陳 學 成

(上?？辈煸O計研究院(集團)有限公司，上海 200093)

1 概述

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步，我國建筑行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段，但由于管理不善導致的資金鏈斷裂、工程質量不過關等原因也出現(xiàn)了大量的爛尾工程，造成了巨大的資源和能源的浪費。

上海市浦東新區(qū)某工程場地于1996年左右進行開發(fā)，期間完成了工程樁及大部分圍護樁的施工，后期因各種原因該項目終止。建設單位取得該土地使用權后對該場地重新開發(fā)，擬在利用原圍護樁的基礎上[1]，結合現(xiàn)行標準、規(guī)范及當?shù)叵嚓P文件等要求進行重新設計。

2 項目概況

2.1 建筑物性質及規(guī)模

上海市浦東新區(qū)某項目地上由4幢4層、1幢13層～14層及1幢26層～27層的樓房組成，整體設置兩層地下室，總建筑面積46 500 m2，其中地下建筑面積9 800 m2，基礎形式為樁基—灌注樁；該工程基坑面積5 810 m2，周長約300 m，基坑開挖深度10.05 m。

2.2 場地現(xiàn)狀

根據(jù)建設單位提供的資料，擬建場地原為“中良大廈”項目用地，該項目原為地下2層，基坑開挖深度11.4 m，基坑外側采用壩寬4.7 m～5.2 m，樁長20 m φ 700@1 000水泥土攪拌樁結合φ1 000@1 500樁長25.5 m灌注樁圍護；坑內區(qū)域采用φ700@1 000水泥土攪拌樁裙邊加固，壩寬6.2 m，樁長4.0 m，如圖1所示。該區(qū)域灌注樁原設計采用C25混凝土，坑外攪拌樁水泥摻量15%，坑內暗墩加固攪拌樁水泥摻量12%。

基坑西側北段靠近國際信貿(mào)大廈處，原設計擬利用國際信貿(mào)大廈一側圍護結構(國際信貿(mào)大廈一側為地下2層，挖深與該工程相當，圍護采用φ1 000灌注樁+壩寬1.7 m φ 700@1 000水泥土攪拌樁，坑內采用壩寬2.2 mφ700@1 000水泥土攪拌樁加固)，并考慮將支撐撐到國際信貿(mào)大廈地下1層樓板處，如圖2所示。

根據(jù)建設單位提供的信息，原基坑圍護樁于1996年左右施工，其中外側灌注樁及雙軸攪拌樁已施工完成，坑內加固僅剩余北側及西南側局部未施工。

2.3 周邊環(huán)境

周邊環(huán)境與20余年前相比發(fā)生了顯著的變化，擬建場地東側及北側現(xiàn)狀為已建市政道路，基坑邊線距道路最近約11.1 m；南側總部峰匯地塊已建2層～3層建筑物(基礎為PHC400(80)管樁，樁長30 m)，基坑邊線距離內部道路約3.6 m，距離已建建筑最近約10.6 m；西側為國際信貿(mào)大廈(地上26層，地下2層，樁基)，基坑邊線距離內部道路約3.9 m，距離國際信貿(mào)大廈地下室外墻最近約7.4 m；市政道路及內部道路下存在移動、電信、路燈、信息、給水、煤氣、雨水、污水等多條市政管線，其中最近電信管線距離基坑僅2.5 m，周邊環(huán)境較為復雜。

2.4 工程地質

上海位于東海之濱、長江入海口處，屬長江三角洲沖積平原，擬建場地地貌單元屬濱海平原地貌類型。勘探孔所揭露的65.0 m深度范圍內的地基土均屬第四紀沉積物，主要由飽和的黏性土、粉性土、砂性土組成，根據(jù)地基土的成因、時代、結構特征及物理力學性質指標等綜合分析，可劃分為7個工程地質層及亞層、次亞層(①層、③層～⑤層、⑦層～⑨層，上海統(tǒng)編第②層，⑥層缺失)，對本工程基坑有影響的主要為①層～⑤層。

①1-1層雜填土：以黏性土為主，含建筑垃圾，厚度1.00 m～4.10 m，土質松散不均，普遍分布。

①1-2層素填土：以黏性土為主，含少量粉土及植物根莖，層厚0.80 m～2.50 m，雜填土較厚區(qū)域缺失。

③層灰色淤泥質粉質黏性土：含有機質、夾薄層粉性土，高等壓縮性，流塑狀態(tài)，層厚5.40 m～9.70 m，普遍分布。

④層灰色淤泥質黏土：含有機質、夾少量粉土，高等壓縮性，流塑狀態(tài)，層厚7.40 m～8.70 m，普遍分布。

⑤層灰色淤泥質黏土：含有機質，夾泥鈣質結核，高等壓縮性，軟塑狀態(tài)，層厚9.50 m～11.00 m，遍布。

土層物理力學指標見表1。

表1 土層物理力學指標

2.5 水文地質

擬建場地淺部土層中的潛水，其水位埋深隨季節(jié)、氣候等因素而變化。上海市年平均地下水埋深為地表面下0.5 m～0.7 m，低地下水埋深為地表面下1.5 m，設計時地下潛水位按0.50 m考慮。

勘察期間本工程第⑦層承壓水頭埋深實測值為4.35 m～4.40 m。根據(jù)勘察期間的實測值和上海地區(qū)一般承壓水變化幅度上限3.0 m對擬建基坑的不同深度進行抗承壓水穩(wěn)定性計算，計算結果如表2所示。

表2 基坑抗承壓水穩(wěn)定性計算一覽表

由表2可見，當基坑開挖深度不超過11.25 m時，不論承壓水水頭埋深為3.0 m或4.35 m，基坑抗承壓水穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求。局部消防電梯(高差大于2.38 m時)存在承壓水突涌的可能，擬封底處理；同時設置減壓井備用，按需降水。

