陳祥森，覃榮高，黃 釗，張?zhí)熘T銀龍，張春杰

(1.昆明理工大學(xué) 國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650031；2.河北建筑設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 上海分公司，上海 200122；3.云南省地質(zhì)調(diào)查院，云南 昆明 650200 ）

在如今城市建設(shè)快速發(fā)展的背景下，深基坑施工也成了熱門(mén)，深基坑支護(hù)是一項(xiàng)施工難度較高的項(xiàng)目，需要采用科學(xué)的支護(hù)體系結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)，才能保證支護(hù)體系承載深基坑的負(fù)荷，進(jìn)而保證建筑工程安全開(kāi)展[1]。深基坑開(kāi)挖支護(hù)主要有：錨桿支護(hù)、混凝土灌注樁支護(hù)、自立式支護(hù)、組合型支護(hù)[2]。要根據(jù)巖土工程施工的具體情況選擇最優(yōu)化的支護(hù)技術(shù)，設(shè)置最優(yōu)化的深基坑支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)，才能最大化發(fā)揮支護(hù)技術(shù)的利用價(jià)值，提高巖土工程施工質(zhì)量[3]。

1 工程概況

陳家鎮(zhèn)智慧島建設(shè)項(xiàng)目位于上海市崇明區(qū)，基坑開(kāi)挖面積約21 998m2，其他區(qū)域開(kāi)挖邊長(zhǎng)約1 022m，開(kāi)挖深度約6.35～7.65m，總開(kāi)挖土方量約16 萬(wàn)m3。開(kāi)挖區(qū)域內(nèi)地層均為第四紀(jì)全新世Q4 時(shí)代沉積的粘性土及粉性土，局部夾淤泥質(zhì)土。場(chǎng)地地下水類型主要由分布在淺部地層約為0.5～1.2m 之間的潛水和埋藏較深約為3～11m 的微承壓水組成。主要補(bǔ)給方式為大氣降水入滲和地表水體入滲。基坑北側(cè)緊鄰已建富創(chuàng)路，東側(cè)與已建瀛湖路相鄰，南側(cè)和西側(cè)為政府規(guī)劃用地。場(chǎng)地中有條明浜分布，明浜長(zhǎng)度約14.0m，明浜一般分布有浜底淤泥，浜底淤泥厚度0.60～0.90m，層底標(biāo)高0.24～1.44m。北側(cè)局部明浜現(xiàn)已回填為暗浜，如圖1 所示。

圖1 基坑周邊環(huán)境平面圖

2 重點(diǎn)難點(diǎn)分析

1）該工程基坑規(guī)模大，屬于大型深基坑工程，對(duì)基坑的變形控制以及基坑的分段施工要求較高。

2）擬建場(chǎng)地內(nèi)的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，軟土地層大范圍分布，且場(chǎng)地中有條明浜分布，明浜寬度約14.0m，明浜一般分布有浜底淤泥，浜底淤泥厚度0.60～0.90m，層底標(biāo)高0.24～1.44m。北側(cè)局部明浜現(xiàn)已回填為暗浜，場(chǎng)地內(nèi)對(duì)明浜完成抽水，及時(shí)清淤換填，堅(jiān)持干法施工，從而對(duì)支護(hù)工藝以及攪拌樁的水泥摻量有很大考驗(yàn)。

3）基坑開(kāi)挖涉及分型土層較多且?jiàn)A雜淤泥質(zhì)土，該土層滲透性較大、在動(dòng)水頭作用下易產(chǎn)生流砂和管涌，對(duì)支護(hù)止水要求較高。

3 基坑的支護(hù)方案

在現(xiàn)場(chǎng)踏勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)情況條件、基坑周邊環(huán)境影響及地下水位埋深情況，對(duì)基坑采取分區(qū)設(shè)計(jì)。對(duì)于基坑北側(cè)、東側(cè)，考慮到區(qū)域內(nèi)有明浜、暗浜分布地質(zhì)條件較差，但支護(hù)邊線距紅線較遠(yuǎn)，為支護(hù)施工提供了較大的空間，所以（剖面1-1′、3-3′、1A-1A′、3A-3A′）采用重力式擋墻的支護(hù)方式。該工法統(tǒng)一施工簡(jiǎn)單又高效，施工質(zhì)量整體效果好，在“安全性、工期控制、施工方便性”3 個(gè)要素尤為突出。而基坑西側(cè)、南側(cè)部分區(qū)域距紅線較近，但基坑周邊環(huán)境相較簡(jiǎn)單，采用工法樁能滿足安全要求，其次采用工法樁區(qū)域分區(qū)較多，開(kāi)挖面積小，且能提高效率縮短施工工期，工期能夠有效控制。采用工法支護(hù)體系有一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因而建議豎向支護(hù)體系SMW 工法支護(hù)體系。且鋼支撐較鋼筋混凝土支撐施工方便、安裝拆除簡(jiǎn)單。鋼支撐能滿足對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求且較鋼筋混凝土支撐節(jié)省工期，因而建議支撐體系采用鋼管支撐。所以（剖面2-2′、4-4′、2A-2A′、4A-4A′）采用工法樁+鋼支撐的支護(hù)方式。

