楊永寧，徐紅海，高順成（上海建工五建集團有限公司， 上海 200062）

1 工程概況

1.1 建筑結(jié)構(gòu)

滬蘇大豐產(chǎn)業(yè)聯(lián)動集聚區(qū)園區(qū)產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心建設(shè)項目位于江蘇省鹽城市大豐園區(qū)內(nèi)，北臨新華大賽河及 40 m 寬通港大道，南臨 20 m 寬在建臨港路，西臨 30 m 寬海豐路，東側(cè)為農(nóng)田，現(xiàn)為荒地。

工程建設(shè)總用地面積 18767.00 m2，基坑面積 15200.00 m2，建筑總面積 43097.97 m2，其中地上 29274.52 m2，地下 13823.45 m2。工程包括 1 棟 11 層 1 號樓、1 棟 6 層 2 號樓、1 棟 3 層 3 號樓以及滿鋪地下 1 層的地下車庫。

本工程地下室為框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)底板厚度為 500～ 700 mm，混凝土 C35；上部為鋼結(jié)構(gòu)。圖 1 為項目平面圖。

圖1 項目平面圖

1.2 基坑地質(zhì)和圍護

1.2.1 基坑地質(zhì)

建筑場地地處蘇北濱海平原區(qū)，本區(qū)地貌單元為濱海平原。本工程基坑開挖深度在 3A 層砂質(zhì)粉土（Q4 m）:灰色，稍密，很濕，局部夾少量黏性土團塊，土質(zhì)欠均勻；場區(qū)局部分布，厚度 0～2.50 m，平均 1.48 m；層底標高為 －2.90～－1.30 m，平均 －2.18 m；層底埋深 4.50～6.40 m，平均 5.25 m。本工程基坑側(cè)邊深坑開挖位于 3A 層砂質(zhì)粉土。

1.2.2 基坑圍護

本工程基坑安全等級為二級，重要性系數(shù)為 1.0，環(huán)境保護等級為三級；地下室普遍開挖深 5.2 m，基坑側(cè)邊集水井處挖深 6.55 m，局部電梯井開挖 9.15 m。

本基坑北側(cè)、東側(cè)與西側(cè)采用二級放坡開挖，坡面采用內(nèi)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土；南側(cè)距離正在施工的臨港路較近，采用拉森鋼板樁支護。南側(cè)集水井局部深坑采用水泥攪拌樁加固及鋼沉井護筒，保護開挖穩(wěn)定性。圖 2 為基坑圍護平面圖，圖 3 為鋼護筒沉井位置圖。

圖2 基坑圍護平面圖

圖3 鋼護筒沉井位置圖

2 工程難特點分析

2.1 基坑施工要求

本工程基坑面積約 15200 m2，地下室普遍開挖深 5.20 m，貼邊集水井處挖深 6.55 m，局部深坑處挖深 9.15 m，屬深基坑項目，尤其在南側(cè)在建臨港路基坑邊坡變形控制要求高。開挖深度范圍內(nèi)包含不同土層，土層變化大、開挖條件復(fù)雜。

2.2 坑中坑緊鄰基坑側(cè)邊

在基坑南側(cè)有 4 個坑邊集水井，且緊鄰坑邊，又為坑中坑施工，開挖深度 6.55 m，施工風(fēng)險較大；基坑施工階段實際的紅線已經(jīng)在計劃紅線外側(cè)，占用南側(cè)的在建道路人行道、非機動車道；在建道路與本工程分屬不同項目且在建道路與本工程同步施工。

2.3 多種圍護形式比選

依據(jù)現(xiàn)場實際情況，針對緊鄰在建道路坑中坑的圍護體系，比選了幾種方案。鋼護筒沉井有較多優(yōu)勢，如施工周期短，圍護施工質(zhì)量容易保證，深坑施工安全風(fēng)險較小，施工成本控制有一定優(yōu)勢等優(yōu)點。鋼護筒沉井本身的整體性強、穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載。

