大型基坑應(yīng)用多種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工

上海漕河涇開(kāi)發(fā)區(qū)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展有限公司 上海 201114

1 工程背景

1.1 工程概況

上海市漕河涇開(kāi)發(fā)區(qū)浦江高科技園A1地塊二期工程總建筑面積約為96 189 m2，主要由1 棟18 層辦公樓（C2樓）、1 棟6 層辦公樓（D2）樓、1 棟12 層辦公樓（E2樓）以及地下1層車(chē)庫(kù)、下沉式廣場(chǎng)、室外總體及配套設(shè)施等組成。

工程基坑面積近27 000 m2，基坑大面積深度為4.45 m。工程西側(cè)緊鄰一期工程場(chǎng)地內(nèi)中央景觀及道路等已建設(shè)完畢，地面標(biāo)高較施工場(chǎng)地高出1.25～1.9 m，且栽種有數(shù)棵景觀大樹(shù)，因此需采取保護(hù)措施。基坑西南角緊鄰基地紅線外的電信樓，亦有必要采取保護(hù)措施。基坑?xùn)|側(cè)、北側(cè)及東南區(qū)域周邊環(huán)境條件較好。

1.2 水文地質(zhì)條件

地基土的構(gòu)成與特征為：第①層素填土；第②層粉質(zhì)黏土；第③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土；第④淤泥質(zhì)黏土；第⑤、⑥層粉質(zhì)黏土。

本場(chǎng)地內(nèi)有數(shù)條暗浜分布，暗浜主要分布于場(chǎng)地中部及北部，呈南北及東西走向，暗浜彼此之間呈連通狀態(tài)；在場(chǎng)地東側(cè)中部為明浜。

2 主要施工難點(diǎn)

由于本工程地下室面積較大，且與電信樓及一期工程已施工完畢的景觀道路相毗鄰，周邊施工環(huán)境較為復(fù)雜，如處理不好則容易導(dǎo)致電信樓沉降、外墻開(kāi)裂、樹(shù)木損傷等情況，因此圍護(hù)施工控制要求較高，需要通過(guò)合理的基坑圍護(hù)選型及施工組織來(lái)降低施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)。

3 一坑多圍護(hù)形式的設(shè)計(jì)及其要點(diǎn)[1-6]

本工程的圍護(hù)選型根據(jù)周邊環(huán)境不同大致可分為兩大區(qū)：南北東側(cè)區(qū)及西區(qū)。

基坑西側(cè)相鄰一期工程場(chǎng)地內(nèi)景觀道路人工土坡等已建設(shè)完畢，地面標(biāo)高較施工場(chǎng)地高出1.25～1.9 m，且栽種有數(shù)棵景觀大樹(shù)，需采取保護(hù)措施。常規(guī)的圍護(hù)方案有水泥攪拌樁重力壩、拉森鋼板樁（外拉錨或內(nèi)拋撐）、SMW工法樁加內(nèi)拋撐、鉆孔灌注樁加內(nèi)拋撐等。考慮到西側(cè)大部分范圍內(nèi)均無(wú)操作面且已有景觀土坡，水泥土攪拌樁重力壩和拉森鋼板樁外拉錨的圍護(hù)形式并不適用。西側(cè)基坑大面積深度為4.45 m，考慮到西側(cè)景觀土坡平均高度為1.5 m，因此西側(cè)基坑實(shí)際深度約為6 m，拉森鋼板樁剛度不夠且有滲水隱患，不宜大面積采用。最后綜合成本因素，圍護(hù)形式選用SMW工法樁加Φ609 mm斜拋內(nèi)撐為主，基礎(chǔ)底板上設(shè)置牛腿作為拋撐支點(diǎn)。古樹(shù)木部位不宜采用噴漿類(lèi)圍護(hù)，故采用了拉森鋼板樁圍護(hù)，并在中間增加1 道支撐以確保剛度。

