地下結(jié)構(gòu)與內(nèi)支撐支護(hù)體系換撐及拆除協(xié)同施工技術(shù)

龔文杰

（上海長寧建設(shè)項目管理有限公司，上海 200335）

1 工程概況

某深基坑工程總用地面積為32 228m2，總建筑面積為117 121.24m2，其中，地上建筑面積為33 105.55m2，地下建筑面積為84 015.69m2，地上為4層綜合性體育建筑，整個場地設(shè)4層地下室，埋深21.2m。

場地西側(cè)臨近中山西路，上方有內(nèi)環(huán)高架路，地下有較多市政管線，南側(cè)臨近武夷路，道路下管線較多，周邊臨近較多的保留建筑，特別是北側(cè)和東側(cè)臨近住宅樓，周邊環(huán)境非常復(fù)雜，故周邊保留建筑、內(nèi)環(huán)高架、市政道路及地下管線是施工過程中的重點保護(hù)對象。

場地內(nèi)存在廢棄地下1層停車庫面積約7 300m2，廢棄地下1層人防結(jié)構(gòu)面積約3 500m2，原訓(xùn)練館和疏散平臺下地基加固深層攪拌樁面積約2 900m2。整個新建場地約21 500m2，上述廢棄結(jié)構(gòu)面積約13 600m2，占新建場地63%。

2 障礙物概況

2.1 廢棄地下室

廢棄地下1層車庫±0.000相當(dāng)于絕對標(biāo)高4.700m，底板面標(biāo)高為0.500m，頂板高于現(xiàn)有自然地面1.2m。其樁基采用預(yù)制方樁（450mm×450mm），樁長33m，分2節(jié)，共423根；承臺與連梁、底板同時現(xiàn)澆，承臺厚度為1 000mm，樁頂進(jìn)入承臺100mm，共計106個；底板厚度為600mm，頂板厚度為200～300mm 不等，梁寬 350～500mm、高 750～1 050mm，外側(cè)側(cè)墻壁厚400mm（見圖1）。

圖1 廢棄地下室與周邊關(guān)系示意

2.2 廢棄疏散平臺

廢棄疏散平臺及北側(cè)訓(xùn)練館下存在深層攪拌樁加固，攪拌樁形式為柱狀，共799根，直徑為700mm，樁頂標(biāo)高為2.500m，樁底標(biāo)高為-12.000m。

2.3 廢棄人防

廢棄人防位于武夷路與中山西路交界區(qū)域，六級人防地下工程，地下室地坪標(biāo)高為-2.730m，頂板頂標(biāo)高為2.100m，室外地坪標(biāo)高為絕對標(biāo)高3.450m。廢棄人防結(jié)構(gòu)主次梁截面為1 300mm×1 500mm、1 200mm×1 600mm不等，結(jié)構(gòu)柱1 200mm×800mm、1 200mm，外墻板厚400mm；其外側(cè)留有原圍護(hù)結(jié)構(gòu)，止水帷幕攪拌樁（1 200mm寬）+冠梁（1 100mm×800mm）+排樁（800mm）。

3 協(xié)同施工技術(shù)路線

采用中隔墻（1 000mm地下連續(xù)墻）將場地劃分為南、北2個施工區(qū)（一區(qū)、二區(qū)），利用廢棄地下室、廢棄人防自身結(jié)構(gòu)作為臨時內(nèi)支撐支護(hù)體系，組織拆除與樁基、圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工同步進(jìn)行。

4 廢棄地下室區(qū)域

4.1 廢棄地下室的拆除

根據(jù)原有地下室車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙，現(xiàn)場拆除施工順序應(yīng)由上至下，分塊拆除。按樓板、非承重墻、梁、承重墻、柱順序依次進(jìn)行或依照先非承重結(jié)構(gòu)后承重結(jié)構(gòu)原則進(jìn)行拆除。現(xiàn)場進(jìn)行拆除工作前應(yīng)先考慮留有作業(yè)通道，平面運輸通道應(yīng)為1.5～2.0m。現(xiàn)場拆除作業(yè)前還需考慮搭設(shè)腳手架，根據(jù)現(xiàn)場地下車庫情況搭設(shè)鋼管腳手架。

4.2 地下室區(qū)域樁基施工

1）一區(qū)工程樁施工 先行施工廢棄地下室區(qū)域外的工程樁，待施工完成后，破除位于一區(qū)廢棄地下室頂板、梁柱，同時將已完成地下連續(xù)墻至廢棄地下室外墻間土方卸載1.6m，再利用其底板及外墻板作為水平支撐體系抵抗側(cè)土壓力，并在地下室底板上破孔施工廢棄地下室區(qū)域的工程樁。