3 工藝實施

3.1 施工流程

鋼護筒沉井制作→施工放樣與定位→井內(nèi)外降水、排水→鋼護筒就位→鋼護筒內(nèi)土方開挖→沉井下沉（邊下沉邊觀測）→糾偏措施→沉至設(shè)計標高→核對標高、觀測沉降穩(wěn)定情況→澆筑沉井內(nèi)封底混凝土墊層→沉井內(nèi)結(jié)構(gòu)施工。圖 4 為施工工況，順序（a）～（d）。

圖4 施工工況

3.2 鋼護筒沉井制作

3.2.1 鋼護筒沉井制作

（1）材料：5 mm 厚鋼板，16 號工字鋼。

（2）鋼護筒沉井內(nèi)部尺寸根據(jù)現(xiàn)場實際所需大小，四周為每邊 5 根 16 號工字鋼背楞與上口圍檁 4 根16 號工字鋼及下口圍檁 4 根 16 號工字鋼焊接而成，鋼沉井外包 5 mm 厚鋼面板。

（3）鋼護筒底部由 4 根 16 號工字鋼水平斜撐支撐，保證沉井底部穩(wěn)定，斜撐與下口圍檁焊接順序可為先在外部將 4 根斜撐切割焊接成需要尺寸，然后平放進鋼護筒并與下口圍檁焊接連接，焊接過程中需要采用滿焊的方式。

圖5 為鋼護筒沉井側(cè)面圖，圖 6 為鋼護筒沉井底部平面圖，圖 7 為鋼護筒沉井焊接節(jié)點圖。

圖5 鋼護筒沉井側(cè)面圖

圖6 鋼護筒沉井底部平面圖

圖7 鋼護筒沉井焊接節(jié)點圖

3.2.2 施工放樣與定位

（1）在鋼護筒沉井施工之前，按照圖紙所示坐標及尺寸，放出沉井邊線，灑灰線標明。

（2）并測設(shè)臨時水準點，作為鋼護筒沉井施工過程高程控制依據(jù)。

3.2.3 井內(nèi)外降水、排水

地下水位較高或坑中坑較深時，采用管井降水。在沉井外設(shè)置管井，安排潛水泵進行降排水，必要時在沉井內(nèi)設(shè)置管井，確保降水高度在沉井底板面 0.5 ～1 m 以下。

3.2.4 鋼護筒就位

（1）在基坑首層土開挖完成，且降水達到要求后，用吊機將鋼護筒吊至已放好線的指定位置。

（2）在吊裝過程中，需要注意，保證鋼護筒平穩(wěn)放置就位。

3.2.5 鋼護筒內(nèi)土方開挖

（1）在鋼護筒就位后，需選用合適的挖機，進行筒內(nèi)土方開挖，在開挖過程中，施工機械與基坑需保持安全距離，避免對基坑造成側(cè)壓，防止鋼護筒應(yīng)土體壓力導(dǎo)致變形。

（2）在鋼護筒內(nèi)土方開挖過程中，需要嚴格控制筒內(nèi)土方開挖的深度，每次開挖從鋼護筒中間開始逐漸挖向四周，每層挖土厚度必須控制在 50 cm 以內(nèi)。

（3）在開挖至鋼護筒底部時，需在鋼護筒壁周邊保留 20～30 cm 土堤不進行開挖，然后再從鋼護筒中間開始逐漸挖向四周，當(dāng)土層經(jīng)不住鋼護筒的擠壓而破裂時，鋼護筒便在自重的作用下擠土下沉。

（4）井內(nèi)挖出的土方應(yīng)及時外運，不得堆放在基坑旁，以避免造成鋼護筒偏斜或位移。

（5）如確實需要在場內(nèi)堆土，堆土地點應(yīng)設(shè)在鋼護筒下沉深度 2 倍以外的地方。

（6）井內(nèi)土方挖運實行人機同時作業(yè)時，必須加強對井下的操作工人的安全教育和培訓(xùn)，強化工人的安全意識，并落實安全防護措施，以防止事故發(fā)生。

