中心城區地鐵車站深基坑支護及開挖工程監理控制

上海新光工程咨詢有限公司 上海 200081

1 工程概況

上海軌道交通13號線武寧路站位于長壽路的商業圈武寧路東，主體結構為地下3 層島式站臺車站，車站長159.1 m，標準段寬為22 m，標準段基坑開挖深度24.3 m；車站兩頭設有2 只端頭井，西端頭井外包尺寸為28.2 m×18.5 m，底板埋深為26.4 m；東端頭井外包尺寸為28 m×16.1 m，底板埋深為25.9 m。中間設有厚1 m封堵墻，分為東西2 個基坑施工區域。車站圍護結構形式采用厚1.2 m、深44.7 m地下連續墻，使用階段地下連續墻又作為疊合墻的一部分。車站主體內部結構為雙柱三跨的框架結構。

2 難點和重點分析

施工現場狹窄、周邊環境較復雜，工期緊、管線搬遷協調難度大，周邊道路下有大量管線，保護要求高。地處長壽路商圈，工地兩側是敏感的學校、商住建筑，對現場施工提出較高要求。車站主體北側靠近上世紀60年代建造的地上3 層變電站，此建筑敏感性強，主體基坑距其最近處為6 m，基坑開挖施工中必須確保變電站運轉安全。

3 基坑支護及開挖的特點

（a）本基坑平面為長條形，凈長為155.5 m，標準段開挖深度約24.3 m，端頭井開挖深度約26.6 m，場地土為Ⅳ類；基坑開挖應嚴格按照“時空效應”理論，采用分層、分段、對稱、平衡、限時蓋挖方法，縱向土坡不大于1∶3.5，每一級放坡不大于1∶2.5。

（b）車站標準段基坑開挖深度為24.3 m，共設7 道支撐，第1 道為鋼筋混凝土圈梁（1 000 mm×1 000 mm），第5 道為鋼筋混凝土圈梁（1 000 mm×1 000 mm），其余采用鋼支撐Φ609 mm×16 mm，鋼筋混凝土支撐鋼立柱樁聯合構成支撐體系。

（c）車站端頭井基坑開挖深度為26.6 m，共設7 道支撐，類型同標準段開挖過程。

（d）在施工過程中要求對每道鋼管支撐施加預應力，第2 道預加計算軸力70%、第3 道以下預加力計算軸力80%。為控制墻體水平位移，鋼支撐必須有復加預應力裝置，第3 道支撐設置后需對所有支撐復加預應力。

4 監理控制要點[1-6]

4.1 基坑開挖前監理控制

（a）督促總承包商按照有關要求做好開挖前準備，嚴格審查土方開挖及支撐分包單位的資質是否具有安全生產許可證，審查進場設備、構配件及原材料、機械是否符合方案。

（b）督促施工總承包單位做好施工可能影響的相鄰建筑物、構筑物、道路、地下管線現狀排摸，總承包單位應制訂好切實可行的環境保護方案。

（c）檢查基坑內外排水措施是否得到落實，基坑臨邊防護材料等工作是否到位。

（d）檢查所有圍護結構的測斜、沉降、位移的初始值是否經監測單位測定并報建設單位、監理備案。

（e）監理應督促施工方在土方開挖前20 d進行基坑預降水，以提高土體的抗剪強度。在開挖前監理應確認降水深度是否達到開挖面2 m左右，并保證有24 h穩定期。

（f）檢查施工單位是否對潛在風險進行辨識、分析，編制相應應急預案，并在此基礎上識別預案是否合理可行。

4.2 基坑開挖監理控制

（a）基坑開挖順序按車站主體結構分段的特點及施工總進度安排進行開挖，土方開挖應嚴格遵守《上海地鐵基坑工程施工規程》SZ—08—2000的“時空效應”原理為指導，控制好“分層、分段、對稱、平衡、限時”5 個要點，遵循“豎向分層、縱向分區、分段、先支后挖”的原則進行施工。

