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摘要：
根據工程周邊管線多、濱臨河流等環境復雜的特點，工程采用鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土內支撐體系，設置二道鋼筋混凝土支撐的圍護設計方案。依“順作法”施工工藝，按“時空效應”原理，限時、分段、均勻、對稱地進行分層分段開挖復雜環境下的深基坑工程土方開挖實行信息化施工，確?；又ёo、周邊環境的安全。
關鍵詞：
圍護設計；土方開挖；施工工藝
1工程背景分析
上海市中低價“四高”示范居住區康橋基地W-1-6地塊位于上海市周浦鎮，周鄧公路與康達路交叉處，周浦公園北側、渙洋河西側。該建筑物為商業綜合體和酒店，基坑基本呈規則多邊形，周長約601.4m，大地庫開挖面積約23278.9m2，基坑大面積開挖深度為8.90m，坑邊承臺底普遍挖深為9.5m~9.7m，局部東南角區域挖深9.8m，坑邊集水井挖深10.4m~12.3m。根據上海市工程建設規范《基坑工程技術規范》（DB/TJ08-61-2010），基坑安全等級為二級（圖1）。
2工程背景分析
2.1基坑周邊管線密布
施工場地北側和東側紅線之間為大約30m寬渙洋河，基坑開挖邊線距用地紅線的最近距離約2.34m和2.3m，場地西側和南側為兩條道路分布有電力、給水、移動、聯通、有線、上話、雨水、污水及燃氣等管線，其中，電力管線距離基坑開挖邊線最近距離約12.80m，燃氣管線距離基坑開挖邊線最近距離約15.88m，污水管線距離基坑開挖邊線最近距離約10.75m，以上管線到開挖邊線的距離皆在基坑兩倍挖深以內。
2.2不良地質開挖的風險
本工程基坑開挖深度范圍內涉及的地基土層為①1、②、③1、③2、④層?；拥撞刻幱诘冖軐佑倌噘|粘土中，該土層夾薄層粉土，流塑狀，高等壓縮性，圍護插入至第⑤1-1層粘土。本場地第③1層淤泥質粉質粘土局部夾薄層狀粉土、第③2層砂質粉土，基坑開挖時由于水頭差易產生流砂等不良地質現象。另外基坑開挖時涉及的第③1層、第④層飽和流塑的淤泥質土，在基坑開挖時易產生流變現象。同時基坑存在古河道區域，該區域存在⑤3層粉質粘土夾砂且⑥層粉質粘土流失，⑥層粉質粘土強度較高，較為有利，⑤3層粉質粘土夾砂強度低，壓縮性高，較為不利，具體參數見表1。場地淺部土層中地下水為潛水類型，地下水位埋深約為地表下1.5~1.8m，相應標高在+3.14~+2.83m之間，本工程開挖深度為9.3m，根據上海市工程建設規范《巖土工程勘察規范》（DGJ08-37-2012），場地內地下潛水高水位按室外地面整平標高下0.50m考慮。承壓水賦存于第⑦、⑨層粉砂中。根據上海地區承壓水觀測資料，承壓水水頭埋深在3.00~12.00m之間。以最不利因素考慮，按地下承壓水頭埋深3.00m、第⑦層最淺頂面埋深為27.70m（C28號孔）考慮，基坑最大開挖深度9.30m，其抗承壓水頭的穩定性安全系數K：K=Pcz/Pwy=∑γihi/γ，w△h≈1.28＞1.05，計算該建場地承壓水作用不會發生水土突涌，對基坑造成影響的主要是淺層潛水。
3基于工程難點與風險下的基坑圍護結構設計
綜合分析本工程的基坑形狀、面積、開挖深度、地質條件及周圍環境，特別是基坑開挖面積較大（23278.9m2），挖深較深（9.5-12.3m），基坑東西方向長約161.6m，南北方向寬度約162.9m，由于單邊長度較大，空間效應明顯等綜合因素，本工程綜合采用鉆孔灌注樁+鋼筋混凝土內支撐體系。
3.1基坑圍護與開挖難點分析
（1）表層雜填土較厚，成分復雜，對圍護樁的施工質量較為不利。第③1層淤泥質粉質粘土局部夾薄層狀粉土、第③2層砂質粉土，基坑開挖時由于水頭差易產生流砂等不良地質現象；（2）另外基坑開挖時涉及的第③1層、第④層飽和流塑的淤泥質土，在基坑開挖時易產生流變現象。基坑坑底位于第④層土，該層土的物理力學指標較差，流塑狀，高壓縮性，對基坑的穩定性和位移的控制極為不利。（3）本工程基坑開挖面積較大（23278.9m2），挖深較深（9.5/9.7m），根據上海市工程建設規范《基坑工程技術規范》（DG/TJ08-61-2010）的規定，本基坑工程安全等級為二級。同時，本基坑東西方向長約161.6m，南北方向寬度約162.9m，由于單邊長度較大，空間效應明顯，這對基坑的變形控制帶來較大難度。
3.2工程圍護體系設計
