李愛華LI Ai-hua

（上海市浦東新區(qū)建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，上海 200120）

0 引言

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，人口和車流的劇增給城市交通帶來(lái)了很大的壓力，隨之，許多地下交通工程施工也越來(lái)越多。但地下交通工程施工環(huán)境復(fù)雜，工序繁雜，也會(huì)牽涉到各個(gè)部門的配合，給這些施工建設(shè)工程帶來(lái)了很大的影響。因此，為了優(yōu)化地下工程的施工，相關(guān)部門要采取創(chuàng)新科學(xué)的施工技術(shù)，不斷優(yōu)化技術(shù)方案的設(shè)計(jì)及技術(shù)創(chuàng)新，以提升地下工程施工質(zhì)量，促進(jìn)城市化建設(shè)的良性發(fā)展。

文章結(jié)合森蘭地塊中區(qū)地下通道出入口新建工程為例，進(jìn)行工程的施工方案優(yōu)化，主要是為了提升工程建設(shè)質(zhì)量，為施工提供安全性和技術(shù)保障，優(yōu)化和創(chuàng)新后的施工方案既便于施工，又節(jié)省了成本，縮短了工期，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)效率和社會(huì)效益的雙贏建設(shè)目標(biāo)。

1 深基坑工程簡(jiǎn)述

深基坑工程是指基坑開挖深度超過5m（含5m）的基坑，對(duì)其實(shí)施降水、支護(hù)以及土方開挖的工程。深基坑工程具有復(fù)雜系統(tǒng)工程特點(diǎn)。在開展深基坑工程中，最重要的則為深基坑支護(hù)和土方開挖工程，這兩者之間需要相互配合，相互協(xié)調(diào)，以確保地下工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

1.1 深基坑支護(hù)技術(shù)

建筑工程施工環(huán)節(jié)深基坑支護(hù)技術(shù)指的是建筑物的支護(hù)結(jié)構(gòu)，為保證實(shí)際結(jié)構(gòu)施工和基坑施工的安全性所提供的相應(yīng)技術(shù)，施工過程中技術(shù)不到位，基本施工提供了技術(shù)支持，同時(shí)還為建筑基礎(chǔ)整體承載量和強(qiáng)度提供了保障，進(jìn)而能夠不斷提高施工質(zhì)量。在一定程度下，深基坑支護(hù)技術(shù)會(huì)對(duì)于整體施工質(zhì)量造成影響，甚至?xí)绊懻w施工進(jìn)度，而且還會(huì)跟施工的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。施工環(huán)節(jié)對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)的處理，能夠有效結(jié)合不同的工作，選擇合適的技術(shù)內(nèi)容，保證實(shí)際技術(shù)，發(fā)揮最大的優(yōu)勢(shì)。

1.2 土釘支護(hù)施工

建筑工程施工過程中常見的深基坑支護(hù)技術(shù)，包括土釘支護(hù)施工，借助土地進(jìn)行基坑支護(hù)作為一種常見的支護(hù)形式，其原理就是通過土壤和土體之間的作用，能夠使邊坡土體更具有穩(wěn)定性，在保證土體穩(wěn)定性和整體性的基礎(chǔ)上，將土釘在土體內(nèi)，會(huì)使得土體受到彎矩和拉力作用下保證實(shí)際土體的穩(wěn)定性。深基坑支護(hù)前，首先需要對(duì)土地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，項(xiàng)目開展過程中土釘進(jìn)入土體之后的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，來(lái)確保施工環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性，避免存在相關(guān)影響深基坑支護(hù)技術(shù)的因素，造成安全事故。土釘施工前需要對(duì)土釘孔洞進(jìn)行深度測(cè)量，在技術(shù)施工環(huán)節(jié)要嚴(yán)格按照深基坑支護(hù)施工規(guī)范要求進(jìn)行注漿，并對(duì)水泥砂漿的水灰比、外加劑等進(jìn)行嚴(yán)格控制。直到孔洞注滿注漿時(shí)，需要注重注漿的時(shí)間，確保在水泥砂漿初凝前完成具體的補(bǔ)漿工作，要在攪拌注漿環(huán)節(jié)做好注漿配比，嚴(yán)格按照實(shí)際設(shè)置規(guī)范，對(duì)于水泥的每平方用量進(jìn)行控制。

