羅志陽

（上海隧道工程有限公司，上海市 200032）

0 引 言

近年來，地下空間的開發(fā)隨著城市快速發(fā)展而日益增多，尤以地鐵、地下通道等工程較多。且因城市內(nèi)部建筑物密集，為修建地下交通設(shè)施而開挖的狹長型深基坑數(shù)量急劇增多。因其獨特的形狀，狹長型深基坑的變形規(guī)律有別于傳統(tǒng)基坑。魏綱等[1]研究發(fā)現(xiàn)，狹長型基坑中部變形較大，呈現(xiàn)出一定的空間效應(yīng)。唐勝利等[2]發(fā)現(xiàn)，相對內(nèi)支撐剛度，圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身剛度對圍護(hù)變形的影響更大。馬元等[3]通過實測對比，得到采用現(xiàn)場典型土體應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系和修正強(qiáng)度發(fā)揮解析預(yù)測理論可以較好地預(yù)測杭州地區(qū)狹長型基坑支護(hù)側(cè)移的結(jié)論。

半蓋挖法是非常適合狹長型基坑的一種施工方法。因其既能為基坑上方車輛通行提供場地，又可以減少場地限制對施工進(jìn)度的影響，在城市基坑項目中的應(yīng)用日漸廣泛[4-5]。

目前，針對軟土地區(qū)狹長深基坑中半蓋挖法應(yīng)用效果的相關(guān)研究尚不多見。因此，本文依托上海諸光路通道新建工程，研究半蓋挖法在上海軟土地區(qū)狹長型深基坑開挖過程中的實際應(yīng)用效果，以期對類似工程提供一些參考。

1 工程概況

諸光路通道新建工程沿諸光路—金豐路走向，起點為崧澤高架，終點為北青公路雙鶴浦橋。閔行段2號基坑位于金豐路，基坑長約160m。金豐路道路紅線寬度24m，兩側(cè)為林蔭湖畔小區(qū)，分布有多座民用住宅。最近處離基坑僅14m，施工時需采取措施減少基坑施工對居民生活的影響。基坑場地平面圖見圖1。

圖1 閔行段2號基坑施工場地平面圖

諸光路通道新建工程閔行段2號基坑共6個節(jié)段，長約160m，寬15.338~36.684m，開挖深度16.92~18.656m。根據(jù)周邊環(huán)境情況，基坑環(huán)境保護(hù)等級為一級。采用地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)，開挖深度和支撐形式具體見表1。

表1 閔行段2號基坑圍護(hù)概況

基坑場地以正常沉積區(qū)為主，局部有古河道分布，擬建場地內(nèi)分布的土層自上而下可劃分為八大層和若干亞層，其中①層為人工堆填，②1層～⑤3層為全新世Q4沉積層，⑥層～⑧2層為晚更新世Q3沉積層。根據(jù)設(shè)計勘察資料，地下潛水位埋深為0.9～2.4m（高程1.86～4.80m），抗浮設(shè)計水位可取地面下0.5m。擬建場地分布的承壓水主要有⑦1、⑦2和⑧2層。該三層大部分連通，承壓水水位一般低于潛水位，隨季節(jié)呈周期性變化，埋深3.0～12.0m?；娱_挖前需采取降水措施。

在保證周邊交通正常通行的前提下，基坑外側(cè)已無條件設(shè)置施工便道，通過采用半蓋挖的施工方式，在蓋板上設(shè)置棧橋滿足施工需要。但這大大增加了基坑開挖、結(jié)構(gòu)回筑和鋼支撐安拆的難度。為此，在設(shè)計、施工和監(jiān)測的每一個施工階段中，都要精細(xì)化地考慮每一個細(xì)節(jié)，以確保施工安全，并達(dá)到一級基坑變形控制要求。

2 狹長深基坑中半蓋挖法的具體實施

2.1 棧橋體系的施工

為解決施工基坑期間土方開挖、設(shè)備停放、材料運輸?shù)入y題，在基坑?xùn)|側(cè)設(shè)置7m寬的棧橋板。板厚30cm為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，與第一道鋼筋混凝土支撐體系相結(jié)合。棧橋體系的垂直受力在基坑邊通過1m厚的地下連續(xù)墻承擔(dān)，基坑內(nèi)結(jié)合工程樁+臨時H型鋼作為主要荷載的支撐結(jié)構(gòu)。

2.2 基坑內(nèi)降水

2.2.1 疏干井點降水

基坑井點降水采用負(fù)壓深井泵井點降水方式，隨基坑開挖逐步降低基坑內(nèi)水位。考慮到基坑狹長，疏干井按照間距14～16m布置，共設(shè)置10口直徑

軸深井泵，降水深度為基坑底面以下1.0m。

2.2.2 降承壓水

根據(jù)工程詳勘報告，工程存在突涌風(fēng)險的承壓含水層為⑦（⑦1、⑦2）層，且⑦1層中分布有⑦1t粉質(zhì)黏土夾粉砂層。

實際施工中，在基坑內(nèi)共打設(shè)4口降壓井降低承壓水，井深41m，在開挖至臨界開挖深度前進(jìn)行按需，降低承壓水位，并在基坑外側(cè)設(shè)置了7個水位觀測孔觀測基坑外水位變化情況，效果良好。

