文 杰 唐 云 史 朋 龔 達(dá) 劉 丹 王家軍 熊久明

中國(guó)建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 201204

在城市發(fā)展日新月異的今天，新建工程可利用的場(chǎng)地空間越來(lái)越狹小、周邊環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，基坑工程向“大、深、緊”方向發(fā)展已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。為了充分利用用地紅線內(nèi)面積，地下室范圍往往貼近紅線布置，導(dǎo)致紅線內(nèi)可作為材料堆場(chǎng)和施工通道的場(chǎng)地越來(lái)越少，給基坑土方挖運(yùn)和地下結(jié)構(gòu)施工帶來(lái)較大的困難。一般情況下，基坑工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)設(shè)計(jì)相應(yīng)的棧橋體系來(lái)合理解決材料堆場(chǎng)和施工道路的問(wèn)題，但隨之而來(lái)的地下室頂板結(jié)構(gòu)開(kāi)裂等施工問(wèn)題還有待解決。在實(shí)際施工中，必須做好對(duì)深大基坑施工眾多影響因素的分析，施工前做好多種方案比選，施工中采取科學(xué)的項(xiàng)目管理，才能滿足整個(gè)項(xiàng)目工程的需求[1]。

基于深大基坑施工特點(diǎn)及問(wèn)題，以安全綠色施工為根基而提出的預(yù)制鋼棧橋后拆施工方法，是在前人提出的棧橋體系施工方法的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)布置、材料選型、施工方案等繼續(xù)優(yōu)化后的一種新型棧橋體系施工方法，該方法可為同類(lèi)深大基坑項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)踐提供借鑒。

1 項(xiàng)目工程概況

某項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)張江總部園區(qū)南部B5-04地塊，總占地面積28 339.3 m2?？偨ㄖ娣e123 611.36 m2。樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，地基基礎(chǔ)安全等級(jí)為二級(jí)。地下室開(kāi)挖深度為11.6 m（局部12.6 m），本工程結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，采用鉆孔灌注樁+2道混凝土支撐的支護(hù)形式?；訛?層地下室，基坑開(kāi)挖面積約23 000 m2，周長(zhǎng)約590 m，基坑周邊2倍挖深范圍無(wú)建筑物及管線。根據(jù)基坑破壞的后果及周邊保護(hù)對(duì)象的情況，基坑安全等級(jí)為二級(jí)（局部貼邊深坑為一級(jí)），環(huán)境保護(hù)等級(jí)為三級(jí)。基坑總平面及周邊環(huán)境情況詳見(jiàn)圖1。

圖1 基坑總平面及周邊環(huán)境示意

2 預(yù)制鋼棧橋后拆施工設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本工程基坑支護(hù)原本的設(shè)計(jì)要求為一般的混凝土棧橋體系，且首道支撐標(biāo)高位于地下室頂板以下。原基坑圍護(hù)的工況為：施工第1道支撐→施工第2道支撐→施工底板，后拆除第2道支撐→施工負(fù)一層梁板，后拆除第1道支撐。

由于項(xiàng)目周邊環(huán)境復(fù)雜，混凝土棧橋面積大，施工速度慢，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)，且后續(xù)拆除過(guò)程對(duì)周邊環(huán)境影響大且影響工期，考慮節(jié)約工期以及環(huán)保要求，將混凝土棧橋替換為預(yù)制鋼棧橋，且將棧橋支撐抬升到首層以上。新的基坑圍護(hù)工況為：施工第1道支撐→施工第2道支撐→施工底板，后拆除第2道支撐→施工地下1層梁板，且保留第1道支撐及棧橋板（圖2）。

圖2 新基坑圍護(hù)工況

運(yùn)用該施工方法，在地下和主體結(jié)構(gòu)完成之前，首道支撐及預(yù)制鋼棧橋板均保留用作施工便道或堆場(chǎng)場(chǎng)地，可優(yōu)化基坑交通組織以及地下室頂板受力狀態(tài)，合理保護(hù)首層結(jié)構(gòu)，且預(yù)制鋼棧橋無(wú)需養(yǎng)護(hù)，節(jié)約資源和工期。

3 預(yù)制鋼棧橋后拆施工方法優(yōu)勢(shì)分析

3.1 軟土地基施工環(huán)境下環(huán)保優(yōu)越性分析

上海處于較為典型的天然軟土地基區(qū)域。本工程軟土層主要為埋深4 m、厚度6 m左右的第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土及其下部的第④層淤泥質(zhì)黏土，土質(zhì)均勻，呈流塑狀，具有高壓縮性、高靈敏度、低強(qiáng)度等特點(diǎn)，場(chǎng)地內(nèi)遍布。軟弱的地質(zhì)條件決定了軟土地區(qū)的深大基坑工程施工將會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題更為重視。

