位置圍檁截面尺寸調(diào)整為1200×800mm?？舆?.5m區(qū)域素混凝土墊層調(diào)整為厚200mm配筋墊層，內(nèi)配φ10@200×200雙層雙向鋼筋。其他所用計(jì)算參數(shù)均未作調(diào)整。調(diào)整后方案經(jīng)重新計(jì)算，新方案的內(nèi)力變形計(jì)算（含：前撐式注漿鋼管支撐計(jì)算）、坑底抗隆起(圓弧滑動(dòng))計(jì)算、墻底抗隆起計(jì)算、配筋計(jì)算、抗傾覆計(jì)算、抗?jié)B流穩(wěn)定計(jì)算、整體穩(wěn)定計(jì)算等均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)預(yù)期。

確定后的新的基坑圍護(hù)方案，如圖7～圖9所示。

5.3 新基坑圍護(hù)方案實(shí)施

從參與該工程基坑圍護(hù)方案調(diào)整通知、到新方案選型及確定，直止完成新方案的設(shè)計(jì)和施工專(zhuān)家評(píng)審，共計(jì)花了7天時(shí)間。在這7天時(shí)間內(nèi)同步完成了與相關(guān)單位的合同談判、施工前期準(zhǔn)備。在原基坑圍護(hù)施工單位完成后續(xù)工作內(nèi)容期間的20天內(nèi)同步施工、流水作業(yè)完成了所有前置式斜向約束倉(cāng)定點(diǎn)注漿鋼管支撐施工，確保了該工程在2019年春節(jié)前即完成基坑降水井點(diǎn)的布設(shè)并開(kāi)始運(yùn)行，為該工程在春節(jié)后開(kāi)工后即進(jìn)行大面積基坑土方開(kāi)挖創(chuàng)造了條件。

基坑開(kāi)挖前的承載力檢測(cè)值滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求?；娱_(kāi)挖后，變形量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)預(yù)期，為地下結(jié)構(gòu)順利實(shí)施創(chuàng)造了條件。該項(xiàng)目最終按期完成向政府交房任務(wù)。經(jīng)業(yè)主和總包初步估算該基坑圍護(hù)方案優(yōu)化累計(jì)節(jié)約工程成本約500萬(wàn)元。對(duì)該專(zhuān)利技術(shù)“自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)”給予了很高的評(píng)價(jià)。

6 結(jié)語(yǔ)

基坑圍護(hù)工程是個(gè)系統(tǒng)工程，不僅要受力合理，考慮自身施工的可行性，還需結(jié)合工程實(shí)際考慮隨后土方開(kāi)挖的可行性、相應(yīng)地下結(jié)構(gòu)施工的便捷性等，只有這樣經(jīng)過(guò)綜合評(píng)估確定的方案才會(huì)間接或直接實(shí)現(xiàn)“安全、合理、經(jīng)濟(jì)”的預(yù)期目標(biāo)。

圖7 新方案支撐平面布置圖

圖8 基坑圍護(hù)典型剖面圖（一）

圖9 基坑圍護(hù)典型剖面圖（二）

圖10 基坑開(kāi)挖效果圖（二）

本項(xiàng)目基坑圍護(hù)工程采用我司專(zhuān)利技術(shù)“自穩(wěn)式基坑支護(hù)組合技術(shù)”是合理的、安全可靠的，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期目標(biāo)。主要包括以下幾個(gè)方面：

①實(shí)現(xiàn)超前支撐，在圍護(hù)體施工時(shí)同步施工、流水作業(yè)，基本不占用有效工期，圍檁、支撐養(yǎng)護(hù)完成，即可實(shí)施基坑開(kāi)挖，基本不占用有效工期；

②可局部或全部替換1道或2道常規(guī)支撐體系，基坑開(kāi)挖面積越大性?xún)r(jià)比越高；

③該技術(shù)施工在基坑內(nèi)進(jìn)行，無(wú)須占用坑外有效空間，減少了對(duì)周邊環(huán)境的影響，同時(shí)為業(yè)主考慮充分使用紅線(xiàn)內(nèi)土地資源創(chuàng)造條件；

④避免了其他支撐體系開(kāi)槽留土支撐施工、二次土方開(kāi)挖和拆撐等復(fù)雜工序，對(duì)挖土施工條件要求比較低，減少了土方開(kāi)挖難度，可實(shí)現(xiàn)敞開(kāi)式按需進(jìn)行土方開(kāi)挖，方便地下結(jié)構(gòu)施工，減少施工縫設(shè)置，大幅縮短施工工期等。

目前該技術(shù)已在近70個(gè)項(xiàng)目中得到了成功應(yīng)用，已逐漸趨于成熟，約束倉(cāng)定點(diǎn)注漿工藝有效保證了單根支撐的承載能力，值得推廣。