1.3 土層錨桿施工技術(shù)

深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中土層錨桿也是具體施工過程中的重要一方面，可以通過鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔工作。具體的深度要按照施工方案來(lái)進(jìn)行確立。首先要對(duì)于錨桿進(jìn)行全面的檢查，鉆孔環(huán)節(jié)，如果遇到了阻礙物或異物，需要及時(shí)停止工作，解決了實(shí)際問題之后才能正常完成施工。土層錨桿施工過程中要對(duì)錨桿進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保統(tǒng)計(jì)的誤差在一定范圍之內(nèi)，在冷縫處理和裝鉆機(jī)工程過程中，要保持螺桿均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆孔底部?jī)A斜不能超過錨桿長(zhǎng)度的3%，同時(shí)要設(shè)計(jì)好錨桿深度，不能超過設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的1%，并應(yīng)嚴(yán)格按照具體設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行相應(yīng)的配比，注漿要從上至下進(jìn)行孔洞的注漿。

1.4 圍護(hù)樁支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)常采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)深基坑基礎(chǔ)進(jìn)行支護(hù)，以防止深基坑結(jié)構(gòu)工程施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題，對(duì)深基坑工程施工的安全性特別有幫助，可以充分發(fā)揮深基坑支護(hù)技術(shù)的優(yōu)越性。

1.5 連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

該類型中地下連續(xù)墻本身都具有較強(qiáng)高度，在防水與防滲漏功能方面表現(xiàn)較好，可應(yīng)用于地下水位之下的軟黏土層與砂土層施工環(huán)境中，比較適用于深層土壤的基坑支護(hù)施工應(yīng)用體系，確保深層土壤基坑支護(hù)施工應(yīng)用體系有效構(gòu)建。

1.6 深層攪拌支護(hù)技術(shù)

它主要運(yùn)用固化劑結(jié)合水泥展開機(jī)械設(shè)備攪拌過程，配合固化劑與軟土劑進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后逐漸硬化，有效提高深基坑支護(hù)施工安全穩(wěn)定性。

2 浦東森蘭地塊中區(qū)地下通道出入口新建工程概況

森蘭地塊中區(qū)地下通道出入口新建工程位于浦東新區(qū)外高橋新市鎮(zhèn)，本工程地下通道出入口是使整個(gè)森蘭中區(qū)地塊地下環(huán)路與周邊市政道路連通的重要通道。中區(qū)地塊在地下二層規(guī)劃了一條交通環(huán)路將各地塊串聯(lián)在一起，使得各地塊車位互補(bǔ)、溝通便利，并且優(yōu)化了區(qū)域地面交通，環(huán)路出入口直達(dá)城市干道洲海路及張楊北路，與城市交通順暢對(duì)接。本工程共涉及四個(gè)地道出入口，具體位置為：地道一為地下車行出入口通道，位于張楊北路東側(cè)、啟帆路南側(cè)；地道二為地下車行出入口通道，位于張楊北路東側(cè)、啟帆路北側(cè)；地道三為地下車行出入口通道，位于洲海路南側(cè)連接D1-4北側(cè)地下室；地道四為地下車行出入口通道，位于洲海路南側(cè)穿越蘭嵩路連接D1-4地下室。

地道暗埋段采用整體箱形框架結(jié)構(gòu)，敞開段采用U型槽塢式結(jié)構(gòu)，暗埋段結(jié)構(gòu)凈高5.5m，地道一、二、三號(hào)凈寬9.0m，結(jié)構(gòu)總寬10~11m；地道四凈寬7.0m，結(jié)構(gòu)總寬8~9m。地道一暗埋段長(zhǎng)50m，敞開段長(zhǎng)110m，總長(zhǎng)160m；地道二暗埋段長(zhǎng)80m，敞開段長(zhǎng)80m，總長(zhǎng)150m；地道三僅設(shè)置30m長(zhǎng)敞開段，總長(zhǎng)30m；地道四暗埋段長(zhǎng)70m，敞開段長(zhǎng)70m，總長(zhǎng)140m。

