張建全

上海建工一建集團(tuán)有限公司 上海 200120

1 工程概況

1.1總體概況

杭州菜鳥網(wǎng)絡(luò)智慧產(chǎn)業(yè)園一期項(xiàng)目位于杭州市余杭區(qū)，東至金星二路（規(guī)劃道路）、南至鳳新路、西至科技大道（規(guī)劃道路）、北至規(guī)劃道路。本工程用地呈四邊形，東西向約長516 m，南北向約長125 m，項(xiàng)目總用地面積約60 412 m2，總建筑面積約229 874 m2，地上總建筑面積151 030 m2，地下總建筑面積53 300 m2。建筑地上最高13層，地下2層?；乇眰?cè)緊鄰杭州地鐵5號線。

1.2基坑概況

本工程形狀為不規(guī)則四邊形，占地面積約60 412 m2；基坑?xùn)|西長度最長508 m，南北長度最長118 m，基坑周長約1 213 m，基坑面積約56 160 m2。地下1層區(qū)域開挖深度約5.0 m，地下2層區(qū)域開挖深度約9.2 m。

1.3地鐵車站概況

基坑北側(cè)為在建杭州地鐵5號線金星站，基坑邊距離地鐵車站出入口結(jié)構(gòu)外墻邊線最近為2.9 m，距離地鐵隧道結(jié)構(gòu)外墻邊線約為30 m，地鐵車站出入口底板面標(biāo)高為－9.18 m。地鐵車站圍護(hù)為φ800 mm@1 000 mm的鉆孔灌注樁、φ800 mm@550 mm的高壓旋噴樁（圖1）。

圖1 基坑與地鐵車站出入口結(jié)構(gòu)關(guān)系剖面示意

1.4圍護(hù)概況

本工程地下2層、地下1層與地下2層交界處采用φ800 mm@1 100 mm灌注樁圍護(hù)＋φ850 mm@600 mm三軸攪拌樁止水帷幕，局部采用φ800 mm@600 mm旋噴樁止水帷幕；地下1層采用φ700 mm@1 000 mm灌注樁圍護(hù)＋φ850 mm@600 mm三軸攪拌樁止水帷幕，局部采用φ800 mm@600 mm旋噴樁止水帷幕；地下1層坑內(nèi)隔離樁采用φ600 mm@900 mm灌注樁。圍護(hù)樁混凝土等級為C30水下，水泥土攪拌樁采用P·O 42.5級普通硅酸鹽水泥。

基坑北側(cè)中部、南側(cè)東部區(qū)域采用放坡形式，放坡比例1∶0.8，斜坡采用噴射60 mm厚C20混凝土內(nèi)配φ6.5 mm@250 mm×250 mm鋼筋網(wǎng)片。

2 難特點(diǎn)分析

2.1可利用場地面積小，交通組織難度大

2.1.1 分析

1）本工程基坑面積大，基坑邊線至東側(cè)、西側(cè)和北側(cè)外墻距離均為2 m左右，土方車輛無法行駛，造成基坑四周道路無法形成環(huán)路，增加了土方開挖階段交通組織難度。

2）本工程基坑邊至圍墻間距較小，可利用場地面積狹小，堆場布置難度大。

2.1.2 應(yīng)對措施

1）土方開挖階段和地下室結(jié)構(gòu)施工階段，基坑北側(cè)的分坑利用南側(cè)已完成的地下室頂板消防車道作為臨時(shí)施工道路，解決了交通組織困難的問題。

2）本工程地下室基坑采取的是分坑先后施工的方案，先施工的基坑利用未開挖的基坑作為場地臨時(shí)堆場，后施工的基坑利用已完成基坑的地下室頂板作為臨時(shí)堆場，解決了現(xiàn)場可利用場地面積小的問題。

2.2施工進(jìn)度、文明施工要求高

2.2.1 分析

1）本工程基坑面積大，土方量巨大，且項(xiàng)目北側(cè)緊鄰地鐵5號線，在最短時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量地完成地下室施工能對地鐵起到極大的保護(hù)作用，因此對項(xiàng)目的施工進(jìn)度要求高。

