城市中心區(qū)復(fù)雜環(huán)境條件下深基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

邵光聖

上海市建設(shè)工程安全質(zhì)量監(jiān)督總站 上海 200237

1 工程概況

背景項(xiàng)目位于上海市靜安區(qū)，東至寶昌路，西至公興路，南至臨山路，北至中興路。地塊規(guī)劃用地面積19 651.2 m2，地下室共2層，地下1層、2層層高均為4.6 m，主要用于地下機(jī)動(dòng)車(chē)庫(kù)、設(shè)備用房及附屬用房。地下結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，筏板基礎(chǔ)；采用鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)，三軸攪拌樁止水，整體采用2道鋼筋混凝土支撐；坑內(nèi)局部深坑加固、暗墩加固。

2 基坑支護(hù)、降水及監(jiān)測(cè)

2.1 基坑圍護(hù)體系

2層地庫(kù)普遍區(qū)域基坑開(kāi)挖深度約10.9m。采用φ850 mm@1 200 mm三軸攪拌樁止水，水泥摻量20%，攪拌樁有效深度26～28 m；擋土采用φ950～1 000 mm@（1 150～1 200 mm）鉆孔灌注樁，有效深度21～24 m。

地庫(kù)內(nèi)采用二樁承臺(tái)、三樁承臺(tái)、四樁承臺(tái)、五樁承臺(tái)、六樁承臺(tái)和八樁承臺(tái)，承臺(tái)下采用φ600 mm鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng)26～27 m。

一般地庫(kù)集水井圍護(hù)采用φ700 mm@1 000 mm雙軸攪拌樁，樁長(zhǎng)4 m。主樓電梯井、消防集水井坑邊圍護(hù)采用φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁，水泥摻量25%，有效深度6 m，坑內(nèi)采用φ800 mm@600 mm高壓旋噴樁封底，水泥摻量25%。

2.2 降水施工技術(shù)

基坑開(kāi)挖時(shí)，在基坑外側(cè)設(shè)置由集水井、排水溝組成的排水系統(tǒng)，避免基坑外部的水流入基坑內(nèi)部；排水溝盡量布置在止水帷幕外邊緣0.5 m以外；基坑外部的排水溝須有防滲措施，防止因圍護(hù)體位移引起排水溝開(kāi)裂損壞，繼而導(dǎo)致地表水滲入基坑周邊土體中。基坑采用深井降水，降水深度控制在基坑底部或局部落深區(qū)以下1 m。本工程深井管較長(zhǎng)，在分層開(kāi)挖至一定深度后，應(yīng)將裸露的井管迅速拆除。在基坑開(kāi)挖期間應(yīng)每天測(cè)報(bào)抽水量及基坑內(nèi)地下水位。抽水系統(tǒng)安裝完畢后，應(yīng)先進(jìn)行試抽，達(dá)到要求后方可轉(zhuǎn)入正常抽水，除遇特殊情況外，一般應(yīng)連續(xù)工作。

2.3 基坑監(jiān)測(cè)

專(zhuān)業(yè)單位實(shí)時(shí)進(jìn)行基坑安全監(jiān)測(cè)，土方開(kāi)挖施工過(guò)程中根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，合理安排土方開(kāi)挖施工節(jié)奏，確保基坑施工安全。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括：圍護(hù)墻頂水平位移、沉降監(jiān)測(cè)；圍護(hù)墻深層側(cè)向變形、深層土體側(cè)向位移（測(cè)斜）監(jiān)測(cè)；支撐軸力監(jiān)測(cè)；立柱沉降監(jiān)測(cè)；地下管線水平位移、沉降監(jiān)測(cè)；坑外地表沉降、道路裂縫監(jiān)測(cè)；坑內(nèi)、外地下水位（潛水、承壓水）監(jiān)測(cè)；鄰近的構(gòu)筑物沉降、水平位移和裂縫監(jiān)測(cè)；周邊建（構(gòu)）筑物裂縫觀測(cè)。

3 基礎(chǔ)工程施工技術(shù)

3.1 土方開(kāi)挖

本工程基坑總開(kāi)挖面積17 600 m2，基坑普遍挖深約為10.90 m。土方、支撐采用明挖方式進(jìn)行，開(kāi)挖順序根據(jù)盆式開(kāi)挖的原則，分層分區(qū)依次開(kāi)挖[1-2]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件和總工期進(jìn)度安排，并結(jié)合圍護(hù)設(shè)計(jì)工況，本項(xiàng)目基坑共分3層開(kāi)挖：第1層分為7個(gè)區(qū)，土方挖深2 m，開(kāi)挖至－2.60 m后，施工第1道支撐，第1層出土量為35 976 m3。第2層分為11個(gè)區(qū)，土方挖深5.45 m，采用兩級(jí)放坡開(kāi)挖，第1次挖深3.00 m，挖至－5.60 m，第2次挖深2.45 m，挖至－8.05 m，待第1道支撐（棧橋）施工完成后，開(kāi)挖第2層土方，開(kāi)挖至標(biāo)高－8.05 m后，施工第2道支撐，軸線標(biāo)高－7.50 m，第2層出土量98 209 m3。第3層分為15個(gè)區(qū)，土方挖深3.45 m，待第2道支撐施工完成后，開(kāi)挖第3層土方，開(kāi)挖至－11.50 m后，施工深坑、墊層及基礎(chǔ)底板，第3層出土量67 025 m3。