根據(jù)基坑現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況及地質(zhì)條件，對(duì)于基坑支護(hù)方案做出以下設(shè)計(jì)。

3.1 淺層放坡+重力壩

以經(jīng)典剖面3-3′為例：先采用一級(jí)放坡，放坡高度為1.50m，坡率為1 ∶1.5。護(hù)坡采用80mm 厚噴射混凝土面層，內(nèi)配?6.5@200×200鋼筋網(wǎng)片，一級(jí)平臺(tái)寬度不小于11.00m；雙軸攪拌樁：壩體寬度4.20m，基坑內(nèi)側(cè)兩排樁長(zhǎng)15.00m，其余樁長(zhǎng)11.00m，水泥摻量13%；200mm 壓頂板：內(nèi)配8@200 雙向配筋，混凝土強(qiáng)度為C20，并及時(shí)對(duì)浜底清淤換填，重力壩需設(shè)防水帷幕。

3.2 淺層放坡+工法樁+鋼管支撐

以典型剖面4-4′為例：先采用一級(jí)放坡，放坡高度為1.50m，坡率為1∶1.5。護(hù)坡采用80mm 厚噴射混凝土面層，內(nèi)配?6.5@200×200鋼筋網(wǎng)片，一級(jí)平臺(tái)寬度不小于3.00m；型鋼：H500×300×11×18，插二跳一，樁長(zhǎng)15.00m；雙軸攪拌樁：樁長(zhǎng)14.50m，水泥摻量13%；鋼支撐：609×16 鋼管支撐。

4 土方開(kāi)挖設(shè)計(jì)

1）土方開(kāi)挖工作量較大，應(yīng)采用邊開(kāi)挖邊支護(hù)，開(kāi)挖前應(yīng)充分了解周邊各有關(guān)道路、管線等設(shè)施的保護(hù)要求，開(kāi)挖過(guò)程中，盡量加快施工效率保證安全的同時(shí)又能縮短工期，減少基坑暴露時(shí)間，應(yīng)充分重視基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并及時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整施工流程或方案，強(qiáng)調(diào)信息化施工，遵循十六字原則。

2）土方開(kāi)挖應(yīng)遵循一定的原則，采用分段、分層的方式[5]。開(kāi)挖深度最深不超過(guò)2.5m，階梯平臺(tái)寬度不小于4m，坡比不應(yīng)大于1 ∶1.5。

3）嚴(yán)禁在底部掏空的支撐構(gòu)件上行走與操作。立柱周邊對(duì)稱掏空，以防止立柱受力不均勻。

4）挖土機(jī)械的通道布置、挖土順序、土方搬運(yùn)以及材料的堆放應(yīng)以避免引起對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的不利影響為原則，土方開(kāi)挖應(yīng)遵循“大基坑，小開(kāi)挖”的原則，避免大面積開(kāi)挖造成基坑位移過(guò)大，減小基坑開(kāi)挖的風(fēng)險(xiǎn)，基坑無(wú)墊層暴露面積不超過(guò)200m2。

5）坑底留300mm 厚土層，采用人工鏟除整平，并防止坑底土體擾動(dòng)。

6）基坑開(kāi)挖及地下室施工期間，應(yīng)注意挖土機(jī)械不得損壞支護(hù)結(jié)構(gòu)等，基坑周?chē)鷩?yán)禁堆土或堆載，超載控制在20kPa 以內(nèi)。挖運(yùn)土機(jī)械必須按指定的路線行駛，嚴(yán)禁亂停亂走。不得在支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部碾壓。開(kāi)挖時(shí)注意保護(hù)已施工的工程樁、支護(hù)結(jié)構(gòu)、降水結(jié)構(gòu)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)，不得碰撞工程樁、降水井、立柱（樁）等，并沿工程樁、降水井、立柱（樁）等四周均勻下挖，高差不得大于2m。