2）本工程基坑北側(cè)緊鄰地鐵5號線和余杭中學(xué)，對文明施工要求極高。

2.2.2 應(yīng)對措施

1）根據(jù)圍護(hù)設(shè)計(jì)要求，本工程基坑采取分坑先后施工的順序進(jìn)行施工，其中地下2層區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)基坑施工進(jìn)度中關(guān)鍵線路的關(guān)鍵點(diǎn)，因此縮短地下2層的施工工期，即能更早地完成整個(gè)地下室的施工?？紤]土方開挖階段，根據(jù)支撐位置將第1層土方開挖分成7個(gè)小塊，分塊先后開挖，開挖一個(gè)小塊后施工該區(qū)域的支撐，下個(gè)區(qū)域土方開挖時(shí)進(jìn)行上一個(gè)區(qū)域的支撐養(yǎng)護(hù)，將支撐施工及養(yǎng)護(hù)不作為施工關(guān)鍵線路，可縮短基坑的施工工期。第2層土方開挖時(shí)，根據(jù)后澆帶的位置將第2層土分成8個(gè)小塊，分塊開挖，開挖完成一個(gè)小塊后施工該區(qū)地下室底板，地下區(qū)域土方開挖時(shí)進(jìn)行上個(gè)區(qū)域底板的養(yǎng)護(hù)，將底板施工及養(yǎng)護(hù)不作為關(guān)鍵線路，縮短施工工期。

2）通過市場調(diào)研，選擇實(shí)力雄厚、具有相應(yīng)資質(zhì)的渣土外運(yùn)單位，并簽訂渣土外運(yùn)協(xié)議，對運(yùn)輸車輛數(shù)量及運(yùn)輸能力做出明確規(guī)定，并通過獎(jiǎng)罰等措施確保順利實(shí)施。

3）每天派專人負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場的道路清理和進(jìn)出口車輛沖洗，做到文明施工。

2.3地鐵保護(hù)難度大

2.3.1 分析

本工程基坑北側(cè)為在建杭州地鐵5號線金星站，基坑邊距離地鐵車站出入口結(jié)構(gòu)外墻邊線最近為2.9 m，距離地鐵隧道結(jié)構(gòu)外墻邊線約為30 m，基坑施工階段的地鐵保護(hù)難度大。

2.3.2 應(yīng)對措施

1）嚴(yán)格按照圍護(hù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行基坑開挖施工，保證各個(gè)工序的施工質(zhì)量。

2）應(yīng)用信息化設(shè)備指導(dǎo)施工，積極協(xié)調(diào)和配合監(jiān)測單位，制定詳盡的施工監(jiān)測方案，合理布點(diǎn)，通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。

3）按照前文所述方法進(jìn)行地下2層區(qū)域基坑分區(qū)，縮短基坑施工工期，減少基坑暴露時(shí)間，保證基坑和地鐵的安全。

4）準(zhǔn)備足夠的應(yīng)急搶修物資，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情立即補(bǔ)救，保證軌道交通的安全。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1選擇合理有效的基坑開挖流程

本項(xiàng)目基坑北側(cè)緊鄰地鐵隧道及車站出入口結(jié)構(gòu)，基坑邊至地鐵出入口結(jié)構(gòu)最近距離只有5 m，同時(shí)整個(gè)基坑北側(cè)均在地鐵50 m保護(hù)范圍內(nèi)，施工難度極大。

由于本項(xiàng)目基坑與地鐵結(jié)構(gòu)之間的距離十分近，并且基坑對地鐵影響長度范圍達(dá)500 m，若采取大面開挖的方式，將造成基坑變形過大而導(dǎo)致地鐵變形報(bào)警，出現(xiàn)安全隱患。因此本項(xiàng)目利用鉆孔灌注樁作為分隔樁將整個(gè)基坑劃分為11個(gè)區(qū)塊，各區(qū)塊之間互相制約，限制各區(qū)塊的開挖時(shí)間，保證基坑及地鐵的安全[1-3]。

