地鐵上覆蓋商業用房深基坑開挖支護工程監理

朱效鋒

浙江泛華工程咨詢有限公司 浙江 杭州 310005

1 項目背景

本工程位于杭州市下城區62號地塊，東靠東新路，南至應加河，西至規劃二號線，北至打鐵關三弄，地塊內建有地鐵一號線與五號線打鐵關站，本工程地上建筑面積為128807m2，為四個樓棟，其中最高建筑高度為97.5m本工程地下建筑面積53210m2，地下均為3層，筏板底標高:車庫及主樓區域-15.31m，坑中坑區域-18.76m。本地塊地下室規劃紅線最窄處僅為1.9m，用地較為緊張，施工難度大。

2 地質概況

(1)填土:雜色、濕松散、以生活與建筑垃圾為主，厚度為0.5-4.5m,全場分布。

(2)素填土:灰色，濕松散，層厚0.4-1.5m，局部分布。

(3)粉質黏土:灰、飽和可塑、層厚0.8-3.4m，全場分布。

(4)砂土:灰黃色、濕稍密飽和層厚0.6-2.2m，全場分布。

(5)淤泥質土:灰色飽和流塑，高靈敏度，含有機質，強度中等無搖振反應層厚3.1-26.1m，全場大分布。

(6)粘土:灰黃色,飽和可塑，無搖振反應飽和可塑全場大部分布，層面埋深22.9-41.6m。

(7)粉質及粉砂質黏土:灰綠及灰黃色，飽和可塑，強度中等，全場大部分分布，層面埋深29.6m-45.8m。

(8)砂礫:灰及灰黃色，恨濕中密。含卵礫石約25-45%,礫石粒徑為2-4cm，最大可達15cm；其余以細砂中砂及粗砂充填為主層面埋深為42.6m-53.4m，全場分布。

(9)中風化安山玢巖:青灰色，灰色，單軸飽和抗壓強度平均值為52.3MPa,標準值為41.6MPa。屬硬質巖，層面埋深54.1-56.2m全場分布，本層未揭穿。

3 工作重點難點及重大危險源

(1) 本工程位于地鐵保護區內，對基坑圍護施工，地下連續墻及基坑開挖等作業要求極高，基坑變形控制在毫米級，一旦變形超過控制指標，將影響地鐵安全運營。

(2) 地鐵1號線將本工程基坑分為南北獨立又在變形控制上有一定聯系的兩個基坑，場地狹小，不利于機械分布與工序穿插施工。

(3) 場地緊靠地鐵站B口，人流量大，南側為應加河，水補給量大。

(4) 本工程基坑深度15米設置三道混凝土支撐，且在地鐵兩側要求分坑開挖，土方開挖與換撐難度大。

(5) 本工程位于杭州市中心對于文明施工與環境保護要求較高。

(6) 本工程為地鐵上蓋物業TOD項目，且基坑內地鐵一號線已運行。施工過程中的基坑檢測數據要求精度高且檢測頻次高。

4 基坑開挖支護設計方案

本工程按照深基坑專項施工方案分六個區塊開挖(S1、S2、S3、N1、N2、N3)。分兩個階段施工S1、N1對稱開挖；S2、N2對稱開挖。待S1、N1、S2、N2地下室整體澆筑完成后，再對稱開挖S3、N3以避免基坑開挖對地鐵運行影響過大。基坑止水帷幕采用850@600三軸水泥攪拌樁，被動加固區采用800mm與1000mm的地下連續墻，以及鋼砼、冠梁、支撐圍梁、連梁、格構柱等，新舊連續墻鏈接采用MJS高壓旋噴樁。

5 施工程序

施工工程樁→施工水泥土攪拌樁/墻→施工地下連續墻、鉆孔灌注樁→設坑外坡面及地表砼面層→設好排水明溝及集水井→圍護體達到設計強度后，開挖土體至施工壓頂梁、支撐梁施工工作面→施工第一道支撐梁→挖土至第二道支撐梁→施工第二道支撐梁底→挖土至第三道支撐梁→施工第三道支撐梁底→開挖至地下室底板底標高→人工邊修土邊設板墊層，并設好坑底集中排水→挖地槽至承臺底標高，并立即設好墊層及磚胎模→設好二次圍護措施，挖坑中坑土體至設計標高，并立即設好墊層→底板換撐→拆除支撐梁→向上作業。