由于整個(gè)森蘭商都將在2021年中全面開業(yè)，業(yè)主對(duì)于四個(gè)地下通道出入口的工期要求十分高，同時(shí)四個(gè)出入口結(jié)構(gòu)均不復(fù)雜，因此對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程中進(jìn)度保證影響最大的關(guān)鍵工序就是圍護(hù)及土方開挖的施工，同時(shí)由于四個(gè)地下通道是同時(shí)實(shí)施，因此對(duì)于各個(gè)工序的流水作業(yè)銜接要求很高。所以，合適的基坑開挖方案在項(xiàng)目前期策劃是很重要的。

3 設(shè)計(jì)意圖及原土方開挖方案的缺點(diǎn)

3.1 圍護(hù)設(shè)計(jì)方案

本工程涉及四個(gè)地下通道，以情況最復(fù)雜的地下通道四為例，地下通道為長(zhǎng)條形基坑，基坑帶弧形，尺寸約為150m×13.5m，開挖深度0.7~11.96m，本工程基土主要由粘性土和砂土組成。各土層依次為：第一層為素填土；第二層為淤泥；第三層為吹填土（粘質(zhì)粉夾雜淤泥質(zhì)粘土）；第四層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾砂；第五層為砂質(zhì)粉土；第六層淤泥質(zhì)粘土；第七層為粉砂。工程場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類型，常年平均地下水位埋深為0.3~1.5m。場(chǎng)地內(nèi)第七層為第Ⅰ承壓水含水層。擬建基坑開挖深度較深，第七層承壓水不突涌。根據(jù)勘察量測(cè)結(jié)果，第七層微承壓水水位埋深在3.0~11.0m。

本地下通道四局部落深14.26m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)施不同的圍護(hù)方法?；由疃仍?.7~3.0m采用三軸重力式擋墻；基坑深度大于3.0m時(shí)，在上面北側(cè)實(shí)施鉆孔灌注樁加三軸攪拌樁止水帷幕的方式，南側(cè)采用SMW工法樁形式，在基坑底部實(shí)施雙軸攪拌樁進(jìn)行裙邊加抽條的試工，另外在基坑內(nèi)部采取兩條三軸攪拌樁止水帷幕來(lái)進(jìn)行抗內(nèi)止水，見圖3。支撐按照基坑深度不同采用一~四道支撐（詳見表2），詳細(xì)的圍護(hù)參數(shù)詳見表1。（圖1、圖2）

圖1 地下通道四平面圖

圖2 地下通道四縱斷面圖

圖3 地下通道四坑內(nèi)止水帷幕位置圖

表1地下通道四圍護(hù)墻體及止水帷幕結(jié)構(gòu)情況表

3.2 原基坑開挖方案

根據(jù)圍護(hù)設(shè)計(jì)，深坑部分采用的坑底加固形式并未將坑底封堵，同時(shí)坑內(nèi)的兩道三軸止水帷幕將整個(gè)基坑分為三部分。為了保證坑內(nèi)降水的效果，原方案將基坑以兩道止水帷幕為界限分為三個(gè)分段來(lái)實(shí)施（分段詳見圖4），順序?yàn)棰佟凇?。第①段?nèi)按深度不同分別設(shè)置了四道支撐和三道支撐，按照“先撐后挖、不得超挖”的原則，將表層的土方挖掉并進(jìn)行第一道鋼筋砼實(shí)施支撐（詳見圖4），開始實(shí)施第①段土方開挖工作，在第一個(gè)層面挖到深坑內(nèi)部時(shí)，進(jìn)行第一道鋼進(jìn)行底部支撐，并確保學(xué)超挖，并不挖除淺區(qū)的第一道鋼支撐（詳見圖5），第一道鋼支撐完成之后再挖第二層的土方直至深坑區(qū)，再進(jìn)行第二道鋼支撐，另外再將淺土區(qū)進(jìn)行第一道鋼支撐下挖除土方，再進(jìn)行第二道鋼支撐至淺區(qū)的第一道鋼實(shí)施支撐，詳見圖6，依次循環(huán)鋼支撐施工和土方開挖穿插流水作業(yè)直至坑底，澆筑墊層并施工地道結(jié)構(gòu)。