考慮到Φ609 mm鋼管拋撐的需要，在基坑西側(cè)南北兩端有操作面的部位稍作場(chǎng)地平整處理后，采用三軸水泥攪拌樁重力壩的圍護(hù)形式。其壩體寬3.7 m，壩體上設(shè)置厚150 mm鋼筋混凝土道路，路幅寬為4 m，將其作為Φ609 mm鋼管拋撐吊裝通道及場(chǎng)地。中間區(qū)域的Φ609 mm鋼管拋撐吊裝施工，利用需要挖土部分的場(chǎng)地，與挖土之間進(jìn)行輪換，即以景觀樹(shù)為中心往南北兩側(cè)后退，挖土完成一部分，挖機(jī)退出然后進(jìn)行鋼支撐施工，鋼支撐施工完畢再進(jìn)行挖土，以此類(lèi)推到全部完成。

根據(jù)以上分析，基坑圍護(hù)平面布置如圖1所示。

圖1 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)平面布置

4 施工總體部署及控制要點(diǎn)

考慮到流水作業(yè)和挖土施工方便，整個(gè)項(xiàng)目基礎(chǔ)部分的施工總流程為由北向南，因此工程樁和圍護(hù)體系的施工總體流程也是由北向南[7]。

在關(guān)鍵路線上制約總工期的主要是水泥土攪拌樁重力壩的28 d養(yǎng)護(hù)期，因此1區(qū)圍護(hù)最早開(kāi)工。然后安排2 臺(tái)攪拌樁機(jī)同時(shí)施工，其中一臺(tái)沿2區(qū)→4區(qū)的方向施工，另一臺(tái)沿3區(qū)→5區(qū)的方向施工，最后在6區(qū)合攏，完成整個(gè)圍護(hù)體系。工程樁和圍護(hù)體系的施工相臨距離按照2 倍樁長(zhǎng)（即70 m）的距離控制。

3區(qū)的斜拋撐區(qū)域的土方開(kāi)挖在相應(yīng)部位基礎(chǔ)底板、牛腿（留設(shè)施工縫，厚4 mm鋼板止水）完成并達(dá)到強(qiáng)度后，按照1∶2.5的坡度控制，隨挖土隨吊裝鋼管支撐（由中間向南北分別取土）并完成剩余底板結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵是挖土與支撐要求密切配合，支撐要預(yù)先拼接好，挖土要按照預(yù)先定好的位置不能超挖，否則吊裝鋼管支撐的吊車(chē)噸位將不能滿足。

施工平面布置和施工流程如圖2、圖3所示。

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圖2 施工平面布置

施工過(guò)程中應(yīng)注意以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：

（a）三軸攪拌樁水泥摻量20%，暗浜區(qū)域水泥摻量取25%[8]；

（b）工法樁型鋼宜在水泥土攪拌樁施工結(jié)束后30 min內(nèi)完成，型鋼依靠自重插入，相鄰型鋼的焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，錯(cuò)開(kāi)的豎向距離不宜小于1 000 mm，焊接采用全熔透保證等強(qiáng)度連接；

（c）H型鋼拔除后立即充填空隙，以減少對(duì)環(huán)境的影響；

（d）拉森鋼板樁與周邊SMW工法樁交接處圍檁貫通設(shè)置；

（e）攪拌樁水泥流量、注漿壓力采用人工控制，嚴(yán)格控制每桶攪拌桶的水泥用量及液面高度， 用水量采取總量控制，并用相對(duì)密度儀隨時(shí)檢查水泥漿的相對(duì)密度；

（f）攪拌樁開(kāi)挖面以上采用重復(fù)攪拌，保證開(kāi)挖面以上止水效果，并減慢下沉速度、減少偏位，嚴(yán)格控制定位及樁架的垂直度；

圖3 施工流程示意

（g）攪拌樁樁體在達(dá)到齡期28 d后，應(yīng)鉆孔取芯測(cè)試其強(qiáng)度，其抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于1.0 MPa或應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，檢查樁的數(shù)量應(yīng)不小于已完成樁數(shù)的2%。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)落實(shí)以上合理的施工部署及技術(shù)質(zhì)量控制措施，成功解決了本工程圍護(hù)混合施工中的難點(diǎn)，避免了對(duì)相鄰區(qū)域建筑及綠化的破壞，滿足了工程質(zhì)量要求與進(jìn)度要求，為本工程地下室結(jié)構(gòu)施工開(kāi)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。