李江

（上海松江雅居樂房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，上海市200062）

0　引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，尤其軟土地區(qū)大部分位于沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，建筑行業(yè)發(fā)展加速，相對(duì)應(yīng)的基坑工程規(guī)模越來越大，周邊環(huán)境愈加復(fù)雜[1-3]。長三角軟土地區(qū)的基坑周邊遍布既有構(gòu)筑物、管線、地鐵等復(fù)雜條件，這就對(duì)基坑工程從業(yè)人員提出了更高的要求[4-6]。

本文正是在上述背景下，依托上海某項(xiàng)目超大基坑項(xiàng)目，探討研究臨近運(yùn)營地鐵等復(fù)雜條件下的基坑分區(qū)施工，為類似工程提供參考。

1　工程概況

該項(xiàng)目總用地面積為約2.5萬m2，現(xiàn)擬建低高層商品住宅、高層保障房、相關(guān)配套設(shè)施、低層商業(yè)用房和地下車庫。地上總建筑面積約5.6萬m2，地下總建筑面積2.4萬m2。

場(chǎng)地內(nèi)設(shè)地下一層地下車庫和局部地下二層地下車庫。該工程住宅樓±0.00相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高5.90 m，場(chǎng)地內(nèi)自然地面絕對(duì)標(biāo)高4.00 m，即相對(duì)標(biāo)高-1.90 m。地下一層基坑挖深約為4.50 m～4.65 m，局部地下二層基坑挖深為8.2 m～8.7 m；集水井、電梯井等局部深坑深度為1.5 m～3.1 m。基坑總開挖面積21 348 m2，其中地下二層地庫面積約5 238.5 m2；基坑總周長612.3 m，南北向最大長度113 m，東西向最大長度192 m。以地鐵50 m保護(hù)線為界，該基坑分為一期和二期。一期和二期基坑開挖面積分別為12 565 m2和8 773 m2。

根據(jù)上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程技術(shù)規(guī)范》（DG/TJ08-61-2010）相關(guān)規(guī)定，該基坑大面積區(qū)域安全等級(jí)為三級(jí)，局部地下二層處基坑安全等級(jí)為二級(jí)。

南側(cè)基坑開挖深度為4.5 m，距離地鐵17號(hào)線盾構(gòu)邊線僅6.67 m～21.91 m。最近處的保護(hù)對(duì)象與基坑的距離位于H＜s≤2 H之間，約7 000 m2范圍位于地鐵50 m保護(hù)線范圍內(nèi)，環(huán)境保護(hù)要求較高，該區(qū)域環(huán)境保護(hù)等級(jí)按二級(jí)考慮；地鐵17號(hào)線與基坑距離大部分在2倍坑深范圍之外，環(huán)境保護(hù)等級(jí)按三級(jí)考慮。

其他大部分區(qū)域的基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)按三級(jí)考慮。

2　工程特點(diǎn)與難點(diǎn)分析

該基坑工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）形狀較規(guī)則，開挖面積較大，深度中等，對(duì)施工要求高。

（2）周邊環(huán)境條件較復(fù)雜，主要保護(hù)對(duì)象是基坑南側(cè)的地鐵17號(hào)線區(qū)間隧道，南側(cè)基坑邊線距離隧道邊線6.6 m～22.0 m，環(huán)境保護(hù)要求較高?；有柽M(jìn)行分坑開挖，圍護(hù)設(shè)計(jì)和施工中須做好相關(guān)的保護(hù)工作，將沉降控制在允許范圍之內(nèi)。

（3）第⑥2-1層和第⑥2-2屬于（微）承壓含水層，基坑抗突涌驗(yàn)算不滿足要求，基坑工程面臨嚴(yán)峻的微承壓水問題。復(fù)雜的水文地質(zhì)條件是該基坑工程設(shè)計(jì)與施工中必須重點(diǎn)考慮并給予妥善處理的問題之一。

針對(duì)以上重點(diǎn)、難點(diǎn)，擬采取的關(guān)鍵性技術(shù)措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）將大坑劃分為小坑，分區(qū)施工；并根據(jù)不同部位基坑深度，以及坑外環(huán)境的不同，選擇不同的基坑支護(hù)型式，做到安全、經(jīng)濟(jì)、可行。

（2）鄰近地鐵17號(hào)線的部分，考慮時(shí)空效應(yīng)的影響，采用分區(qū)支護(hù)、分區(qū)開挖的原則制定設(shè)計(jì)方案，減小基坑開挖對(duì)地鐵區(qū)間隧道的影響。

（3）對(duì)微承壓水的處理是設(shè)計(jì)較深的止水帷幕，盡量隔斷承壓含水層，減少坑內(nèi)降水對(duì)周邊環(huán)境的影響。同時(shí)，在基坑南側(cè)靠近地鐵17號(hào)線的部位，設(shè)置回灌井，必要時(shí)采用壓力回灌地下水。

3　分區(qū)施工方案設(shè)計(jì)