在深大基坑中布置大面積的現(xiàn)澆鋼筋混凝土棧橋會(huì)使用大量的鋼筋、水泥等材料，拆除后一般當(dāng)作廢料回收，不能循環(huán)使用；而預(yù)制鋼棧橋構(gòu)件可以循環(huán)使用，進(jìn)一步提升構(gòu)件和材料利用率。在預(yù)制鋼棧橋施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，可降低工程用水量，減少現(xiàn)場(chǎng)廢棄物和粉塵排放，提升項(xiàng)目整體環(huán)境整潔程度，減輕大氣污染。

若項(xiàng)目周邊有居民區(qū)，預(yù)制鋼棧橋施工可縮減混凝土鑿除等工序，從而降低環(huán)境噪聲，減輕對(duì)鄰近居民區(qū)的影響，達(dá)到“綠色施工”的要求。顯而易見(jiàn)，預(yù)制鋼棧橋比混凝土棧橋更為環(huán)保，更加符合“綠色施工”要求[2]。

3.2 預(yù)制鋼棧橋后拆施工方法結(jié)構(gòu)布置優(yōu)越性分析

深大基坑進(jìn)行土方開(kāi)挖時(shí)，不僅開(kāi)挖面積和出土量大，并且基坑持續(xù)暴露、基坑狀態(tài)維持時(shí)間長(zhǎng)，這些因素很容易造成安全隱患?？臻g受限的深大基坑大多采用混凝土內(nèi)支撐的結(jié)構(gòu)形式作為基坑內(nèi)支護(hù)，同時(shí)與棧橋體系相結(jié)合，可進(jìn)行土方開(kāi)挖施工。施工棧橋與混凝土內(nèi)支撐相結(jié)合，可以有效避免基坑對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，并且在有限的空間內(nèi)可提供土方運(yùn)送平臺(tái)、材料堆場(chǎng)場(chǎng)地、車(chē)輛通道等，為基坑施工創(chuàng)造了更加便利的條件。

目前，深大基坑棧橋體系大多仍采用現(xiàn)澆混凝土棧橋，且首道支撐位于地下室頂板以下，普遍的基坑支護(hù)剖面見(jiàn)圖3。當(dāng)要施工地下室頂板時(shí)，首道支撐要依次拆除，為施工地下室頂板留出空間。當(dāng)?shù)叵率翼敯迨┕ね瓿珊?，首道支撐也相?yīng)拆除完畢，這時(shí)幾乎所有人力、車(chē)載、材料堆場(chǎng)等壓力均會(huì)直接傳導(dǎo)至地下室頂板，而地下室頂板此時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度往往還沒(méi)有完全形成。

圖3 普遍基坑支護(hù)剖面

所以施工過(guò)程中需要等地下室頂板達(dá)到足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度后才能繼續(xù)進(jìn)行地上部分的施工，造成一段時(shí)間的延誤；并且即使強(qiáng)度足夠，在之后的施工中地下室底板往往也會(huì)由于各種大型機(jī)器、材料堆場(chǎng)轉(zhuǎn)場(chǎng)等導(dǎo)致嚴(yán)重的開(kāi)裂，后期補(bǔ)救措施、返工等程序會(huì)增多，這是以往大多棧橋體系結(jié)構(gòu)布置上的缺陷。

而預(yù)制鋼棧橋后拆施工方法在設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)增加基坑內(nèi)支撐與底板之間的間距，便于施工人員和施工機(jī)械通過(guò)。結(jié)構(gòu)布置上將內(nèi)支撐與棧橋抬高后避開(kāi)結(jié)構(gòu)樓板，在地下和主體結(jié)構(gòu)樓板施工時(shí)首道支撐及鋼棧橋板將一直保留用作施工便道及其他施工用途（基坑剖面見(jiàn)圖4），可以增加材料堆場(chǎng)空間，改善土方運(yùn)輸條件，提升維護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性，提高施工效率。材料堆場(chǎng)以及人力、車(chē)載等都繼續(xù)由鋼棧橋受力，避免了地下室頂板在主體施工過(guò)程中的持續(xù)受力，從而有效避免地下室頂板開(kāi)裂。當(dāng)結(jié)構(gòu)施工完成后才拆除內(nèi)支撐與鋼棧橋，達(dá)到合理優(yōu)化基坑交通組織和地下室頂板受力狀態(tài)的目的。預(yù)制鋼棧橋安拆速度快，當(dāng)需要施工鋼棧橋板下的地下室頂板區(qū)域時(shí)，只需用吊車(chē)先將鋼棧橋板挪位，等此區(qū)域的地下室頂板施工完畢后再用吊車(chē)將鋼棧橋板放回原處，然后將挪位產(chǎn)生的縫隙使用素混凝土進(jìn)行填實(shí)定位，如此既不影響地下室頂板結(jié)構(gòu)的施工，又能保證鋼棧橋的持續(xù)應(yīng)用。

