上海海怡建設(shè)（集團(tuán)）有限公司 上海 201203

1 工程概況

上海德威英國國際學(xué)校配套服務(wù)中心工程位于上海市浦東新區(qū)金橋出口加工區(qū)S8地塊，學(xué)校場地北側(cè)，東鄰藍(lán)桉路，北鄰碧云路，為地下2層（游泳池區(qū)域雙層設(shè)計(jì)）、地上2層的綜合配套建筑，淺基坑（室外下沉式走道）面積96 m2、挖土深度5.3 m，深基坑南北長約66.5 m、東西寬約33.5 m、面積2 154 m2、挖土深度12.1 m，基坑安全等級和環(huán)境保護(hù)等級均為二級。

根據(jù)地勘報(bào)告，該工程的土層在擬建場地地基土45 m深度范圍內(nèi)主要由回填土、淤泥質(zhì)黏性土以及砂性土、粉性土組成。

2 基坑周邊環(huán)境情況

該工程場地周邊環(huán)境情況比較復(fù)雜，具體如下：

1）基坑?xùn)|側(cè)基坑邊線與道路紅線最近距離19.2 m。紅線以外緊鄰藍(lán)桉路，道路下管線較多，有信息、給水、市話、雨水管、污水管、燃?xì)?，距離基坑邊線分別為13.8 m、15.8 m、18 m、20.2 m、22.6 m、24.6 m。

2）基坑?xùn)|側(cè)還有110 kV高壓架空線經(jīng)過，基坑邊線與高壓線距離約為11 m（圍護(hù)外邊線距離高壓線約10.2 m），高壓線最低點(diǎn)距離地面18 m；

3）基坑?xùn)|北角處有1棟1層（局部2層）磚混結(jié)構(gòu)的牙科醫(yī)院，基礎(chǔ)形式為無樁的條形基礎(chǔ)，基坑邊線與牙科醫(yī)院的距離為5.4～27.7 m。

4）基坑?xùn)|北角2.9 m處有1根架空通信線桿，基坑?xùn)|北角7.4 m處有1根架空高壓電線桿，另1根架空高壓電線桿位于基坑?xùn)|南角12.6 m處。

綜合前述可見，該工程周邊環(huán)境較為復(fù)雜，東側(cè)環(huán)境保護(hù)要求較高，有較多市政地下管線，尤其是東北角距離較近的牙科醫(yī)院，其磚混結(jié)構(gòu)對沉降和變形控制要求較嚴(yán)格。再加上通信、高壓電線桿及高壓線距離基坑較近，若施工不當(dāng)極易引起房屋開裂、傾斜，甚至造成高壓線桿傾斜、高壓線路受損等嚴(yán)重安全問題。因此房屋、地下管線、電線桿、高壓線是重點(diǎn)監(jiān)測和保護(hù)的對象[1]。

3 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)及調(diào)整

該工程招投標(biāo)階段的原圍護(hù)設(shè)計(jì)采用1排鉆孔灌注樁+1排三軸攪拌樁+2道水平混凝土支撐的圍護(hù)體系，在坑內(nèi)沿圍護(hù)樁局部設(shè)置水泥攪拌樁加固暗墩。該方案東側(cè)的三軸攪拌樁機(jī)在施工過程中距離高壓線水平距離小于10 m，其保護(hù)距離不足，東北角淺基坑未考慮圍護(hù)，原東側(cè)外挑的地下結(jié)構(gòu)（在高壓線的10 m保護(hù)范圍內(nèi)）無法二次圍護(hù)、開挖施工。

故經(jīng)過與建筑及圍護(hù)設(shè)計(jì)單位協(xié)商后，對建筑和圍護(hù)設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行了調(diào)整，減少了東側(cè)地下結(jié)構(gòu)外挑的長度，確定了以下基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案（圖1）：

1）深基坑?xùn)|側(cè)采用厚800 mm、深24.8 m的地下連續(xù)墻，地下連續(xù)墻與地下結(jié)構(gòu)外挑的外墻兩墻合一，地下連續(xù)墻外邊線與高壓線水平距離為10.2 m，既滿足高壓線的保護(hù)要求，也滿足了地下結(jié)構(gòu)外挑部位的圍護(hù)和開挖施工要求。

2）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的西、南、北3側(cè)仍采用鉆孔灌注樁擋土，樁徑為950 mm和1 000 mm兩種，樁間凈距為200 mm，有效樁長分別為22.9 m、24.4 m。

3）鉆孔灌注樁外側(cè)采用單排φ850 mm@1 200 mm三軸攪拌樁作為止水帷幕，有效樁長25.0 m，采用P.O 42.5水泥，水泥摻入量20%。

4）深基坑內(nèi)沿圍護(hù)樁局部設(shè)置雙軸水泥土攪拌樁加固暗墩，加固暗墩寬5.2 m，有效深度7.5 m，采用P.O 42.5水泥，水泥摻量13%。