3.2.6 沉井下沉（邊下沉邊觀測）

（1）在土方開挖到鋼護筒過程中，鋼護筒如能自行下沉，需要加強對鋼護筒下沉量的控制，保證鋼護筒穩(wěn)步下沉。

（2）鋼護筒如無法自行下沉，需使用機械協(xié)助鋼護筒進行下沉。

（3）在鋼護筒下沉過程中，為了減小鋼護筒下沉?xí)r摩擦阻力，可以進行表面刷脫模劑處理，保證沉井井壁光滑。

3.2.7 糾偏措施

（1）在鋼護筒下沉過程中，需要根據(jù)鋼護筒自沉情況考慮是否需要機械輔助下沉。

（2）下沉過程中，需要注意控制鋼護筒穩(wěn)定、不傾斜，如發(fā)生傾斜需要及時調(diào)整。

3.2.8 沉至設(shè)計標高

（1）在鋼護筒下沉近設(shè)計標高時，井內(nèi)土體的每層開挖深度應(yīng)≤30 cm 或更薄些，以避免鋼護筒發(fā)生傾斜。

（2）鋼護筒下沉至設(shè)計底標高 10 cm 左右時應(yīng)停止挖土，讓鋼護筒依靠自重下沉到位。

3.2.9 核對標高、觀測沉降穩(wěn)定情況

（1）當(dāng)鋼護筒下沉至設(shè)計標高后，用水準儀對沉井底標高進行核對，嚴禁超挖。

（2）開挖下沉保證定時定點監(jiān)測位移及沉降量，保證施工質(zhì)量可控。

3.2.10 澆筑沉井內(nèi)封底混凝土墊層

對鋼護筒沉井底標高核對無誤后，及時對沉井內(nèi)澆筑混凝土墊層進行封底。

4 實施效果

4.1 施工成本分析

通過工程實踐，基坑施工安全可靠，項目目前已竣工。從經(jīng)濟效益成本分析表可以得出結(jié)論，對于單個坑中坑支護用該施工工藝相對于傳統(tǒng)施工方法節(jié)省 1081 元，該工程共計 4 個相同條件坑中坑支護，共節(jié)約成本 1081 元×4＝4324 元；如果運用數(shù)量較多，經(jīng)濟效益更加明顯。成本分析見表 1。

表1 成本分析表

4.2 社會效益

與傳統(tǒng)施工過程中水泥土攪拌樁支護、SMW 樁支護等圍護方案進行比較，鋼護筒沉井施工方便，基坑支護與土方開挖同時進行，避免了一系列繁瑣的工序，且制作與施工簡單，加快了施工進度。鋼護筒沉井隨挖土進入基坑底，不僅支護結(jié)構(gòu)，還作為建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，能夠始終承載水平和豎向力，有效保證了工程的質(zhì)量。

鋼護筒在施工現(xiàn)場提前制作好，沉井之前進行檢查驗收，不再像傳統(tǒng)排樁在土里成樁，避免了成樁質(zhì)量的不確定性，保證了支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。坑內(nèi)挖土?xí)r對基坑邊的土體無擾動，且鋼護筒為四周完全封閉的筒體，避免了基坑開挖過程中的流砂坍塌，進而確保了基坑支護的安全性。

在滬蘇大豐產(chǎn)業(yè)聯(lián)動集聚區(qū)園區(qū)產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心建設(shè)項目深基坑支護工程中使用后效果良好，達到了預(yù)期的目的，工程質(zhì)量安全受到了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評，取得了良好的社會效益。

5 結(jié)語

（1）由于前期的充分策劃與研究，所以為今后類似基坑工程案例提供較好的借鑒作用，尤其是緊鄰基坑邊有在建項目的坑中坑工程。

（2）本施工工藝申請到了一項企業(yè)級工法：深基坑鋼護筒沉井施工工法。