馬 仕（上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，上海 200001）

隨著國內(nèi)城市化持續(xù)發(fā)展，大城市以及特大城市的地下空間越來越多的被開發(fā)利用。在上海，超深基坑以及超深隧道工程屢見不鮮。超深基坑大多數(shù)以地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)[1]，地墻的插入深度往往是基坑深度的 1.8～2 倍。在某些特殊情況下，如盾構(gòu)隧道需要在基坑下方近距離進(jìn)行穿越時(shí)，上部基坑的圍護(hù)地墻會(huì)成為穿越線路上的障礙物。目前，雖然有部分工程采用玻璃纖維筋替代鋼筋制作地墻鋼筋籠，使盾構(gòu)機(jī)可以切削地墻以及玻璃纖維筋從而穿過地墻[2]。但這種方案在具體實(shí)施過程中，穿越的難度及風(fēng)險(xiǎn)較大，消耗時(shí)間較長，設(shè)備損耗非常大。因此，需要對(duì)這種情況下的圍護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化，來盡可能避免盾構(gòu)機(jī)穿越地下連續(xù)墻的問題[3]，而采用復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)來減小地墻插入深度是可行的優(yōu)化方向。

本文以上海軌道交通 14 號(hào)線豫園站工程為依托，分析并總結(jié)了在盾構(gòu)機(jī)穿越位置采用減小地墻插入深度并疊合SMW 工法樁的圍護(hù)形式后，整個(gè)基坑開挖過程中圍護(hù)變形以及周邊環(huán)境情況，總結(jié)了在插入比不夠情況下，地墻疊合SMW 工法樁作為基坑圍護(hù)的實(shí)施效果。

1 工程實(shí)際應(yīng)用

1.1 設(shè)計(jì)概況

上海軌交 14 號(hào)線豫園車站與已建 10 號(hào)線豫園站通過新建一條換乘通道進(jìn)行聯(lián)通，此條新建換乘通道作為 14 號(hào)線豫園車站的附屬施工。該換乘通道分深、淺坑開挖，深坑開挖深度 19.61 m，采用地下連續(xù)墻圍護(hù)。

由于該換乘通道在結(jié)構(gòu)完成后需要在底板下方穿越 1條地鐵盾構(gòu)隧道，隧道頂部至底板僅 5.3 m，考慮到避免后期盾構(gòu)穿越地墻，地下連續(xù)墻插入深度受到限制，因而采用在地墻外壁疊合 SMW 工法樁組成復(fù)合基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在換乘通道結(jié)構(gòu)完成后，將工法樁內(nèi)型鋼拔除，再進(jìn)行盾構(gòu)隧道施工。

因此本基坑圍護(hù)存在兩種類型，第一類地墻為非盾構(gòu)穿越段的普通地墻，地墻深 50 m 厚 1 m，盾構(gòu)穿越段地墻為淺地墻，地墻深 24 m 厚 0.8 m。如圖 1 所示。

圖1 盾構(gòu)隧道與基坑位置關(guān)系圖

1.2 施工情況

本工程按照?qǐng)D 2 所示施工順序進(jìn)行施工。

圖2 工程實(shí)施流程圖

1.2.1 地墻施工

地下連續(xù)墻寬 5 m，厚 800 mm，墻深 24 m，H 型鋼接頭，現(xiàn)場施工采用一臺(tái) SG 60 抓斗成槽機(jī)進(jìn)行成槽，地墻垂直度控制為 1/500。

1.2.2 SMW 工法樁施工

工法樁采用常規(guī)直徑 850 mm @600 mm 三軸攪設(shè)備施工，水泥摻量 20%，樁長 34 m，每一幅樁套打，每幅攪拌樁完成后，立即插入 H 型鋼，型鋼插入深度 33 m，用液壓震動(dòng)錘輔助下沉，型鋼表面涂刷脫模劑，方便后期拔除，本工程共打入 H 型鋼 8 根。所施工的工法樁與地墻間留 15 cm間距，工法樁養(yǎng)護(hù)到期后，在與地墻間隙中壓密注漿填充。工法樁與地下連續(xù)墻位置關(guān)系平面圖如圖 3 所示。