2.3 半蓋挖基坑開挖和結(jié)構(gòu)回筑施工

考慮基坑施工只能通過棧橋單側(cè)進(jìn)行，2號基坑施工順序為ZN08開始由北往南依次進(jìn)行，開挖過程中堅持分層、分段、對稱、平衡、限時開挖、隨挖隨撐的原則，堅定不移地應(yīng)用“時空效應(yīng)”理論原理[6]，對基坑開挖進(jìn)行動態(tài)管理，真正做到信息化施工，始終把基坑變形量控制在合格指標(biāo)之內(nèi)，盡可能減少基坑開挖面上圍護(hù)墻的無支撐暴露時間和變形。

實際施工中的具體操作可劃分為“空間控制”與“時間控制”兩部分。

（1）“空間控制”，即對每次開挖土體范圍進(jìn)行規(guī)定。結(jié)合立柱樁之間鋼系桿的安裝要求，沿基坑縱向每次開挖以立柱樁為限，即開挖2根立柱樁之間（為1跨）的土體，逐次開挖、逐次暴露1根立柱樁，并可安裝2～3根支撐，立柱樁間距為7~10m左右。每次開挖厚度以各道支撐深度方向的間距為依據(jù)，開挖面必須隨著支撐的走勢形成坡度，且嚴(yán)禁出現(xiàn)過度超挖的現(xiàn)象。

（2）“時間控制”，即對每層、每塊土體的開挖時間加以限制。對每開挖一塊土體所用總時間進(jìn)行控制，按照支撐豎向間距和立柱樁跨距，每塊土體總量約1000m3，且最多暴露3~4根鋼支撐，要求在16～24h內(nèi)限時完成；對相鄰2塊土體開挖的間隔時間予以規(guī)定，前一塊土體開挖完畢，在2～3根鋼支撐安裝并施加預(yù)應(yīng)力結(jié)束后，方可進(jìn)行后塊土體開挖。

自上而下分層開挖土方至支撐底，隨挖隨施做支撐。完成支撐后（混凝土支撐養(yǎng)護(hù)必須達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度厚）向下開挖至坑底，澆筑素墊層，再自下而上依次順作ZN08~ZN03各節(jié)段、各層結(jié)構(gòu)。

3 狹長深基坑中半蓋挖法的施工效果

根據(jù)工程實際要求，結(jié)合周圍環(huán)境特點，按照安全、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，測點布置主要選擇3倍基坑開挖深度范圍內(nèi)布點（見圖2）。圖2中，Q72~Q86為圍護(hù)頂部變形監(jiān)測點，LZ10~LZ14為立柱樁垂直位移監(jiān)測點，P72~P86為圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向位移監(jiān)測孔。

圖2 測點布置圖

基坑監(jiān)測的內(nèi)容見表2，頻率根據(jù)施工階段為1次/d~1次/w不等，報警值根據(jù)設(shè)計基坑環(huán)境等級為一級要求，結(jié)合基坑開挖深度進(jìn)行設(shè)置。

將閔行段2號基坑部分測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)繪制成圖，詳見圖3~圖5。

由圖3、圖4可知，大面積開挖時，坑底土因卸荷隆起，帶動圍護(hù)結(jié)構(gòu)與立柱一起抬升；大底板澆搗后，大底板、圍護(hù)體和立柱樁形成一個剛度很大的結(jié)構(gòu)體，共同承受了外界的荷載，帶動圍護(hù)結(jié)構(gòu)與立柱向下位移且后續(xù)變化都較平緩。而由圖5可看到，測孔最大深層水平位移出現(xiàn)的位置與基坑開挖深度吻合得較好。

表2 基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)

圖4 測點LZ11～LZ14的立柱樁豎向位移

圖5 測點P78的圍護(hù)側(cè)向位移

此基坑項目從2019年1月開挖，2019年4月結(jié)構(gòu)封頂。由于現(xiàn)場土方開挖、支撐安裝、結(jié)構(gòu)回筑各道工序配合緊密，4個月內(nèi)完成6個節(jié)段的深基坑結(jié)構(gòu)施工，做到了狹長基坑內(nèi)“時空效應(yīng)”控制到位，并且監(jiān)測數(shù)據(jù)均在報警值以內(nèi)。

4 結(jié) 語

本基坑工程受周邊場地條件限制，在狹長的基坑中采用半蓋挖施工技術(shù)，短時間內(nèi)完成6節(jié)深基坑施工，且基坑的位移和周邊環(huán)境的沉降均在設(shè)計要求范圍內(nèi)。其成功建設(shè)，可為今后類似基坑施工提供借鑒。施工中有以下幾點體會：

（1）通過在基坑內(nèi)設(shè)置棧橋的方式，解決了施工便道、材料運輸、設(shè)備停放等難題，確保了社會交通的通行。

（2）工程所采用的棧橋體系，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁、支撐體系相結(jié)合，提高了基坑支撐體系的安全性。

（3）在周邊環(huán)境復(fù)雜的軟土區(qū)狹長深基坑開挖中，半蓋挖法的施工效果良好，在保證施工安全和環(huán)境保護(hù)要求的同時，可大大緩解上部交通壓力。