3.2 混凝土支撐

第1道支撐及棧橋施工順序?yàn)椋簻y(cè)量定位→墊層澆筑→鋼筋綁扎→隱蔽工程驗(yàn)收→立側(cè)?！炷翝仓炷琉B(yǎng)護(hù)。第2道支撐施工順序?yàn)椋簻y(cè)量定位→立梁底模板→鋼筋綁扎→隱蔽工程驗(yàn)收→立側(cè)?！炷翝仓炷琉B(yǎng)護(hù)。

3.2.1 模板施工

支撐、支撐圍檁底模主要采用木夾板。側(cè)模采用七夾板，夾板外側(cè)采用φ48 mm鋼管橫桿及對(duì)拉螺栓固定。第1道支撐梁底模板用墊層，墊層上滿鋪油氈，確保拆除墊層時(shí)，不粘在支撐梁梁底。棧橋板施工，采用常規(guī)的模板排架體系。開(kāi)挖場(chǎng)地的土壤均為彈簧土和淤泥，為保證模板排架系統(tǒng)的安全，在棧橋底下滿澆C15混凝土墊層。第2道支撐梁底和側(cè)面均采用木夾板為底模板，側(cè)模采用七夾板，夾板外側(cè)采用φ48 mm鋼管橫桿及對(duì)拉螺栓加以固定。

3.2.2 鋼筋工程

本工程鋼筋均采用工廠成形鋼筋，因支撐跨距大、基坑開(kāi)挖深度大，基坑形成后支撐應(yīng)力相應(yīng)較大，因此鋼筋施工過(guò)程中必須嚴(yán)格按照鋼筋混凝土施工規(guī)范要求，確保同一截面鋼筋接頭的數(shù)量不超過(guò)50%。

為了加快施工進(jìn)度，減少土體無(wú)支撐暴露時(shí)間，支撐鋼筋擬采用直螺紋連接和冷扎接頭連接形式。支撐施工期間，鋼筋工程施工及驗(yàn)收過(guò)程中必須加強(qiáng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)部位加強(qiáng)筋的驗(yàn)收工作，對(duì)圍檁與支撐尤其是八字撐（斜撐部位）節(jié)點(diǎn)鋼筋的數(shù)量及錨固方式、錨固長(zhǎng)度加以復(fù)核，確保支撐的受力效果。

3.2.3 混凝土施工

根據(jù)本工程支撐平面布置形式，本工程支撐混凝土施工量較大，為加快施工進(jìn)度，支撐、支撐圍檁考慮采用早強(qiáng)劑，以盡快達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

混凝土圍檁施工根據(jù)挖土工作面展開(kāi)，在主撐位置進(jìn)行加強(qiáng)處理，混凝土圍檁鋼筋搭接嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求。

3.3 地下部分結(jié)構(gòu)施工

3.3.1 墊層施工

在基底挖土開(kāi)始以后，基底挖好一塊就要及時(shí)澆筑一塊素混凝土墊層，能立即澆筑墊層的原則上不過(guò)夜，盡量減少基坑底部的暴露時(shí)間，基坑底部暴露的時(shí)間原則上不超過(guò)24 h。

3.3.2 底板鋼筋

底板鋼筋中大于φ16 mm的鋼筋連接方式采用套筒直螺紋鋼筋接頭。鋼筋綁扎須按圖紙的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，所有規(guī)格、尺寸、數(shù)量、間距必須核對(duì)準(zhǔn)確。鋼筋的接頭形式按圖紙的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，并按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行一定數(shù)量的抽檢復(fù)試。綁扎時(shí)將嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行，雙向受力底板鋼筋外圍連續(xù)2圈必須在每個(gè)交叉節(jié)點(diǎn)綁扎，中間則采取一隔一的梅花形綁扎。本工程底板的厚度較大，為了保證上排鋼筋的位置及標(biāo)高正確，在底板上下排鋼筋間設(shè)置8#槽鋼作為鋼筋支架立柱，支柱間距1.5 m，50 mm×5 mm角鋼作為橫杠，按1.5 m間距設(shè)置，縱橫向每隔4跨設(shè)置剪刀撐，以確保上排鋼筋的穩(wěn)定性。穿越底板的支撐格構(gòu)柱、棧橋H型鋼柱，在底板高度的中間焊接鋼板止水片。底板鋼筋鋪設(shè)時(shí)如遇支撐、棧橋立柱時(shí)，此部分鋼筋間距可作適當(dāng)調(diào)整，盡量穿過(guò)格構(gòu)柱間隙。

