鬧市區不規則場地的群坑施工方案

孫賢瑛

上海建工二建集團有限公司 上海 200080

隨著城市建設的飛速發展，城市中心存在大量在已建建筑周圍進行整體開發的項目[1-6]。此類項目往往受外界條件限制，造成施工場地普遍不規則，地下施工階段甚至形成群坑施工狀態[7-11]。因此，如何在確保周邊建筑安全的情況下，高質量地完成地下群坑施工就顯得十分重要。

1 工程概況

上海火車站北廣場D地塊總承包工程東至大統路，南至中興路，西至普善路，北至滬太路、中華新路，鄰近上海市長途汽車客運總站。工程主要由5棟建筑組成，總占地面積為33 314.9 m2，總建筑面積為118 046.2 m2，地上最高18層，地下2層（圖1）。

1.1 周邊環境概況

整個地塊被中部已有建筑分隔，周邊已有建筑距離本工程圍護最近為10 m（圖2）。

圖2 周邊環境示意

東南側軌道交通1號線區間隧道（運營中的上海火車站站—中山北路站）直徑6.7 m，埋深約12 m，距離本工程②區基坑最近僅15 m。東側大統路地道為雙向隧道，距離②區基坑最近處為30 m。鄰近地鐵隧道側條形基坑安全等級為一級，基坑外圍環境保護等級為一級。

1.2 圍護工程概況

基坑總面積約16 191 m2，其中：①區8 268 m2，挖深9.45 m，采用2道混凝土支撐；②區327 m2，挖深9.95 m，采用1道混凝土支撐、2道鋼支撐；③區4728 m2，挖深9.45 m，采用2道混凝土支撐；④區2 868 m2，挖深9.60 m，采用2道混凝土支撐。

基坑圍護形式為φ 1 0 0 0 m m 鉆孔灌注樁（深23～30 m），鄰近地鐵側采用厚1 000、800 mm地下連續墻（深21～25 m）。圍護外側止水帷幕采用全封閉厚700 mm的TRD工法等厚度水泥土攪拌墻（深47 m）。圍護內側采用φ850 mm@600 mm三軸攪拌樁墻。在北側鄰近已有建筑群的區域設置隔離樁（φ350 mm@350 mm雙排、φ500 mm@500 mm單排）。

基坑圍護剖面如圖3所示。

圖3 圍護剖面示意

2 工程難特點及對策

2.1 鄰近地鐵

本工程鄰近地鐵，對變形控制要求高。為此，在鄰近地鐵側采用厚1 000、800 mm地下連續墻，圍護外側止水帷幕為全封閉厚700 mm的TRD等厚度水泥土攪拌墻，隔斷⑤2層承壓水層，施工時設置降壓井及回灌井?；毓嗑_啟時間必須嚴格按照降水報告進行，按需降水。

2.2 施工機械種類多、場布難度大

本工程由多種圍護類型組成，場地內同時進場的施工機械種類也相應增加，對原本就十分緊張的施工場地提出了更大的挑戰。

施工前根據施工工藝要求，優化施工流程，不同圍護結構交替進行，減少場內場地壓力，在確保基坑施工質量的前提下，兼顧施工場地布置及施工進度要求。

2.3 群坑降水對周邊環境影響大

根據工期進度的要求，會導致場地內存在多個基坑同時開挖的情況。因此，必須事先制定詳細的降水施工方案及應急預案，在正式開始降水前進行預降水施工，通過該過程對群坑同步降水的效果進行分析，充分考慮降水效果可能疊加的情況。在施工過程中，實時監測，一旦發現降水深度超過施工方案及報警值，則必須調整方案，再重新開啟降水。

2.4 監測方案要求高

群坑施工對監測方案提出了很高的要求，即除了要求監測數據全面，設計方案、監測點布置合理外，還要求必須制定應急預案，以應對群坑施工時可能產生的耦合效應。根據監測報告進行深化分析，與設計方積極溝通協調，必要時對施工方案進行優化，確保工程順利開展。

3 實施方案

3.1 超深TRD止水帷幕施工方案

為了確保圍護施工質量，本工程進行樁基圍護施工順序優化，按照工程樁、立柱樁→TRD工法槽壁加固→地下連續墻→三軸攪拌樁→高壓旋噴樁的施工順序，各分區間進行流水搭接施工，合理地進行施工場地機械、施工道路布置。

墻厚700 mm、深47 m的TRD工法止水帷幕是圍護施工中的一個重要部分?，F場布置2臺TRD工法樁機進行同步施工，垂直度誤差控制在1/300，水灰比1.2，采用三循環方式施工成墻。