為保護(hù)南側(cè)地鐵17號(hào)線的安全，將基坑分為三個(gè)區(qū)域（如圖1所示）：一期、二期A區(qū)和二期B區(qū)，要求基坑分區(qū)施工。

圖1　基坑分區(qū)示意圖

北側(cè)的一期基坑位于地鐵50 m保護(hù)線范圍之外，且為地下一層，坑深較淺，先行施工。

南側(cè)的二期基坑位于地鐵50 m保護(hù)線范圍之內(nèi)，且南側(cè)基坑邊線長達(dá)186 m，根據(jù)上海地區(qū)對(duì)地鐵保護(hù)的經(jīng)驗(yàn)及施工順序，將南側(cè)的二期基坑劃分為兩個(gè)區(qū)（A區(qū)和B區(qū)）。

總的分坑施工順序：一期→二期A區(qū)→二期B區(qū)，待本區(qū)基坑地下結(jié)構(gòu)完成并將基坑回填后方可進(jìn)行下一階段的支撐施工和土方開挖。

該工程土質(zhì)條件較好，土體強(qiáng)度較高，考慮到施工的可行性，以及止水的可靠性，選擇φ850@600的三軸水泥土攪拌樁作為止水帷幕。

圍護(hù)形式一期采用三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+天然放坡，東西兩側(cè)采用SM W工法插型鋼；二期采用灌注樁排樁+三軸水泥土攪拌樁止水帷幕+一道鋼筋混凝土支撐+一道鋼支撐（局部地下二層地下室增設(shè)）的支護(hù)形式。

4　臨地鐵側(cè)分區(qū)設(shè)計(jì)及施工優(yōu)化

4.1　圍護(hù)體及支撐

地鐵17號(hào)線位于基坑南側(cè)，靠近二期，因此選擇典型剖面1、剖面2均位于臨近地鐵側(cè)（見圖2）。

圖2　剖面1、剖面2示意圖

剖面1位于二期下半部分，如圖2所示，開挖深度4.5 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用：Ф700@950灌注樁結(jié)合Ф850@600三軸水泥土攪拌樁。攪拌樁水泥摻量20%，樁長8.5 m，灌注樁混凝土標(biāo)號(hào)水下C30，L=7.50 m。支撐體系采用一道混凝土支撐。

剖面2位于二期上半部分，如圖2所示，開挖深度8.7 m，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用三軸攪拌樁+灌注樁+鋼支撐。Ф850@600三軸水泥土攪拌樁，水泥摻量20%，L=10 m；灌注樁Ф700@950，L=9.5m。樁頂標(biāo)高為-0.5 m，有一道鋼支撐。

二期基坑內(nèi)設(shè)置兩道水平向支撐，其中第一道支撐為鋼筋混凝土支撐（見圖3）、第二道支撐為組合H型鋼支撐（見圖4），均為對(duì)撐+角撐體系。第一道支撐中心標(biāo)高+3.350 m，第二道支撐中心標(biāo)高-0.800 m。

圖3　二期基坑第一道鋼筋混凝土支撐平面總圖

圖4　二期基坑第二道支撐平面總圖

混凝土圈梁應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%以后支撐系統(tǒng)方可施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力施加結(jié)束后開始挖土。

4.2　優(yōu)化土方開挖

該工程土方開挖分兩個(gè)區(qū)施工，大面積開挖采用跳挖的形式。

（1）土方開挖采用機(jī)械大開挖，結(jié)合人工修土方式，為確保時(shí)間進(jìn)度節(jié)點(diǎn)，施工區(qū)內(nèi)安排2個(gè)土方開挖作業(yè)區(qū)，并配置相應(yīng)管理人員、機(jī)械設(shè)備、作業(yè)人員。

（2）在基坑北側(cè)賀橋村路設(shè)置一個(gè)出土口，并設(shè)置大門，作為一期施工區(qū)域出土及主要材料運(yùn)輸出入。在基坑西側(cè)西大盈港設(shè)置一個(gè)出土口，并設(shè)置大門及南側(cè)大門作為二期施工區(qū)域出土及主要材料運(yùn)輸出入。

（3）挖土順序：一期施工區(qū)域由南向北開挖，二期施工區(qū)域由東向西開挖。利用北側(cè)及西側(cè)出土口、南側(cè)大門，運(yùn)至指定卸土點(diǎn)。

（4）施工一期區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域開挖分兩次，一期南北兩側(cè)安排2臺(tái)挖機(jī)，第一次開挖至標(biāo)高2.25 m，開始施工混凝土護(hù)坡，第二次開挖至基坑底標(biāo)高-0.5 m。東西兩側(cè)及中間分隔等其他區(qū)域安排3臺(tái)挖機(jī)，第一次開挖至標(biāo)高1.9 m，即冠梁施工位置，第二次開挖至基坑底標(biāo)高-0.5 m，大面積開挖采用跳挖的形式。

