海運大樓改擴建基坑工程施工關鍵技術研究

唐華罡

（上海建工七建集團有限公司，上海 200050）

1 工程概況

1.1 基坑工程概況

本工程基坑面積約794m2，基坑普遍開挖深度為5.2m，新建地庫東側、南側與西側普遍區域采用φ800咬合樁圍護兼止水，北側利用原海運大樓地下室外墻作為支護結構，部分與原海運大樓新老圍護交接區域采用φ800高壓旋噴樁止水搭接。基坑內部豎向設置一道水平型鋼支撐體系。新建地庫基坑環境保護等級為二級。

1.2 周邊環境概況

基坑北側為海運大廈，地上主樓18層，裙房6層，地下2層，樁筏基礎，基礎埋深約8.6m，新建地下室外墻距離海運大廈地下室外墻約0.5m。基坑東側邊線距離紅線2.5m，距離變電站約6.7m，距離高陽路約13m，路下有雨水、燃氣、供電等管線，距離基坑最近雨水管約16.3m。基坑南側邊線距紅線最近約0.8m，距國際客運中心商業配套項目9m，國際客運中心地下3層，樁筏基礎，基礎深約11.3m，其地下室外側外掛汽車坡道距基坑邊3.3m，基坑西側邊線距紅線3.3m，距國際客運中心地下室外墻最近約10.2m。

2 工程重、難點分析

2.1 周邊環境復雜，既有建筑保護要求等級高

本工程距離周邊建筑物較近，北側新建地下室外墻距離海運大廈地下室外墻約0.5m，并且，新建地庫地下室外墻部分已經切入到海運大樓原有圍護樁，需對臨近原圍護進行鑿除，且海運大樓建于1997年。南側國際客運中心為地下3層，其地下室外墻距離新建地庫基坑開挖邊線約9m。基坑施工勢必對臨近地下室有一定影響。海運大廈與國際客運中心都在使用過程中，鑒于復雜的周邊環境，新建地庫基坑環境保護等級為二級，因此保護等級要求較高。

2.2 地下障礙物復雜，清障及圍護施工難度大

新建基坑施工前需要將原汽車坡道、原污水處理池、進水泵房等地下建（構）筑物及其圍護結構進行拆除，汽車坡道與原有地下室結構相連，拆除難度較大，新建車庫外墻切入到原圍護結構，因此需要對此進行鑿除（詳見圖1）。對于臨近原有建筑物地下室的圍護結構鑿除，施工過程中對原有建筑物保護要求高，同時施工難度大，機械選擇要求高。

2.3 咬合樁圍護作業面與管線距離近，管線保護難度大

南側相鄰國客單位所屬區域內存在兩根直埋的高壓電纜，以及一排寬度在1.26m左右的混凝土包封的箱體電纜。其中直埋電纜距離地下室外墻為0.77m，電纜的箱體距地下室外墻為1.6m。管線距離圍護咬合樁結構較近，施工過程中需要采取措施加以保護。

2.4 基坑變形控制要求高

本工程基坑開挖深度為5.2m，北側緊鄰原有海運大樓地下室，南側與國際客運中心地下室約9m，根據基坑開挖影響范圍可知，本基坑的開挖勢必對周邊環境有較大影響。基坑施工過程中需要對其變形加以控制，避免基坑變形引起周邊環境的破壞。

3 主要施工技術措施

3.1 圍護結構設計方案的確定

本工程基坑普遍開挖深度5.2m，三個集水坑處開挖深度6.5m。圍護結構范圍內原汽車坡道、原污水處理池、進水泵房等地下建（構）筑物等地下障礙物較多。基坑周邊建筑物較多，并且年代久遠。因此，考慮到工程設計概況、地質條件及周邊環境等，確定采用咬合樁的圍護結構形式。

咬合樁施工機械全套管鉆機，對清除地下障礙物具有較好的效果。套管鉆機施工過程中，一般對一些比較小的障礙物，如礫石、卵石層均能穿過；當遇到地下障礙物處理較困難時，如遇大塊石可將鉆機沖抓換成十字沖擊錘沖砸擊碎后下壓套管清除，如遇地下管線、鋼筋、型鋼等大型障礙物可抽干積水，在保障安全的前提下吊放作業人員入孔切割處理；特殊情況可由潛水員入孔處理。因此，本工程采用咬合樁圍護結構形式，可以滿足本工程清障的要求。