2）二區(qū)工程樁施工 樁架布設(shè)于地下室頂板，對頂板、底板進(jìn)行破孔施工。若遇到梁柱、墻以及方樁等原結(jié)構(gòu)，采取避讓原則，若無法移位處理，待破除二區(qū)廢棄地下室頂板、梁柱后再進(jìn)行該部分的樁基施工。

近年來工作場所學(xué)習(xí)領(lǐng)域已然成為教育科學(xué)研究的新疆域，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[1]。澳大利亞格里菲斯大學(xué)的史蒂芬·比利特教授認(rèn)為工作場所學(xué)習(xí)是一種在參與真實任務(wù)，并在獲得熟練成員直接或間接指導(dǎo)的活動中獲得知識和技能的途徑[2]。工作場所學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的真實場景、真實的實踐活動、真實的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過體驗式學(xué)習(xí)方式與學(xué)習(xí)者主觀能動性的發(fā)揮，獲得貨真價實的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。目前工作場所學(xué)習(xí)作為我國成人教育的重要形式，對實現(xiàn)學(xué)習(xí)型社會的偉大構(gòu)想，一定程度上起到了舉足輕重的作用[3]。

3）廢棄地下室側(cè)墻處工程樁施工 對于地下室側(cè)墻處樁基施工，采取避讓原則，一方面使現(xiàn)工程樁移位避開側(cè)墻，另一方面使樁架具有足夠的作業(yè)平面。若無法移位，則現(xiàn)場搭設(shè)移動支架，保證樁架作業(yè)面。

4）對于廢棄地下室方樁區(qū)域 本工程樁基為鉆孔灌注樁，樁位位于方樁部位時，原則上采取鉆孔灌注樁移位處理，如果無法移位，則采用TR-200全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合800mm鋼套管進(jìn)行方樁的清障工作，清障完成后施工鉆孔灌注樁。

4.3 圍護(hù)中隔墻施工

圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻中隔墻施工位于廢棄地下室區(qū)域時，采取避讓廢棄地下室方樁、承臺的原則，后調(diào)整中隔墻分幅位置，將中隔墻分為兩個不同階段進(jìn)行施工。圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻中隔墻施工遇廢棄地下室預(yù)制方樁時，處理方法如下。

1）廢棄地下室工程樁樁位位于中隔墻內(nèi)，調(diào)整分幅位置使此樁位于槽段中間部位，采用成槽機(jī)將此工程樁兩側(cè)槽壁土抓空，再抓出此工程樁。

2）廢棄地下室工程樁樁位侵入中隔墻，采用TR-200全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合800mm鋼套管進(jìn)行清障，并回填水泥土，水泥摻量為7%，然后施工中隔墻。

3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)坑中坑旋噴加固位于廢棄地下室區(qū)域時，采用引孔穿頂板及底板進(jìn)行施工。

5 廢棄人防處理

5.1 人防清障施工流程

1）原人防結(jié)構(gòu)頂板覆土挖除。

3）先破除廢棄人防結(jié)構(gòu)頂板（保留3處），分段破除人防結(jié)構(gòu)底板及底板橫梁，分段原則按照人防結(jié)構(gòu)次梁及柱排布間距確定，并及時分層夯實回填。

4）待回填至頂板梁下口后，拆除頂板梁。廢棄人防結(jié)構(gòu)拆除過程中仍保留底板縱梁及跨中柱、邊跨柱及側(cè)墻，根據(jù)新建工程圖紙核對，共計4幅地下連續(xù)墻與廢棄人防處觸碰，需利用全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行清障。

5.2 人防區(qū)域樁基施工

在廢棄人防清障階段，利用局部工程樁作為立柱樁，通過在人防頂板及底板上開洞進(jìn)行施工。

待回填完成后，對于人防區(qū)域樁，應(yīng)盡量避開底板縱梁、側(cè)墻及冠梁排樁區(qū)域，若無法避開，則采用旋挖機(jī)配合進(jìn)行局部清障，待清障完成再進(jìn)行樁基施工。

5.3 人防區(qū)域圍護(hù)施工

1）對于地連續(xù)墻與人防側(cè)墻及圍護(hù)沖突時的解決措施：人防回填完成后，總計4幅地連續(xù)墻與廢棄結(jié)構(gòu)沖突，現(xiàn)場配置1臺TR-200全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)配合局部清障，清障施工順序采用“清一跳一”原則。