7）開(kāi)挖期間如遇漏水以及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形超過(guò)允許值等情況，應(yīng)立即停止挖土，并積極配合搶險(xiǎn)工作。

5 降水方案設(shè)計(jì)

1）由于場(chǎng)地內(nèi)含有明浜、暗浜的分布，防治其對(duì)基坑施工的影響，施工單位必須根據(jù)擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)圖紙及周邊環(huán)境情況制定詳細(xì)的降水設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行方案。

2）沿基坑周邊地面設(shè)截水溝，同時(shí)每間隔30m 設(shè)集水坑，截水溝與集水坑不得有滲漏。修整基坑周?chē)乇?，靠近基坑坡頂?～2m 的地表適當(dāng)墊高，基坑附近因地面變形而開(kāi)裂時(shí)應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

3）施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常檢查排水溝，確保排水溝的暢通。對(duì)基坑邊的原有裂縫應(yīng)做必要的填補(bǔ)，嚴(yán)防地表水的滲透。

4）采用真空管井降低潛水水位，使基坑內(nèi)土體疏干，從而達(dá)到使基坑安全、順利施工的目的，降水方案需經(jīng)過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可后方可施工。

5）基坑降水應(yīng)于開(kāi)挖前15d 左右進(jìn)行，坑內(nèi)設(shè)觀察井，基坑開(kāi)挖前基坑內(nèi)地下水位須降至開(kāi)挖面以下1.0m。

6）對(duì)明浜、暗浜清淤回填，并適當(dāng)提高攪拌樁的水泥摻量。

6 基坑監(jiān)測(cè)

6.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

在巖土工程深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，相關(guān)管理部門(mén)需要注重深基坑支護(hù)施工質(zhì)量管理工作[6]。為了及時(shí)收集、反饋和分析周?chē)h(huán)境要素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)合本工程周?chē)h(huán)境特點(diǎn)，在基坑實(shí)施的過(guò)程中，對(duì)基坑工程應(yīng)設(shè)置以下幾個(gè)方面的監(jiān)測(cè)內(nèi)容：周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)、周邊地面沉降監(jiān)測(cè)、周邊管線監(jiān)測(cè)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、圍護(hù)頂部垂直位移及水平位移監(jiān)測(cè)、土體深層水平位移監(jiān)測(cè)（測(cè)斜）、鋼管軸力監(jiān)測(cè)、立柱豎向位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)。

6.2 監(jiān)測(cè)頻率

基坑開(kāi)挖前監(jiān)測(cè)頻率為1～2 次/周；基坑開(kāi)挖到底板澆筑完成后3d 不應(yīng)低于1 次/d；底板澆筑完成后3d 到基坑回填不應(yīng)低于3 次/d。特殊項(xiàng)目如基坑監(jiān)測(cè)達(dá)到報(bào)警值或基坑開(kāi)挖期間天氣十分惡劣等情況下加密觀測(cè)頻率。

6.3 報(bào)警值

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，當(dāng)變形位移監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)報(bào)警警示并采取應(yīng)急措施，或基坑地下水水位變化導(dǎo)致可能出現(xiàn)的基坑塌落、涌水時(shí)，也應(yīng)及時(shí)報(bào)警并采取相應(yīng)應(yīng)急措施，保障施工的安全。報(bào)警值如表1 所示。

表1 基坑監(jiān)測(cè)報(bào)警值

7 結(jié)論

以上海市崇明陳家鎮(zhèn)智慧島基坑擬建場(chǎng)地為例，根據(jù)該工程的周邊環(huán)境及工程地質(zhì)，對(duì)基坑開(kāi)挖、支護(hù)設(shè)計(jì)和施工方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要介紹了重力式擋墻和工法樁+鋼支撐的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工。針場(chǎng)地內(nèi)浜底淤泥不良地質(zhì)情況，應(yīng)及時(shí)對(duì)明浜、暗浜清淤換填，并適量提高攪拌樁的水泥摻量。針對(duì)其開(kāi)挖規(guī)模較大，采取合適的支護(hù)形式，加快施工進(jìn)度控制成本。通過(guò)提高監(jiān)測(cè)力度，加強(qiáng)質(zhì)量控制，如若出現(xiàn)報(bào)警，及時(shí)應(yīng)急處理，預(yù)防了事故發(fā)生，保障了施工的安全和穩(wěn)定。