咬合樁作為支護結構，相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌，并于后序次相間施工的樁內置入鋼筋籠，使之形成具有良好防漏防滲作用的整體連續防水、擋土圍護結構，在成樁過程中必須嚴格控制樁身垂直度及樁身質量，垂直度必須控制在3‰以內。

3.2 管線保護施工技術措施

本工程周邊市政管線較多，對于此類管線的保護至關重要。距離基坑較遠處的管線，基坑開挖對其影響較小，開挖過程中只需布設監測點，隨時監測其位移變形，并對監測數據系統分析做出保護措施。距離本工程基坑較近位置，開挖前能夠搬遷的，與相關部門協商搬遷，無法搬遷的，施工過程中需要采取位移監測措施。

影響本工程施工的管線主要包括兩根直埋的高壓電纜及一排寬度在1.26m左右的混凝土包封的箱體電纜，直埋電纜距離地下室外墻為0.77m，電纜的箱體距地下室外墻約為1.6m。經過對以上電纜位置及搬遷可能性分析，決定采取不同的措施對其保護。兩根直埋的高壓電纜進行搬遷處理，對混凝土包封的箱體電纜，施工前采取應力釋放隔離保護措施，減小咬合樁施工過程中造成管線較大位移，引起破壞。

應力釋放隔離措施整體施工流程為：開挖槽溝→槽鋼插入→中粗砂回填槽溝→咬合樁導板施工→清障施工→護臂套筒施工→咬合樁施工。

3.3 基坑變形控制技術措施

3.3.1 施工順序

根據本工程基坑特點，為確保土方開挖施工的安全、順利，在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“豎向分層、縱向分區分段、先中間后兩邊、先支后挖、邊挖邊支”的施工原則。基于以上開挖原則，采取如下開挖施工順序：

第一次挖土：根據圍檁支撐位置，自西向東，抽條挖土，圍檁支撐隨后跟進。每條溝槽尺寸為1.5m寬×0.8m深，土方量約100m3，隨挖隨運，土方機械與車輛自高陽路側大門進出。

第二次挖土：挖土深度-1.2～-6.4m，普遍挖深5.2m，自西向東，先挖后澆帶西側一塊，再挖后澆帶東側一塊，每塊土方分二層臺階式退挖，每塊土方量約2250m3，坑底預留300mm土改用人工扦挖。嚴禁超挖，超挖處必須用砂石回填。

3.3.2 換撐技術措施

為確保施工區域基坑安全及拆支撐時已完成的結構安全，本工程設計換撐情況如下：

底板后澆帶換撐：底板后澆帶位置采用型鋼進行傳力連接，后澆帶換撐采用H250×250×9×14@4000型鋼換撐，型鋼采用Q345B級鋼，H型鋼通過-300×300×12封頭板與底板連接，H型鋼與封頭板連接處均滿焊，hf≥8mm，并確保H型鋼與底板緊密連接。后澆帶混凝土采用比相應結構部位高一級微膨脹混凝土澆筑。

底板換撐板帶及頂板換撐：在新建地庫底板與原大樓地下室外墻之間，設置與底板相同厚度、相同混凝土強度等級的換撐板帶。在新建地庫頂板與原大樓地下室外墻之間，設置與頂板相同厚度、相同混凝土強度等級的換撐板帶（詳見圖2）。

圖2 底板與頂板換撐板帶設置

3.3.3 基坑監測技術措施

由于本工程離市政道路及建筑物較近，市政道路下有較多地下管線分布。環境、管線、監測、保護在施工中由監測單位進行監測，并對每日監測得到的數據進行及時匯總分析，分析數據及時送達三個單位，以加強日常的監護，發現圍護體系及周邊管線的監測變形值達到報警值時及時報警，以便采取措施防止變形值繼續增大。

在基坑施工過程中要及時查看、分析基坑監測報表內容，并對數據進行系統分析，通過基坑監測數據指導基坑的施工，保證基坑施工安全。

4 結語

本工程作為改擴建項目，需要對原來的地下汽車坡道及其他障礙物進行清障處理，同時需要考慮相鄰建筑物，因此，相對于新建項目較為復雜。本文通過對周邊復雜環境、地下障礙物、鄰近基坑管線及基坑變形控制等重難點進行分析，針對性地提出了相應的施工技術保護措施，保證了周邊建筑物的安全，順利完成了改擴建深基坑的施工，確保了工程安全、順利開展。本文可以為類似工程提供一定的指導及借鑒。