圖4 地下通道四表層土清理示意圖（原方案）

圖5 地下通道四①段第一層土方開挖示意圖（原方案）

圖6 地下通道四①段第二層土方開挖示意圖（原方案）

表2地下通道四支撐及冠梁（圍檁）相關(guān)信息

3.3 原基坑開挖的缺點(diǎn)

按照此方案開挖，雖然可行，但是在施工過程中會(huì)有很大的缺點(diǎn)：

①由于需要保留坑內(nèi)止水帷幕使坑內(nèi)封閉，分階段施工需要增加多級(jí)放坡（詳見圖8）；多級(jí)放坡會(huì)增加坑底施工的危險(xiǎn)性，特別是上海地區(qū)地質(zhì)情況不佳且降雨較多，對(duì)于邊坡的影響較大。②第②段的施工需等到結(jié)構(gòu)底板完成，坑底封閉后實(shí)施，雖然第③段較淺且只有一道支撐可以與第②段一并實(shí)施，但是土方機(jī)械和鋼支撐施工班組會(huì)重復(fù)進(jìn)場(chǎng)，不但會(huì)導(dǎo)致成本增加，而且會(huì)導(dǎo)致工期增加。③分段施工作業(yè)極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)班組窩工，同時(shí)因?yàn)榉侄螌?dǎo)致底板不能連續(xù)澆筑，增加接縫處理對(duì)于地下結(jié)構(gòu)的防水性能有很大的影響。

（1）聚類挖掘算法，聚類分析是一種典型的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，是一種同數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合形成的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)挖掘最為常用的技術(shù)之一。其主要的思想是在給定的是一個(gè)初始化數(shù)據(jù)集中，搜索數(shù)據(jù)對(duì)象之間是否存在有價(jià)值聯(lián)系。在電子商務(wù)活動(dòng)中，可以利用聚類分析算法來(lái)發(fā)現(xiàn)客戶群中不同特點(diǎn)的群組，從而針對(duì)不同的特征群組來(lái)優(yōu)化商品上下架、推廣的時(shí)間和位置，已提高商品銷售量。

圖8 地下通道四①段第四層土方開挖示意圖（原方案）

4 優(yōu)化后的深基坑土方開挖方案及優(yōu)點(diǎn)

4.1 圍護(hù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

為了保證項(xiàng)目的進(jìn)度和安全性，項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)及業(yè)主方積極溝通，將深坑部分原來(lái)的裙邊加抽條加固更改為滿堂加固（詳見圖9），同時(shí)在淺坑底未封閉區(qū)域增加一個(gè)真空深井降低淺坑區(qū)域水位（詳見圖10），弱化坑內(nèi)三軸止水帷幕的重要性。

圖1 0地下通道四深井降水布置圖

圖7 地下通道四①段第三層土方開挖示意圖（原方案）

圖9 地下通道四深坑段滿堂加固

同時(shí)，將整個(gè)長(zhǎng)條基坑按照一個(gè)整體實(shí)施，每層土方以支撐道數(shù)為分界線劃分為三個(gè)流水段（詳見圖11）。

深基坑的表面土方開挖完成后，第一道鋼砼支撐要與原施工方案相一致，再進(jìn)行第一層土方挖除至第一段第一道鋼支撐，施工完成后再進(jìn)行第一道鋼支撐，另外，挖土深度不超過第一段的同時(shí)將第二段、第三段的土方挖除（詳見圖13）。

第二層采用類似的流水作業(yè)方式，依次挖除和施工第一段第二道鋼支撐和第二段第一道鋼支撐，因?yàn)檎麄€(gè)基坑深度逐漸變淺，同時(shí)每道支撐間距在3m左右，可以只放一級(jí)坡。

在挖土過程中做好如下工作：

②將土挖至第一個(gè)基坑底的高度后，進(jìn)行修土，及時(shí)澆筑砼墊層。墊層應(yīng)延伸至圍護(hù)結(jié)構(gòu)邊緣，并在基抗四面鋪設(shè)地下排水溝，以免地下水進(jìn)入坑內(nèi)。