本項(xiàng)目基坑劃分為11個(gè)區(qū)塊，分別為1區(qū)～11區(qū)，其中1區(qū)為地下2層，2～11區(qū)為地下1層，2～11區(qū)均在地鐵保護(hù)范圍之內(nèi)，基坑開挖對地鐵存在較大的安全影響，因此需減少同時(shí)開挖的基坑面積，以減小對地鐵的影響（圖2）。

圖2 基坑分區(qū)布置

以7區(qū)作為中心基坑，2～6區(qū)為西側(cè)區(qū)域，8～11區(qū)為東側(cè)區(qū)域，東、西2個(gè)區(qū)域互相獨(dú)立，在開挖時(shí)互不干涉。但東、西2個(gè)區(qū)內(nèi)的各區(qū)塊基坑互相制約，以抽條開挖的形式進(jìn)行，并且下一區(qū)塊的基坑開挖需在上一區(qū)塊出±0 m后方可進(jìn)行。

以東側(cè)區(qū)塊為例，10區(qū)最先開挖，待10區(qū)出±0 m后方可開挖9區(qū)和11區(qū)，以此類推，相應(yīng)開挖后續(xù)的8區(qū)基坑。西側(cè)區(qū)域受出土路線的影響，無法采取調(diào)倉開挖施工。通過研究本項(xiàng)目的地勘報(bào)告，2～6區(qū)范圍內(nèi)土層土質(zhì)較好，主要為黏土及基巖，對基坑變形的影響很小，因此決定采取順坑開挖的方式進(jìn)行基坑開挖，但必須滿足基坑先后開挖的限制條件，即下一區(qū)塊的基坑開挖需在上一區(qū)塊出±0 m后方可進(jìn)行。

上述開挖流程保證了基坑開挖的安全，但極大地延長了整個(gè)基坑開挖的時(shí)間，對整個(gè)基坑的開挖進(jìn)度造成了影響?？紤]到1區(qū)處于地鐵保護(hù)范圍之外，擬優(yōu)化1區(qū)的開挖方案。根據(jù)結(jié)構(gòu)后澆帶的位置，將1區(qū)劃分為4個(gè)小區(qū)，分別為1-1～1-4區(qū)，采用流水搭接作業(yè)的方式，開挖完成1-1區(qū)的第1層土方后，進(jìn)行1-2區(qū)的土方開挖并同時(shí)施工1-1區(qū)的混凝土支撐，以此類推直至完成1-4區(qū)的第1層土方。待1-4區(qū)第1層土方開挖完成，1-1區(qū)的支撐強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，可直接進(jìn)行1-1區(qū)第2層土方開挖，從而節(jié)省了第1道混凝土支撐的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，相比大面開挖，節(jié)約15 d左右的工期。

綜合以上的基坑分區(qū)方案，將整個(gè)基坑劃分為三大區(qū)域施工，一方面保證了基坑和地鐵的安全，另一方面節(jié)約了一定的工期，取得了一舉兩得的效果。最終的開挖方案歸納如下：1區(qū)→2區(qū)→3區(qū)→4區(qū)→5區(qū)→6區(qū)→7區(qū)→8區(qū)→9區(qū)、11區(qū)→10區(qū)。

3.2優(yōu)化出土方式

本項(xiàng)目位于杭州市余杭區(qū)，由于當(dāng)?shù)亟煌ü苤?、卸點(diǎn)限制及惡劣天氣等原因，每日外運(yùn)出土方量有限，無法滿足工期需求。通過研究項(xiàng)目的情況，根據(jù)項(xiàng)目自身的場地條件及施工工況，優(yōu)化了整個(gè)項(xiàng)目的土方出土方案，擬采取以土方外運(yùn)為主、場地內(nèi)內(nèi)駁和場地內(nèi)自消為輔的形式解決出土難的問題。

1）土方外運(yùn)。本項(xiàng)目土方外運(yùn)主要以碼頭為卸土地點(diǎn)，單日出土?xí)r間為12 h，單日出土量約4 000 m3，在不間斷施工的情況下可滿足項(xiàng)目的施工進(jìn)度。