3 基坑支護設計

3.1 工程特點

1)場地土層特點。

部分區(qū)域第①1-1層、①1-2層填土層較厚，且土質松散不均。

本工程基坑內部存在已施工攪拌樁(坑內加固)，第③層底部夾有1 m～2 m厚的水泥土，Ps值達8 MPa～12 MPa左右；第④層上部夾有4 m～6 m厚的水泥土，Ps值達12 MPa～26 MPa左右，強度較大，可能會對圍護樁施工造成一定的影響，施工過程中應引起注意。

2)基坑自身特點。

擬建基坑大面積開挖深度為10.05 m，基坑安全等級為二級，且根據(jù)資料該場地內擬建基坑外側存在已施工灌注樁、雙軸水泥土攪拌樁，設計時應盡可能考慮對已施工圍護樁的利用，節(jié)約本工程造價。

3)局部基坑邊線調整。

因建筑的重新規(guī)劃，局部地下室外墻線已位于前期施工的攪拌樁區(qū)域，需在已施工攪拌樁區(qū)域補打灌注樁[2-5]，因攪拌樁施工時間較長，強度較大，施工難度較大。

4)基坑周邊環(huán)境特點。

擬建基坑周邊管線較多，且最近管線距離基坑約2.5 m，基坑環(huán)境等級為二級。因此設計需合理控制圍護體的變形，減少其地基差異變形，以利于做好對鄰近市政道路及地下綜合管線的保護。

5)現(xiàn)有規(guī)范及要求的調整。

隨著社會的進步，基坑開挖規(guī)模的變化及周邊環(huán)境保護要求的不斷增加，現(xiàn)行規(guī)范及要求不斷在調整及更新，擬建基坑需在現(xiàn)行規(guī)范下重新去設計，如上海地區(qū)相關條文規(guī)定開挖10 m左右基坑一般采用兩道支撐等。

3.2 施工前準備

鑒于該場地原有圍護樁已施工，考慮施工的便利性及經(jīng)濟性，擬對已施工圍護樁進行利用，施工前聘請具有相應資質的檢測單位對原圍護灌注樁進行樁長、強度、磁梯度[6]等的檢測，確保灌注樁樁長、強度等滿足原圍護設計要求，檢測數(shù)量不少于2%。對原圍護坑外存在4.7 m～5.2 m重力壩進行樁長、強度等的檢測，以確保可以滿足本基坑開挖過程中的止水要求，檢測數(shù)量不少于1%，具體檢測結果如表3，表4所示。

表4 攪拌樁檢測結果

表3 灌注樁檢測結果

根據(jù)檢測結果及對比原有圍護圖紙，灌注樁強度、長度等均滿足現(xiàn)有設計要求，攪拌樁個別區(qū)域樁長不滿足原有設計要求，但基本可以滿足本工程止水要求。

3.3 圍護體系

基坑東、南、北三側利用原圍護樁：原圍護樁采用φ1 000@1 500灌注樁結合4.7 m～5.2 m重力壩進行擋土，坑內采用6.2 m壩寬攪拌樁裙邊加固，由于原圍護僅采用一道支撐導致樁頂落低較大，現(xiàn)我司考慮對原灌注樁進行接長并結合布置第一道支撐，考慮施工便利性及可操作性，于現(xiàn)狀灌注樁樁頂設置一道圈梁，上部采用800厚混凝土墻進行接長處理[7]，如圖3，圖4所示。

基坑西側(靠近國際信貿(mào)大廈處)：已施工圍護灌注樁在場地圍墻外側，如利用該圍護樁時，原雙軸水泥土攪拌樁在基坑開挖過程中坑底以上部分將被挖除，不利于止水。綜上擬利用已有雙軸攪拌樁進行止水并補打φ800@1 000灌注樁進行擋土，如圖5所示。

對已施工圍護樁長、強度等進行檢測后，新建基坑圍護體系在利用原有項目圍護樁的基礎上進行設計，滿足現(xiàn)有規(guī)范及地方標準的需求，減小了建設單位對基坑圍護的投入，并節(jié)約了大量的施工工期。

4 計算及監(jiān)測分析

4.1 計算模擬分析

計算過程中土體采用四結點等參單元，圍護墻體采用梁單元，支撐采用二力桿單元模擬。模型寬度及高度不小于基坑開挖深度的7倍及3倍。計算模型的上邊界為自由邊界，底邊界固定，其余各邊分別限制其向基坑方向的變形。計算模型見圖6。

4.2 計算結果分析

根據(jù)計算結果顯示，基坑開挖至坑底時變形最大，且變形最大位置出現(xiàn)在基坑底部位置，最大水平變形約33.4 mm，基坑豎向變形主要為坑底隆起，最大豎向位移約28.9 mm，水平變形云圖如圖7所示。

4.3 實測結果及分析

基坑施工過程中應對圍護結構和周邊環(huán)境進行全過程監(jiān)控，以便于對施工進行指導，根據(jù)圍護樁測斜結果顯示，一般最大位移出現(xiàn)在坑底附近， 最大數(shù)值一般在30 mm～40 mm，坑底以下變形迅速收斂，部分區(qū)域實測數(shù)值較計算值略大，可能原因為周邊加工場地存在堆載或車輛行走，典型測斜數(shù)據(jù)見圖8。

5 結語

本文以具體工程實例為依托，對利用原有圍護樁基坑進行設計和分析，說明對原有樁位進行相關檢測及驗證后，在采取一定的措施下可針對性的運用在新建工程中并取得顯著的經(jīng)濟效益，目前該工程已竣工并投入使用。