圖3 工法樁與地下連續(xù)墻位置關(guān)系平面圖

1.2.3 基坑施工

基坑開挖深度最深處 19.61 m，共設(shè)置 5 道支撐，第一道為混凝土撐，其余為鋼支撐。開挖采用長臂挖機(jī)及滑臂挖機(jī)進(jìn)行開挖，開挖遵循“時(shí)空效應(yīng)”，隨挖隨撐。

1.2.4 工法樁拔除

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在結(jié)構(gòu)頂板完成后，對(duì) H 型鋼進(jìn)行拔除。拔除采用 1 套普通 300 t 雙油缸液壓千斤頂進(jìn)行頂拔。

1.3 基坑及環(huán)境監(jiān)測情況

基坑開挖過程中，分別對(duì)地下連續(xù)墻、基坑支撐、周邊管線進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測布點(diǎn)情況以及監(jiān)測安排如圖 4 所示。

圖4 基坑監(jiān)測點(diǎn)平面布置圖

圖中，P 1 點(diǎn)為 24 m 深地墻對(duì)應(yīng)的圍護(hù)變形監(jiān)測點(diǎn)，P 2 點(diǎn)為 50 m 深地墻對(duì)應(yīng)圍護(hù)變形監(jiān)測點(diǎn)。DB 1、DB 2 為24 m 墻外側(cè)地表沉降監(jiān)測點(diǎn)，DB 3為 50 m 地墻外側(cè)地表沉降監(jiān)測點(diǎn)，表1 為基坑分階段監(jiān)測頻率。

表1 基坑分階段監(jiān)測頻率

2 應(yīng)用效果分析

2.1 圍護(hù)變形情況

隨著基坑開挖深度增加，圍護(hù)變形逐漸增大。開挖到底時(shí)，外側(cè)疊合了 34 m 深 SMW 工法樁的 24 m 深 0.8 m厚地墻變形最大值為 27.5 mm（向基內(nèi)變形），50 m 深 1 m 厚地墻變形最大值為 21.3 mm（向基內(nèi)變形）。即開挖至約20 m 深時(shí)，圍護(hù)變形相差 6.2 mm，變形情況基本一致，且均＜0.14% H（及 28 mm），均達(dá)到基坑變形控制規(guī)范要求[4]。如圖 5 所示。

圖5 基坑開挖圍護(hù)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖

2.2 周邊環(huán)境監(jiān)測情況

基坑開挖過程中，周圍地表受到影響，發(fā)生沉降。開挖到底時(shí)，24 m 深地墻疊合 SMW 工法樁后，外側(cè)地表監(jiān)測點(diǎn)DB 1、DB 2 監(jiān)測沉降值分別為 -17.7 mm、-19.46 mm，50 m 深地墻外側(cè)地表監(jiān)測點(diǎn) DB 3 監(jiān)測沉降值為-14.61 mm。即開挖至約 20 m 深時(shí)，周圍環(huán)境沉降量最大相差約4.85 mm，沉降情況基本一致，如圖 6 所示。

圖6 基坑開挖周圍地表沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖

2.3 H 型鋼拔除

H 型鋼在結(jié)構(gòu)回筑完畢后，由 1 套 300 t 液壓千斤頂進(jìn)行頂拔。頂拔順利，每根 H 型鋼頂拔時(shí)間約 15 min，頂拔出來后的 H 型鋼完整性好，未發(fā)生斷裂以及變形等情況，共拔出 8 根 H 型鋼，100% 完整。拔除后及時(shí)進(jìn)行了注漿回填，周邊環(huán)境影響極小。

3 結(jié) 語

在地下連續(xù)墻插入比受限的情況下，采用外側(cè)疊合SMW 工法樁組成復(fù)合深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以很好滿足深基坑開挖要求，是一種較好的可供選擇的方案。

SMW 工法樁疊合插入比不夠的地下連續(xù)墻共同作為深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在基坑開挖過程中圍護(hù)變形小、周邊環(huán)境影響小、支撐軸力正常，與正常插入比的地墻幾乎等效。

SMW 工法樁在基坑開挖完成以及結(jié)構(gòu)回筑完成后，工法樁內(nèi) H 型鋼可以進(jìn)行拔除，對(duì)盾構(gòu)穿越施工無影響。拔出后須及時(shí)進(jìn)行回填，減小拔出對(duì)周邊環(huán)境的影響。