1）TRD工法鉆進施工。TRD工法施工順序自一端向另一端往復前進，每一循環前進長度為20 m，往復3次成樁（即先行挖掘、回撤挖掘、成墻攪拌）。

2）攪拌機注漿速度。TRD攪拌樁在橫移過程中均應注入水泥漿液，并根據注漿速度匹配相應的樁機移動速度。

3）超深TRD工法施工的垂直度控制措施。

① 測量定位階段。TRD主機就位后應復測墻位，如有誤差或偏位必須調整主機重新就位。當墻位對中準確無誤，且主機導向架垂直度偏差≤1/250時，方可進行TRD工法施工。

② 校正主機導桿垂直度。TRD工法機拼裝完成及移位后，使用經緯儀分別從正面、側面校正樁機立柱導向架的垂直度，在切割箱打入過程中，隨時對切割箱垂直度進行校驗。

③ 安裝測斜儀。切割箱打入至設計深度后，在切割箱體內安裝測斜儀，實時監控切割箱面內與面外的偏差情況，并及時通過駕駛員操控調整，確保TRD工法等厚度水泥土攪拌墻的墻體垂直度滿足設計要求（圖4）。

圖4 TRD工法掘進（現場施工)

4）TRD工法強度檢測。TRD工法水泥土攪拌墻采用鉆芯法檢測墻身完整性，28 d無側限抗壓強度≥1.2 MPa。

3.2 降水井施工方案

本工程基坑開挖深度約10 m，場地內存在第⑤2層微承壓含水層，第⑦層第一承壓含水層。根據計算，本場地針對⑤2層的臨界開挖深度為9.45 m、⑦層的臨界開挖深度為14.3 m，基坑整體進行⑤2層降壓，局部深坑需考慮⑦層降壓，同時止水帷幕隔斷⑤2層，因此現場共布置疏干井57口、降壓井23口、觀測井15口，靠近重要建筑物一側設置12口應急回灌井。

基坑降水過程中時刻注意地下水位監測數據，尤其在東、西區同時挖土階段，應注意觀察是否產生降水效果疊加的情況。

3.3 挖土施工方案

本工程場地中部為已建的展望大廈（地上18層、地下1層，框架剪力墻結構），將整個地下室分為東西2個獨立的基坑。

東區基坑出于對周邊軌道交通及已有建筑的保護，將其分為3個區域進行流水搭接施工，依次施工①區→②區→ ③區。①區基坑先行開挖土方；④區待①區底板形成后即可開始施工；③區待①區地下結構回筑至B1層時，開始挖土；③區底板施工完成后，開挖②區基坑。

由于②區基坑鄰近地鐵區間段（距離本工程基坑最近僅18 m），故每層土方無支撐暴露時間控制在72 h以內，30 d內施工至底板結構。

3.4 環境保護措施

1）對地鐵、地道的保護。在本工程樁基及圍護施工前，在遠離地鐵側及大統路隧道側進行非原位的試驗樁施工，并通過試驗優化施工參數。降低對軌道交通1號線及周邊道路管線的影響。同時根據以往施工經驗對②區基坑進行開挖時間控制，將土方開挖對地鐵造成的影響降到可控范圍內。

2）對周邊建筑的保護?；娱_挖前必須確保隔離樁施工到位，并嚴格按照經專家評審通過的專項方案進行施工?；娱_挖應注重“時空效應”，以“分層、對稱、限時開挖”為原則，除首層土退挖外，其余各層土采用盆式開挖，即先進行對撐區域開挖形成支撐，留盆邊土護坡，再進行盆邊土區域土方開挖。各挖土分區的進度搭接必須符合方案要求，且東西兩區之間避免重型車輛往返行走，減少地面振動。

3）對紅線范圍南側高壓線的保護。紅線范圍南側退界7.5 m屬于220 kV高壓線范圍，該區域禁止堆放任何東西，更不能設置大臨設施。因此現場大臨設施集中設置在場地東側，重型車輛施工便道避開該區域布置。

4 結語

通過對地下水位及基坑監測結果進行分析，本工程在地下室挖土施工期間，地表沉降累計值為9.51 mm，墻頂沉降累計值為5.65 mm，墻體測斜累計變化值為17.12 mm，立柱垂直位移為8.4 mm。

隨開挖深度變化，圍護體深層水平位移均處于安全范圍。同時，本工程嚴格遵循“按需降水”原則，根據地下水位實時監測數據，調整降水方案。降壓井開啟階段，發現周邊水位變化在預計值內，因此施工過程中未開啟回灌井，最大程度地減少了降水對周邊環境的影響。

綜上，利用隔離樁預先將基坑與周邊建筑物進行分割，同時設置超深TRD工法止水帷幕隔斷⑤2層承壓水層，一定程度上可減少降水及挖土施工對周邊環境的影響。利用分坑設計將各分區流水搭接施工，可以減小因群坑施工產生的耦合效應。本工程的順利實施，可為建筑群間不規則場地開發的施工項目提供借鑒。

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