6 深基坑開挖支護工程監理要點

由地鐵運營單位組織的地鐵專項保護施工方案及由施工單位組織的專項施工方案經專家論證通過后，經總監審核通過后，現場安排三軸水泥攪拌樁進行止水帷幕作業。待攪拌樁完成80%以后開始地下連續墻施工。在此時間監理主要工作為；1、水泥攪拌樁的水泥用量監控，2、三軸的升降速率及噴漿壓力是否達到設計要求。下沉速度要小于0.8m/min，上升速度控制在1m/min以下。

1） 由于連續墻與地下室剪力墻二合一施工。監理管控的內容有以下幾條；1、復核導墻測量坐標，導墻的放樣必須準確無誤。2、控制導墻內外墻及頂面的平整度，3、導墻混凝土自然養護達到70%以上強度時方可成槽作業。4、檢查施工單位泥漿的各種性能指標確保成槽泥漿質量，5、嚴格按照施工方案的單元槽施工順序施工。6、時刻關注成槽的垂值度，及時糾正垂直偏差。7、督促施工方及時清運成槽挖出的土方及泥漿。

圖1 基坑圍護結構示意圖

2）鋼筋籠制作與吊裝 。1、所有的鋼筋籠都應在統長的底模整幅加工成型；2、全部采用電焊焊接，不得采用鐵絲綁扎；3、對照深化圖紙檢查鋼筋焊接的橫平豎直、間距、成型尺寸正確無誤。檢查鋼筋籠縱向抗彎桁架及斜拉桿，吊點位置確保鋼筋籠吊裝的安全。鋼筋籠吊裝前應由專監與施工技術員進行專項檢查必須通過”三檢”并填寫隱蔽工程驗收報告單專項驗收合格后才允許吊裝。4、吊裝前應用超聲波檢測所成槽的寬度與垂直度。5、吊裝時應全過程旁站確保吊裝安全。

3）墻體混凝土澆筑 。1、控制埋管的深度保持在2.0-4.0m，混凝土面高差控制在0.5m以下，墻頂面砼面高于設計標高1.0-1.5m，整幅砼澆筑時應連續澆筑，2、在頂拔反力箱時，要嚴格按照澆筑記錄計算接頭管允許頂拔的高度，嚴禁早拔，多拔。墻底注漿壓力0.1-0.4MPa,每幅水泥用量為6000Kg,墻底注漿量控制滿足以下一個條件時才可以停止注漿，注漿量控制在1T/延長米；壓力達到1.2-1.4MPa；槳量比較大，壓力也不大，但有明顯冒漿時。

7 基坑開挖過程監理控制要點

1）本工程是在地鐵站兩旁開挖深基坑，所以要把地鐵保護放在第一位，保證地鐵正常安全運行是監理工作的重中之重。基坑開挖要嚴格按照專家論證修改審核后的方案執行。開挖時同一個坑內土坡高差要少于2m、坡度1：1以內，防止坑內土體滑坡。設備挖土不方便之處應進行人工修坡清土。要求施工單位做到分層開挖、嚴禁超挖，做到”五邊施工”即邊挖、邊鑿、邊鋪、邊澆、邊砌，保證基坑土體不長期裸露。開挖時采用自邊角向中間開挖，優先施工有支撐梁棧橋及加固區范圍，N1、S1；N2、S2；N3、S3進行對稱開挖，由于南側開挖區面積小北區大，開挖時先進行南邊開挖，再開挖北側，南北高差保持在1-2m的區間，使南北側的應力釋放基本保持平衡，減少地鐵運行區的位移。

2）由于場地狹窄，土方運輸車輛及施工機械須在第一道支撐梁上行走，按分坑施工，所以嚴格控制了車輛行走路線，使支撐豎向荷載控制在了30KPa以下。由于本工程采用逆施工法開挖，考慮到基坑圍護與地鐵運行安全，要求其施工單位支撐梁的結構件強度達到80%以上才進行下道工序開挖。

3）開挖過程中聘請了三個檢測單位分別對地鐵、基坑位移進行監測。本工程基坑各個區塊開挖深度約 15m，基坑破壞后果嚴重，本工程基坑安全等級為一級[1]。基坑監測單位共委托3家，監理每天都對監測數據進行分析，發現位移偏大靠近報警值，總監立即組織專題分析會并聯系設計單位提出處理方案，由施工單位立即采取措施，同時加密監測頻率，進行動態化、信息化管理模式。本項目軌道交通結構安全狀況偏安全的定為Ⅱ級，地鐵1號線打鐵關站~西湖文化廣場站盾構法區間隧道水平位移控制值8mm、豎向位移控制值10mm、相對收斂8mm、變形相對曲率1/2500。已建成地鐵1號線打鐵關站~西湖文化廣場站明挖法區間隧道、明挖車站水平位移控制值10mm、豎向位移控制值10mm、車站與附屬結構交接處差異沉降8mm[2]。設計、評估單位明確該階段各項變形指標控制值為工程建設周期變形控制總值的30%。