2）對于槽壁加固與側(cè)墻及圍護(hù)沖突時的解決措施：待人防回填完成后，現(xiàn)場總共有122幅槽壁加固需進(jìn)行調(diào)整，后改用引孔高壓旋噴。

6 全回轉(zhuǎn)鉆機(jī)清障施工工藝

6.1 施工準(zhǔn)備

在施工準(zhǔn)備階段，相關(guān)人員要在技術(shù)、安全和管線等方面做好交接工作；同時，在正式施工前，以開挖樣洞的方式調(diào)查施工區(qū)域內(nèi)的管線，從而更好地明確其與需清除障礙物的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上及時采取搬遷或保護(hù)措施。

另外，要測量放樣，即明確人防障礙物位置并現(xiàn)場標(biāo)注。根據(jù)放樣挖掘并露出人防障礙物區(qū)域。

6.2 全回轉(zhuǎn)設(shè)備就位、固定

1）在定位鋼板的安放環(huán)節(jié)，必須保證定位鋼板的平整性，且其孔位中心與待清障物的孔位中心精準(zhǔn)重合，即定位鋼板的4個定位基點必須全部位于路基板的中心，該中心通常使用2根細(xì)線確定。定位鋼板在安放時一定要與預(yù)先測量好的需清障物的孔位中心重合。

2）安放鉆機(jī)時，其4個支腿應(yīng)全部與上述所提及的定位鋼板4個基點重合；在安放完畢后，可運用鉆機(jī)的垂直監(jiān)視系統(tǒng)或經(jīng)緯儀來確定鉆機(jī)垂直度，并通過調(diào)整4個支腿使鉆機(jī)可水平線安放。

3）在液壓泵站就位環(huán)節(jié)，要確定其已與鉆機(jī)液壓系統(tǒng)連接完畢。在此基礎(chǔ)上，還要檢查與調(diào)試設(shè)備，以確保各個工作系統(tǒng)狀態(tài)正常。

6.3 鋼套管鉆入

1）啟動液壓泵站，將發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速從低轉(zhuǎn)速逐漸調(diào)整為高轉(zhuǎn)速，鉆機(jī)回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)調(diào)至0位，啟動加緊油缸按鈕，確認(rèn)鉆機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)已將套管加緊之后，方可啟動回轉(zhuǎn)鉆機(jī)系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)馬達(dá)初始啟動必須低轉(zhuǎn)速運行，待回轉(zhuǎn)阻力穩(wěn)定且低于設(shè)定值時，方可適量調(diào)高轉(zhuǎn)速。

2）試運轉(zhuǎn)正常及垂直度修正完成后，開始正式鉆進(jìn)。正式鉆進(jìn)同樣是發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速、鉆機(jī)低轉(zhuǎn)速，壓力、扭矩穩(wěn)定且未達(dá)到設(shè)定值時，可適量調(diào)整轉(zhuǎn)速及收縮支腿油缸進(jìn)行鉆進(jìn)。一般初始5m以內(nèi)，鉆機(jī)速度控制在3～5r/min，旋轉(zhuǎn)扭矩穩(wěn)定在額定最大扭矩的30%～50%，以確保初始鉆機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定及鉆進(jìn)垂直度。

6.4 拔除

根據(jù)施工經(jīng)驗，在鋼套管鉆進(jìn)過程中因土體擾動，需清除的障礙物處會發(fā)生扭斷或破壞，然后用沖抓斗抓出斷裂的人防部位及附近的土，并不斷補(bǔ)充清水或泥漿。

6.5 孔位回填

孔位填充是清障施工過程中一個重要環(huán)節(jié)。待障礙物清除完畢后，在鋼套管內(nèi)回填優(yōu)質(zhì)黏土或8%的水泥土。為避免塌孔的情況發(fā)生，回填作業(yè)隨起拔套管同時進(jìn)行，即套管正式起拔前，先在套管內(nèi)回填一定高度的優(yōu)質(zhì)黏土，再邊拔套管邊回填，始終保持套管內(nèi)回填土面高于套管底面一定高度，最終回填至場坪標(biāo)高。

7 結(jié)語

對于深基坑工程施工來說，利用廢棄地下結(jié)構(gòu)作為臨時內(nèi)支撐支護(hù)體系，組織換撐及拆除協(xié)同施工，除可有效保障相關(guān)工程的施工安全與施工質(zhì)量外，還能節(jié)省施工單位的開支，從而保障工程的高品質(zhì)與科學(xué)性，促進(jìn)我國深基坑施工技術(shù)的發(fā)展。