5）地下連續(xù)墻接頭外側(cè)、地下連續(xù)墻與圍護(hù)樁、雙軸攪拌樁之間均采用φ800 mm@500 mm高壓旋噴樁進(jìn)行止水加固，有效樁長25 m。

6）圍護(hù)樁間采用壓密注漿@1 150 mm進(jìn)行止水加固，有效長度分別為11.7 m和13.9 m。

7）考慮到淺基坑的圍護(hù)要求，淺基坑部位采用雙軸水泥土攪拌樁φ700 mm@1 000 mm，寬4.7 m，水泥摻量13%，樁長13 m。

8）基坑降水采用深井降水，基坑內(nèi)設(shè)疏干井11口，基坑內(nèi)另設(shè)承壓水觀測及備用井2口，基坑外設(shè)觀測井2口。

經(jīng)過調(diào)整后的圍護(hù)設(shè)計(jì)和依據(jù)調(diào)整后圍護(hù)設(shè)計(jì)編制的施工方案順利通過了專家評審[2,3]。

圖1 調(diào)整后的基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)方案平面示意

4 基坑施工對周邊環(huán)境、建筑的保護(hù)措施

4.1 東北角牙科醫(yī)院的保護(hù)措施

為了將圍護(hù)和土方開挖施工對東北角牙科醫(yī)院的影響降低到最小，采用注漿的方法作為對該建筑物的附加保護(hù)措施。具體要求為：注漿管距離牙科醫(yī)院基礎(chǔ)邊外1.5 m處布置，每1.5 m布置1組，每組3根，間距500 mm，角度15°，埋深分別為12 m、11 m、10 m（圖2）；采用雙液注漿，配比（體積比）為：A液∶B液=1∶0.5，采用2個注漿泵同時向1根注漿管注漿，A液水泥漿的水灰比為0.8，B液水玻璃質(zhì)量密度為1.26 t/m3，速凝時間控制在60～120 s，注漿壓力為0.5 MPa。

圖2 牙科醫(yī)院處注漿施工平面布置示意

4.2 高壓線桿、高壓線的保護(hù)要求

為保護(hù)基坑周圍3根架空線桿，在圍護(hù)施工和土方工程施工過程中，采用25 mm2鋼絲繩四向拉固，并用混凝土加固錨固處，以防止架空線桿傾斜或倒塌，同時在施工過程中落實(shí)專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

4.3 降低地下連續(xù)墻成槽階段對環(huán)境的影響

在地下連續(xù)墻成槽施工時，避免槽壁塌方是減少周邊地表位移、沉陷的關(guān)鍵，施工中采取了以下控制措施：

1）在地下連續(xù)墻成槽前，應(yīng)先做導(dǎo)墻。導(dǎo)墻質(zhì)量的好壞直接影響地下連續(xù)墻的軸線和標(biāo)高。導(dǎo)墻是成槽設(shè)備的導(dǎo)向，也是存儲泥漿穩(wěn)定液位、維護(hù)上部土體穩(wěn)定、防止土體坍落的重要措施。導(dǎo)墻和導(dǎo)墻邊的施工道路均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，導(dǎo)墻深度大于1.8 m；道路混凝土厚250 mm。成槽機(jī)、履帶吊、混凝土攪拌車等大型車輛施工時應(yīng)該在槽段邊鋪設(shè)路基箱板進(jìn)行保護(hù)，并嚴(yán)禁在槽段邊堆料、堆物。

2）選用優(yōu)質(zhì)泥漿。為了增加泥漿護(hù)壁能力和懸浮沉渣能力，降低沉渣厚度，并保證槽壁穩(wěn)定，避免頸縮現(xiàn)象，需要配制和使用優(yōu)質(zhì)泥漿。

3）對槽段進(jìn)行合理的分幅及開挖順序安排是控制槽壁穩(wěn)定的重要因素，開挖時槽段寬度控制在4～6 m，多幅槽段處應(yīng)按先兩邊后中間的順序施工，抓斗出入導(dǎo)墻口時要輕放慢提，防止泥漿掀起波浪，影響導(dǎo)墻下面、后面的土層穩(wěn)定。抓斗入槽、出槽應(yīng)慢速、穩(wěn)當(dāng)，單元槽段成槽完畢或暫停作業(yè)時，即令成槽機(jī)離開作業(yè)槽段[4]。

4.4 保證基坑內(nèi)被動區(qū)土體的加固質(zhì)量

加固坑內(nèi)被動區(qū)土體可改善了支護(hù)樁的受力條件，不僅減少了樁身的內(nèi)力和樁身水平位移，還提高了坑底土體的穩(wěn)定性，防止坑底的隆起和管涌。雙軸攪拌樁暗墩加固的施工質(zhì)量控制措施有：