③深基坑四周設(shè)防護(hù)欄桿，四周安裝安全防護(hù)欄桿欄桿高離地高1250m，下面水平欄桿離地500mm，貼地設(shè)120高擋腳板。人員上下基坑在兩端頭設(shè)兩個(gè)固定爬梯。

④嚴(yán)格做好深基坑降排水。針對(duì)深基坑降排水要有專門的方案設(shè)計(jì)來(lái)保證實(shí)際工程設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理、有效?；悠马斘恢梅琅潘ǔ?huì)通過路面硬化截排水溝等方式實(shí)現(xiàn)，在施工過程中在基坑開挖時(shí)，很容易導(dǎo)致邊坡變形，這就會(huì)形成地面的裂縫、坡頂位置的硬化，路面往往作為施工變道，導(dǎo)致施工車輛頻繁邊坡底面，極易存在相應(yīng)的裂縫問題，不能夠做好有效的防水措施，防水設(shè)施不足、排水量不足，地表水通過裂縫滲入后會(huì)引起到邊坡變形，最終導(dǎo)致整個(gè)基坑破壞。所以在基坑排水工程設(shè)置過程中，需要按照嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方案執(zhí)行，土方開挖過程中要嚴(yán)格落實(shí)具體土方開挖水位降低的處理問題，降水時(shí)要加強(qiáng)對(duì)于周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)，防止周邊局部沉降，影響到了實(shí)際基坑工程的施工安全。

⑤相關(guān)施工工員要及時(shí)配合監(jiān)管要求，嚴(yán)格按要求進(jìn)行邊坡的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患，并向上級(jí)部門上報(bào)，及時(shí)處理好安全風(fēng)險(xiǎn)。

在做好上述工作的同時(shí)，隨后依次挖除每層土方直至坑底施工底板結(jié)構(gòu)。（圖12-圖16）

圖1 6地下通道四第四層土方開挖示意圖

圖1 5地下通道四第三層土方開挖示意圖

圖1 4地下通道四第二層土方開挖示意圖

圖1 3地下通道四第一層土方開挖示意圖

圖1 2地下通道四表層土清理示意圖

圖1 1地下通道四每層土方分塊示意圖

4.2 優(yōu)化后土方開挖方案的優(yōu)點(diǎn)

方案優(yōu)化調(diào)整的主要優(yōu)點(diǎn)有以下方面：

①解決了多級(jí)放坡的安全隱患，因?yàn)槊康街伍g距在3m左右，并且開挖的每層土方厚度越到淺埋段越小，所以施工過程中只需要放一道橫坡，大大減小了施工的危險(xiǎn)性。②各工序銜接更加流暢，因?yàn)槊繉油练椒蛛A段一次性挖除，減少了重復(fù)進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，在綜合考慮四個(gè)地下通道出入口流水作業(yè)的情況下，更加提高了施工作業(yè)效率。③保證底板連續(xù)澆筑的質(zhì)量，優(yōu)化后的方案較少了底板分段，使底板連續(xù)澆筑更容易實(shí)施，減少了接縫處理保證了結(jié)構(gòu)質(zhì)量。④工作面更大便于施工，跟原方案相比，各工序的施工作業(yè)面更大，穿插施工的影響更小，同時(shí)因?yàn)榇蛲藴\埋段使得現(xiàn)場(chǎng)材料運(yùn)輸變得更加方便，減少了吊運(yùn)材料的次數(shù)更加經(jīng)濟(jì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)施工方案的優(yōu)化在節(jié)省施工成本、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、加快施工進(jìn)度方面一直有很大的作用，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)施工前期策劃過程中，項(xiàng)目管理人員應(yīng)當(dāng)多結(jié)合施工項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)考慮各種常規(guī)施工方案的可行性，以便于選出更加適合項(xiàng)目的施工方案。該優(yōu)化的施工方案通過了上海市科技委的評(píng)審，同時(shí)也得到了專家的認(rèn)可，且在施工過程中對(duì)施工成本的節(jié)省、施工風(fēng)險(xiǎn)的降低、施工進(jìn)度的加快方面也有了具體的體現(xiàn)。