（5）施工二期A區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域施工部署：圍護(hù)、樁基及加固施工→第一道混凝土支撐施工→降水施工→第一皮土方開挖→淺基礎(chǔ)底板施工、養(yǎng)護(hù)→鋼支撐安裝、施加預(yù)應(yīng)力→第二皮土方開挖→深坑基礎(chǔ)底板施工→鋼支撐拆除→地下室二層結(jié)構(gòu)施工→地下二層外墻回填、與地下一層底板連接→第一道支撐拆除→地下一層結(jié)構(gòu)施工→地下一層外墻回填。

土方開挖階段，場(chǎng)內(nèi)交通組織為土方車輛空車由盈港路大門進(jìn)，上棧橋裝土后經(jīng)B區(qū)，由西側(cè)向北，從北側(cè)大門出，具體見圖5所示。

第一皮土方開挖流程：I-1→II-1→II-2→I-2→II-3→II-7→I-3、II-6→II-4→II-5。第一皮土方分塊示意圖見圖6所示。其中I塊土方開挖至-0.5 m，II塊土方開挖至-1.0 m。

圖5　二期A區(qū)土方開挖交通組織示意圖

圖6　二期A區(qū)第一皮土方分塊示意圖

第二皮土方開挖流程：III-1→III-2→III-7、III-6、III-3→III-4→III-5。第二皮土方分塊示意圖見圖7所示。其中III塊土方開挖至-4.7 m。

（6）施工二期B區(qū)域挖土方法：

該區(qū)域施工部署同A區(qū)。

土方開挖階段，場(chǎng)內(nèi)交通組織為土方車輛空車由出土口2進(jìn)，裝土后經(jīng)B區(qū)，由西側(cè)向北，從北側(cè)大門出?？哲囋诨颖眰?cè)逗留，具體見圖8所示。

圖8　二期B區(qū)土方開挖交通組織示意圖

第一皮土方開挖流程：I-1→II-1→I-2→II-2→I-3→II-3→II-4→I-4。第一皮土方分塊示意圖見圖9所示。其中I塊土方開挖至-0.5 m，II塊土方開挖至-1.0 m。

圖9　二期B區(qū)第一皮土方分塊示意圖

第二皮土方開挖流程：III-1→III-2→III-3。第二皮土方分塊示意圖見圖10所示。其中III塊土方開挖至-4.7m。

4.3　降水

該基坑降水主要采用真空管井降水和輕型井點(diǎn)降水，除降水管井外，基坑內(nèi)外還應(yīng)設(shè)置集水井、排水溝、盲溝等可靠的明排水系統(tǒng)。除降水管井外，基坑內(nèi)外還應(yīng)設(shè)置集水井、排水溝、盲溝等可靠的明排水系統(tǒng)。

5　施工監(jiān)測(cè)

為了及時(shí)收集、反饋和分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)在施工中的變形信息，實(shí)現(xiàn)信息化施工，確保施工安全。結(jié)合該工程周圍環(huán)境特點(diǎn)，確定該監(jiān)測(cè)工程設(shè)置的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)點(diǎn)，見表1所列。表2為報(bào)警值統(tǒng)計(jì)表。

表1　監(jiān)測(cè)點(diǎn)（孔）統(tǒng)計(jì)表

表2　報(bào)警值統(tǒng)計(jì)表

基坑監(jiān)測(cè)頻率為：（1）基坑開挖前，應(yīng)至少測(cè)量3次，平均求得監(jiān)測(cè)初始值。（2）基坑施工開挖期間，每天一次。（3）地下室底板及換成帶澆筑完成到施工至正負(fù)零期間，可每?jī)商鞙y(cè)一次。（4）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過報(bào)警值時(shí)，適當(dāng)加密監(jiān)測(cè)頻率。

圖11和圖12分別為地鐵上行線與下行線沉降累積曲線圖。由圖11及圖12可知，南側(cè)17號(hào)線上下行隧道累計(jì)沉降均在5 mm以內(nèi)，滿足地鐵部門的要求。

圖11　地鐵上行線沉降累積曲線圖

圖12　地鐵下行線沉降累積曲線圖

經(jīng)監(jiān)測(cè)，總體來看，在可控制范圍內(nèi)，各項(xiàng)指標(biāo)均未出現(xiàn)報(bào)警情況，圍護(hù)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，沒有發(fā)生較大的險(xiǎn)情。整個(gè)監(jiān)測(cè)期間基坑也未發(fā)生流土、滲漏、坍塌等異常現(xiàn)象，同時(shí)通過人工巡檢,及時(shí)反饋相關(guān)信息，確保了項(xiàng)目及周邊環(huán)境的安全。

6　結(jié)語

本文依托軟土地區(qū)某超大基坑項(xiàng)目，針對(duì)其位于臨近地鐵等特點(diǎn)，采取了分區(qū)施工、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)等措施。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明較好地解決了軟土地區(qū)超大基坑臨近地鐵復(fù)雜條件下的相關(guān)問題。工程實(shí)踐表明，分區(qū)施工對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下的軟土地區(qū)超大基坑實(shí)施具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。