工程出現緊急情況或監測數據超過預警值時，應采取如下的應急預案措施，配合相關部門實施工程應急預案：

(1) 立即按照相關程序向主管部門和施工單位、、第三方監測單位及業主代表報告現場情況；

(2) 組建應急監測工作小組；

(3) 增加監測人員和監測儀器設備；

(4) 增加監測對象或項目、監測點和監測頻率；

(5) 做好與緊急情況或監測數據超過預警值時工程場地現狀的各種文字、影像記錄；

(6) 協助相關部門處置緊急情況，并對工程應急處置工作提出建議。

4）由于本工程處于鬧市區商品混凝土運輸比較麻煩，在每次澆筑前，監理都督促施工單位做好混凝土用量的計劃防止出現混凝土澆筑間隔時間過長。

8 地下結構施工及支撐梁拆除

本工程共設計三道支撐，第一道支撐頂標高-1.400（車庫頂板標高-1.2m~-1.6m，主樓區域-0.5m），第二道以及第三道支撐與樓板位于同一標高位置上，換撐時需要首先將舊支撐拆除，然后才能在相同的位置上再施工樓板，詳見圖2。

圖2 撐梁拆除示意圖

1）換撐拆撐工作也是保證深基坑開挖的一道關鍵工序，期間要防止拆撐長時間擱置，不進行結構施工，全部已建結構及傳力帶混凝土強度經第三方監測單位檢測達到80%以上時，且開挖工作面進行書面移交后，方開始下一道工序施工。支撐拆除采用靜力切割法，切割后督促施工單位及時運離施工區域再破拆，禁止施工單位在現場用搗機破拆。

2）拆換撐要求監測單位加密監測時間，以保證基坑位移變形值在報警值以內。澆筑基礎底板混凝土時，應同時施工與底板同厚素砼換撐帶，施工傳力帶前應將圍護樁上的泥皮清理干凈。

3）拆除過程中嚴禁過量堆載(堆載應小于20 kPa)，同時監測單位應加強對圍護體周邊的監測。

信息化管理：

由于本工程的特殊性，在管理過程中將精心組織、合理管控，并力爭做到信息化管理。

(1) 進場材料系統的管理

建立材料信息數據庫，掌握材料進料、庫存、施工情況，對材料的批次、試驗等數據進行統計分析，掌握對供應商供料信息，確保材料的質量。

(2) 監理資料管理

根據管控情況，運用電腦及時進行資料的填寫、整理與統計，保證監理資料的及時性與準確性。

(3) 信息化管控

為了保證地鐵以及臨近建（構）筑物的安全和使用功能，在管控過程中，要求實施全過程的、動態的施工監測，以使整個過程處于監控之中。掌握施工對周圍環境的影響，以有效地指導施工，及時調整施工措施，確保已建成地鐵明挖區間以及站臺以及周邊建（構）筑物的絕對安全。

(4) 監測數據信息化管理

基坑開挖過程中必須進行動態管理， 加強監測工作，及時獲取基坑開挖過程中支護結構和周圍土體的受力與變形信息，以求事先掌握基坑開挖的影響情況，為地下室順利施工提供指導，進行”信息化”施工，主要監測內容為基坑坑側土體深層 位移、地下水位變化、周邊道路和管線沉降以及裂縫觀察、基坑周邊土體沉降與位移等。

4）由業主單位牽頭，創建1個由施工方、監理方、第三方監測、地鐵監測主要人員共同參與的微信群，做到信息實時共享，出現問題立即處理。

9 結束語

通過監理高效、細致、全程管控措施，為地鐵兩側深基坑的開挖圍護順利施工提供了保障。軌道交通地鐵站上覆蓋項目深挖地下室工程越來越多，基坑安全責任重大，杭州地鐵地鐵施工曾經出現事故給我們監理人員敲響警鐘，要求我們監理人員了解并掌握施工環節各節點的重點難點，預控各環節易發生的質量、安全問題。