3.3.3 模板施工

深坑內(nèi)模采用七夾板，縱向格柵采用40 mm×90 mm木料，按照七夾板模數(shù)布置，間距不超過(guò)400 mm。雙榀鋼管作為縱橫圍檁，橫圍檁間距400 mm，豎圍檁間距700 mm，φ14 mm對(duì)拉螺栓間距400 mm×700 mm，螺栓另外一端與底板內(nèi)鋼筋焊接牢固。鋼管?chē)鷻_之間對(duì)撐牢固。深坑底部焊接鋼筋支架用于架設(shè)模板。

3.3.4 混凝土施工

澆筑順序?yàn)椤胺侄味c(diǎn)、一個(gè)坡度、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂”?；炷练制し謱訚仓r(shí)，使用振動(dòng)器應(yīng)快插慢拔，平面呈梅花狀，間距不大于35 cm，振動(dòng)器在每一插點(diǎn)的時(shí)間以混凝土表面呈水平，不出現(xiàn)水泥漿、不再冒氣泡，不顯著沉陷為度，每點(diǎn)振搗時(shí)間為20～30 s，振動(dòng)插入時(shí)應(yīng)深入下一皮混凝土內(nèi)5～10 cm，以達(dá)到復(fù)振效果，且應(yīng)在振動(dòng)棒上做好標(biāo)記，以免過(guò)分深入下一皮混凝土內(nèi)，影響混凝土的質(zhì)量。振搗時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)距地下連續(xù)墻邊20 cm左右范圍混凝土的振搗。

在澆筑、振搗過(guò)程中，上涌的泌水和浮漿順著混凝土坡面下流到坑底，少量來(lái)不及排出的泌水隨著混凝土澆筑向前推進(jìn)，被趕到坑底的集水坑，再由水泵及時(shí)排出坑外。當(dāng)混凝土大坡面的坡角接近頂端時(shí)，可改變澆筑方向，即從頂端往回澆筑，與原斜坡相交成一個(gè)集水坑，逐步向中間縮小成水潭，再用軟軸泵及時(shí)排出最后階段的所有泌水。混凝土的平倉(cāng)工作必須在混凝土初凝前進(jìn)行，用長(zhǎng)2 m的刮尺將混凝土面按水平標(biāo)高控制標(biāo)記刮拍平整，高低不平的部位，必須及時(shí)修補(bǔ)平整，隨后用木蟹打磨一遍，最后在混凝土表層收水干硬前，再用木蟹全面打磨一遍，盡早采取混凝土養(yǎng)護(hù)措施。

考慮底板澆筑時(shí)間在冬季，因此底板混凝土澆筑完畢后，表面應(yīng)鋪設(shè)1層薄膜和2層草包。鋪設(shè)時(shí)要求薄膜及草包搭接鋪設(shè)，同時(shí)上下層之間搭接應(yīng)相互錯(cuò)位，不得有混凝土露出的部位，確保保溫養(yǎng)護(hù)的效果。大面積混凝土澆筑完畢后的最初3 d內(nèi)，混凝土處于升溫階段，混凝土內(nèi)部溫度可達(dá)60～70 ℃，因此必須采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施，以減少混凝土表面熱量的擴(kuò)散，防止表面裂縫產(chǎn)生。為嚴(yán)格控制內(nèi)外溫差，確?；炷临|(zhì)量，在底板表面混凝土澆筑結(jié)束、初凝開(kāi)始前，即應(yīng)覆蓋1層塑料薄膜作蓄水養(yǎng)護(hù)，上面再蓋2層草包保溫。在塑料薄膜、草包覆蓋條件下，保溫保濕可充分發(fā)揮混凝土徐變特性，降低溫度應(yīng)力，減少混凝土降溫梯度，控制有害裂縫出現(xiàn)。另外，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有備用草包，根據(jù)測(cè)溫情況再?zèng)Q定是否蓋第3層草包。在1周后（根據(jù)測(cè)定溫度而定）去掉部分塑料薄膜，加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，要求養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14 d。

4 結(jié)語(yǔ)

為能夠不斷滿足社會(huì)及廣大人民對(duì)建設(shè)的內(nèi)在要求，與建設(shè)工程相關(guān)的參建單位、監(jiān)管部門(mén)及政府主管部門(mén)，必須不斷加強(qiáng)對(duì)不同工程項(xiàng)目施工特點(diǎn)的學(xué)習(xí)，并詳細(xì)掌握。同時(shí)，通過(guò)建設(shè)工程領(lǐng)域相關(guān)課題的研究，進(jìn)一步對(duì)不同類(lèi)型的工程建設(shè)項(xiàng)目的施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行全面深入分析，并結(jié)合實(shí)踐進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，使工程建設(shè)行業(yè)從業(yè)人員在新時(shí)代建設(shè)工程領(lǐng)域中發(fā)揮出更加重要的作用。