2）場地內(nèi)內(nèi)駁。本項(xiàng)目工期要求緊，安全要求高，需不間斷地進(jìn)行基坑施工，土方外運(yùn)是關(guān)鍵點(diǎn)。但由于受到交通管制、卸點(diǎn)限制的原因，無法保證每日的出土量滿足方案工期要求。為保證基坑的施工進(jìn)度，項(xiàng)目部在場地內(nèi)設(shè)置一個(gè)臨時(shí)堆土點(diǎn)，此堆土點(diǎn)不影響項(xiàng)目的施工，且臨時(shí)堆土量可達(dá)4萬 m3，相當(dāng)于10 d的出土量，在無法土方外運(yùn)的情況下，保證項(xiàng)目連續(xù)施工，確?；娱_挖順暢。

3）場內(nèi)自消。根據(jù)本項(xiàng)目的施工工況，1區(qū)為最先施工的區(qū)塊，后續(xù)區(qū)塊基坑開挖時(shí)，1區(qū)已完成地下室結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)行外墻的土方回填。因此本項(xiàng)目部分基坑開挖的土方可直接用于地下室外墻的回填土方，從而提升了單日出土量，可加快基坑的施工進(jìn)度。

3.3優(yōu)化場內(nèi)出土路線

本項(xiàng)目用地面積很大，但基坑面積占項(xiàng)目用地面積的85%左右，可利用場地面積極小。在基坑開挖過程中，臨時(shí)施工道路對土方外運(yùn)有著極其重要的作用，選擇合理有效的出土路線是保證項(xiàng)目基坑開挖順暢的關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)基坑開挖的特點(diǎn)，本項(xiàng)目共劃分為三大區(qū)域，根據(jù)三大區(qū)域的施工工況，分別布置各階段的場內(nèi)出土路線。

1）1區(qū)出土路線。受外圍環(huán)境影響，項(xiàng)目只能在南側(cè)開設(shè)施工大門，且僅有南側(cè)可作為臨時(shí)硬化道路用于材料堆場及加工場，無法作為出土道路。1區(qū)施工階段，2～7區(qū)未進(jìn)行土方開挖，利用2～7區(qū)的場地作為臨時(shí)出土道路，可覆蓋1區(qū)的施工范圍，同時(shí)不用占據(jù)南側(cè)硬化道路，為1區(qū)的土方開挖和地下室結(jié)構(gòu)施工提供良好的條件（圖3）。

圖3 1區(qū)出土路線

2）2～6區(qū)出土路線。本項(xiàng)目2～6區(qū)基坑開挖階段，1區(qū)雖已完成地下室結(jié)構(gòu)，但由于1區(qū)北側(cè)為懸挑結(jié)構(gòu)板，無法滿足土方車輛的停泊要求，導(dǎo)致無法直接利用地下室頂板作為出土路線?？紤]到2～6區(qū)基坑施工為順坑開挖，因此利用2～6區(qū)的場地作為臨時(shí)出土路線，最大限度地利用未施工區(qū)域，為狹小的場地提供更多的施工空間（圖4）。

圖4 2～6區(qū)出土路線

3）8～11區(qū)出土路線。本項(xiàng)目8～11區(qū)基坑直接連接南側(cè)硬化道路及大門，因此直接利用未開挖的基坑區(qū)域作為臨時(shí)出土道路，形成最短的出土路線（圖5）。

圖5 8～11區(qū)出土路線

4 實(shí)施效果

通過優(yōu)化基坑開挖方案，科學(xué)合理地布置基坑施工流程，順利地完成了整個(gè)基坑的開挖施工。同時(shí)，本項(xiàng)目基坑和地鐵的安全得到了很好的控制，各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)均在可控范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

通過實(shí)際施工驗(yàn)證，本項(xiàng)目的基坑開挖方案成功實(shí)施，順利完成了整個(gè)基坑的開挖施工，相比原施工計(jì)劃提前了3個(gè)月左右的工期。同時(shí)，在整個(gè)開挖過程中，地鐵安全得到了保證，直至基坑施工結(jié)束，地鐵沒有出現(xiàn)一次報(bào)警，地鐵各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)值均在報(bào)警值的50%以下，取得了良好的效果，為今后其他同類型工程提供了借鑒。