1）控制漿液配比，做到掛牌施工，并配有專職人員負(fù)責(zé)管理漿液配置，采用P.O 42.5水泥，水灰比為0.50；

2）嚴(yán)格控制鉆頭提升及下沉速度，鉆頭提升速度不大于0.5 m/min，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈的提升量以1.0～1.5 cm為宜；

3）為了使土體充分?jǐn)嚢琛⒊浞制扑?，破壞原狀土的結(jié)構(gòu)，使之便于與水泥均勻攪拌，必須嚴(yán)格按照“二噴三攪”的工藝實(shí)施；

4）在成樁28 d后采用抽芯取樣檢測，可反映出該攪拌樁整體噴漿均勻情況，樁身的長度、強(qiáng)度和完整性。抽芯取樣的數(shù)量為總樁數(shù)的1.0%，且不少于3根。

4.5 土方開挖的施工順序和要求

深基坑部位開挖以每道支撐為分界線，故本工程基坑分3層開挖，第1次開挖至第1道混凝土支撐底，挖土深度為1.9 m；第2次開挖至第2道混凝土支撐面標(biāo)高，挖土深度為5.0 m；第3次開挖至基礎(chǔ)墊層底標(biāo)高，挖土深度為5.2 m。由于基坑面積不大，所以每次開挖均采用從基坑中間向兩頭分層開挖的挖土方式，當(dāng)?shù)?次開挖至基坑底時，加快了開挖和基礎(chǔ)底板施工速度，以及時形成坑底支撐，控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位移。

淺基坑（室外下沉式走道）在深基坑范圍出±0.00 mm、地下室外墻防水施工完畢后，在淺基坑范圍內(nèi)先卸土1.5～2.0 m。由于淺基坑周邊圍護(hù)體系早已經(jīng)完成且基坑面積較小，在采用輕型井點(diǎn)進(jìn)行降水、疏干潛水后，迅速分層開挖至基底，并及時完成基礎(chǔ)施工。

基坑開挖、支撐及墊層施工時遵循“分層、對稱、限時、先撐后挖”的總原則進(jìn)行，利用時空效應(yīng)原理，盡量減少基坑無支撐的暴露時間，嚴(yán)格控制基坑變形。

5 加強(qiáng)監(jiān)測管理

5.1 監(jiān)測內(nèi)容

本工程監(jiān)測內(nèi)容有：圍護(hù)樁頂垂直度及水平位移；樁身的變形（測斜）；地表變形；地下管線的水平位移及沉降；鄰近建筑物的沉降；坑內(nèi)外地下水位；立柱的水平及垂直位移；支撐軸力的監(jiān)測；周邊環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前布設(shè)完畢（圖3），并留有初始監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測報(bào)警值見表1。

表1 監(jiān)測報(bào)警值

5.2 監(jiān)測結(jié)論及分析

圖3 基坑監(jiān)測點(diǎn)布置示意

經(jīng)過監(jiān)測，各測點(diǎn)的實(shí)測值均在可控范圍內(nèi)，其中圍護(hù)墻頂部的垂直沉降和水平位移累計(jì)最大值均發(fā)生在東側(cè)的Q2點(diǎn)，最大垂直沉降為17.7 mm，最大水平位移為7 mm；東北側(cè)牙科醫(yī)院最大沉降為12.9 mm（F3點(diǎn)）；高壓電線桿最大沉降為6 mm（D2點(diǎn)）；第1道支撐內(nèi)力最大為4 257 kN、第2道支撐內(nèi)力最大為6 502 kN；在土方開挖期間，東、西兩側(cè)的圍護(hù)體變形偏大，圍護(hù)墻深層水平位移最大值東側(cè)的CX1為37.69 mm、西側(cè)的CX3為35.35 mm，超過了警戒值范圍。這和基坑的形狀有關(guān)，超過警戒值的2處都是基坑長邊方向的中部，受力比較集中，而且深基坑開挖的土體應(yīng)力釋放較為集中，造成圍護(hù)變形的影響比較大。隨著圍護(hù)體變形后應(yīng)力逐步釋放，基礎(chǔ)底板傳力帶的形成后，基坑和圍護(hù)的變形趨于穩(wěn)定，說明圍護(hù)體系在整個施工過程中比較穩(wěn)定[5]。

6 結(jié)語

對于建筑物地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有一定難度、且周邊環(huán)境較為復(fù)雜的基坑工程，施工單位宜在方案設(shè)計(jì)階段即參與設(shè)計(jì)方案的比選和調(diào)整，提早對施工難點(diǎn)進(jìn)行分析和解決，并取得設(shè)計(jì)單位的理解和建設(shè)單位的認(rèn)可。在施工過程中落實(shí)各項(xiàng)保護(hù)措施，并強(qiáng)化信息化施工、動態(tài)管理，就能夠?qū)⑸罨邮┕わL(fēng)險(xiǎn)有效地控制在預(yù)定范圍內(nèi)。