（b）頂圈梁制作強度達到要求后，督促施工單位開槽支撐，將土方開挖到支撐底標高下10～20 cm后立即進行支撐的安裝，以避免或減少墻頂位移及地表產生裂縫。

（c）檢查承包商在挖土中是否按設計要求的工況進行挖土，挖土應做到分層分段、對稱、均勻、限時、平衡的原則，嚴禁擅自超挖，每層開挖底面標高不低于該層支撐底面。標準段及北端頭井縱向每25 m為1 個開挖段，在每個開挖段每天開挖中，分成小段開挖，第1 層開挖按小段（≤12 m）在16 h內完成開挖，在8 h內安裝好支撐，并按照設計要求施加預應力，第2 層及以下各層按小段（≤6 m）在16 h內完成開挖，在8 h內安裝好支撐，16 h內安裝好鋼斜撐，并施加支撐軸力。

（d）東、西端頭井開挖前督促施工單位首先撐好2 根對撐，再挖斜撐范圍內的土方，最后挖除坑內的其他土方。斜撐范圍內的土方，應自基坑角點沿垂直于斜撐的方向向基坑內分層分段限時地開挖。

（e）挖土過程中，現場監理應巡視檢查基坑邊10 m范圍內堆置的土方、重物及動荷載是否超過設計荷載，督促施工單位挖方時不應碰撞支撐及降水設施。

（f）基坑土方施工中應督促施工單位對基坑、周圍環境進行觀察和監測。

（g）最后一層土方開挖時，若采用機械挖土，應督促施工方在坑底保留厚200～300 mm土層，采取人工挖除并整平，嚴禁超挖和擾動坑底土層。遇雨天應做好基坑排水工作，防止坑底土體被積水浸泡，對局部開挖的洼坑要用砂或碎石填實。

（h）基坑開挖至設計標高后，監理應督促施工方對坑底土進行保護，立即組織建設單位、勘察、設計、監理、施工各方參加驗槽，驗槽后，完成接地施工后方可進行墊層施工。

（i）開挖過程中監理工程師應督促施工方及時封堵地下連續墻接縫和墻體上的滲漏點，定時檢查井點降水深度，把水位控制在開挖面以下2.0 m左右。

4.3 基坑支撐監理控制

（a）督促施工方根據“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的總原則，按施工組織設計的安排，分層、分段開槽安裝鋼管支撐。嚴禁開挖后支撐時間超過設計規范要求。

（b）檢查鋼管支撐安裝的支撐端頭是否與地下連續墻（預埋鋼板）密切接觸，并設有防止鋼支撐端部移動脫落的構造措施。

（c）支撐就位后，完全符合安裝質量要求后，應督促施工方及時準確地施加預應力，監理人員應旁站監理預應力施加過程，旁站監理支撐吊裝，發現問題及時指令施工單位整改，并做好相應記錄。

（d）在第一次施加預應力后12 h內，分析預應力損失值及墻體水平位移情況，及時對預應力進行復加。當不滿足設計要求、數據報警時，應組織各方分析處理。

（e）當晝夜溫差過大導致支撐預應力損失時，應立即在當天低溫時復加預應力至設計值；當墻體水平位移速率超過警戒值時，可適量增加支撐軸力，以控制變形。

（f）隨著開挖逐漸向下延深，以及受下道支撐施加軸力影響，上道支撐軸力可能會減少，所以必須根據實際情況及時對各道支撐預應力進行調整。

（g）督促施工單位支撐安裝與拆除的各項工作必須滿足設計要求，各道支撐拆除前，相應部位的混凝土強度要滿足設計要求，方能拆除。

5 結語

深基坑支護和開挖施工必須協調一致，嚴格控制無支護基坑暴露時間，做到快速施工，做好施工監測工作，及時對監測數據進行有效分析，做好應急預案演練，準備有效足量應急物資。深基坑支護和開挖施工時，應按照設計及規范要求并結合實際施工情況，對圍護結構地下連續墻滲漏點進行有效封堵，做到隨挖隨堵，避免水土流失，確保基坑及周邊環境安全。