圖4 鋼棧橋后拆施工方法基坑支護(hù)剖面

4 裝配式鋼棧橋體系施工方案

4.1 施工平面布置

4.1.1 交通運(yùn)輸組織

本工程設(shè)有3個(gè)出入口，車(chē)輛由2#、3#門(mén)進(jìn)，由1#門(mén)出。現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部臨時(shí)道路為環(huán)形，方便車(chē)輛進(jìn)出，如圖5所示。

圖5 平面交通組織示意

4.1.2 構(gòu)件的堆放和拼裝

根據(jù)本工程的特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置鋼棧橋及配件臨時(shí)堆場(chǎng)，因本施工階段為地下室施工，鋼棧橋等主要構(gòu)件堆場(chǎng)布置在安裝位置附近的棧橋上或基坑外部。具體位置見(jiàn)圖6。

圖6 施工平面布置

4.2 鋼棧橋安拆方案

4.2.1 安拆順序

當(dāng)基坑首道支撐達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后，才能安裝預(yù)制鋼棧橋板[3]，按照基坑移交順序，由近及遠(yuǎn)安裝鋼棧橋板。鋼棧橋拆除順序與安裝順序相反，即由遠(yuǎn)及近拆除鋼棧橋，如圖7所示。

圖7 鋼棧橋安拆順序示意

4.2.2 鋼棧橋板吊裝流程

鋼棧橋板按照如下步驟進(jìn)行吊裝施工：

1）在已完成的棧橋梁上進(jìn)行測(cè)量放線，保證棧橋梁的平面在同一個(gè)標(biāo)高上，確定每塊棧橋板的鋪設(shè)位置。

2）采用汽車(chē)吊，從近向遠(yuǎn)依次吊裝。通過(guò)卸扣與棧橋板吊裝孔固定，四點(diǎn)起吊。

3）針對(duì)局部現(xiàn)場(chǎng)不平整的部位，采用橡膠墊進(jìn)行平整度找平。

4）鋼棧橋和混凝土的中間縫隙使用素混凝土進(jìn)行填實(shí)定位，填充的素混凝土略低于鋼棧橋表面。

5）對(duì)鋼棧橋進(jìn)行整體驗(yàn)收。

4.2.3 鋼棧橋板拆除流程

鋼棧橋板拆除施工，具體包括以下3個(gè)步驟：鑿除定位混凝土，保證鋼棧橋可以靈活移動(dòng)；使用汽車(chē)吊，從遠(yuǎn)向近依次吊裝、裝車(chē)；場(chǎng)地整理，運(yùn)輸出場(chǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

在深大基坑中設(shè)置棧橋體系，可以增加材料堆場(chǎng)空間，改善土方運(yùn)輸條件，提升維護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性，提高施工效率；針對(duì)深大基坑中普通現(xiàn)澆混凝土棧橋體系在軟土區(qū)域的施工應(yīng)用中出現(xiàn)的遺留問(wèn)題，工程所用的新型鋼棧橋后拆施工方法采取了有效結(jié)構(gòu)布置措施加以避免，可安全運(yùn)用于軟土地區(qū)等復(fù)雜地質(zhì)；運(yùn)用鋼棧橋后拆施工方法，在設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)增加基坑內(nèi)支撐與底板之間的間距，便于施工人員和施工機(jī)械通過(guò)。同時(shí)將內(nèi)支撐與棧橋抬高避開(kāi)結(jié)構(gòu)樓板，在結(jié)構(gòu)樓板施工完成后再拆除內(nèi)支撐與棧橋，優(yōu)化基坑交通組織和地下室頂板受力狀態(tài)。預(yù)制鋼棧橋綠色環(huán)保，安拆速度快，無(wú)需養(yǎng)護(hù)，可節(jié)約資源和工期。