（1）圍護體系。該基坑圍護體系采用鉆孔灌注樁，止水帷幕采用三軸水泥土攪拌樁，套打一環，樁頂設一道1200×800混凝土圈梁，圈梁中軸線標高-3.000m。（2）支撐布置。該工程用邊桁架+對撐+角撐的支撐形式，混凝土強度等級C35，同時根據施工現場布置要求，設置兩道鋼筋混凝土支撐，混凝土強度等級C35，支撐結構的截面尺寸件表2。另外，在第一道支撐上布置棧橋，棧橋板厚300mm。（3）坑內落深?？舆吋渖钐巼o樁設計按集水井坑底標高計算；坑內集水井相對落深超過1.5m時采用雙軸攪拌樁加固。（4）坑內加固。為提高坑底被動土壓力、有效控制圍護結構變形，在基坑西側4-4剖面區暗浜區域采用水泥土攪拌樁暗墩加固。加固深度為坑底以下4m，水泥摻量13%，坑底以上采用8%低摻量回摻至第二道支撐底面標高。（5）立柱和立柱樁?？拥滓陨戏菞騾^采用4L140×14（460*460）格構柱（4根L140×14角鋼及若干扁鋼焊接），在坑底以下為30m長的Φ650灌注樁，樁頂5m范圍內擴孔至Φ800；坑底以上棧橋區采用4L160×14（460*460）格構柱（4根L160×14角鋼及若干扁鋼焊接），在坑底以下為35m長的Φ650灌注樁，樁頂5m范圍內擴孔至Φ800。灌注樁應伸入第⑤3層土中，以減小立柱樁沉降量和差異沉降，型鋼立柱在穿越底板的范圍內需設置止水片。格構柱插入灌注樁≥3.0m。（6）降水。采用深井降水，共布置90口深井，基坑開挖前要求水位降至坑底以下1.0m，同時保證超挖深坑以下0.5m。
4基坑圍護結構施工
該工程基坑圍護按照開挖深度及周邊環境的要求，劃分為7個區域分別設計，每個區域的圍護結構主要設計參數如表3所示。以7-7剖面圍護結構為例，集水井落深處底板墊層頂面標高設封閉的800mm×800mm混凝土暗梁及H400*400*13*21型鋼水平撐，暗梁外5.0m范圍設300厚配筋墊層，止水帷幕有效樁長16.0m?；訃o方案詳細參數如下圖所示：圍護結構為混凝土鉆孔灌注樁，嵌入深度14.8m，露出長度0.000m，樁徑為900mm，樁間距1100mm，混凝土強度為C30，止水帷幕厚度0.85m，嵌入深度5.600m。（圖2）。圍護結構的施工工況順序設計如圖3，主要有過程如下所示：（1）整平場地，清除障礙物；施工止水帷幕、圍護樁、壓密注漿、坑內加固及立柱樁；坑內預降水15d，并降至開挖面以下0.5m~1.0m；（2）開挖土方至第一道支撐底標高；澆筑圈梁和第一道支撐，并養護；待第一道支撐達到設計強度的80%，開挖土方至第二道支撐底標高；澆筑腰梁和第二道支撐，并養護；待第二道支撐達到設計強度的80%，開挖下一層土方至基底；（3）施工墊層、底板和傳力帶，并養護至設計強度的80%；拆除第二道支撐；施工地下結構至B1板，施工B1板和傳力帶，并養護至設計強度的80%；拆除第一道支撐；施工地下結構至±0.000，并回填黃砂至地坪。圍護結構施工中的雙軸水泥攪拌樁、三軸攪拌樁、鉆孔灌注樁（圍護樁和立柱樁）及鋼筋混凝土支撐主要施工技術要求如下：（1）雙軸水泥土攪拌樁。水泥采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量13%，水泥漿液水灰比0.5~0.6；控制好鉆頭噴漿攪拌提升速度和鉆頭攪拌下沉速度，基坑開挖前對攪拌樁強度進行鉆芯取樣檢測，取樣數量不少于總樁數的0.5％且不少于3根。（2）三軸水泥土攪拌樁。水泥采用P.O42.5新鮮普通硅酸鹽水泥，水灰比1.5~2.0，墻體抗滲系數10-7~10-6cm/s，樁體28d無側限抗壓強度標準值大于等于0.8Mpa。墻體施工采用標準連續方式或單側擠壓連續方式，相鄰樁施工時間超過10h須作處理，應在接縫處采取注漿等止水補救措施。樁體施工采用二噴二攪工藝，水泥和原狀土需均勻拌和，下沉及提升均為噴漿攪拌，下沉速度為0.5~1.0m/min，提升速度為1.0~2.0m/min。成樁水泥摻量不小于20%：第一次噴漿70％，第二次噴漿30％。樁體垂直度偏差不大于1/200，樁位偏差不大于20mm。（3）鉆孔灌注樁（圍護樁和立柱樁）。鋼筋保護層厚度50mm，允許誤差不超過20mm；混凝土的充盈系數為1.05~1.2，不宜大于1.3。施工允許偏差：垂直度偏差不大于1/150，樁位偏差不大于50mm，并注意不向坑內偏差和傾斜。支護樁正式施工前，為了解土層情況、施工特性及進行孔壁穩定性測試，應進行試成孔，數量不宜少于2個。成孔至設計深度后應對孔深進行檢查，孔深允許偏差0~+300mm；樁徑允許偏差0~+30mm。采用間隔成樁的施工順序，剛完成混凝土澆筑的樁與鄰樁成孔安全距離不應小于4倍樁徑，或間隔時間不應少于36h。施工期間要進行成孔質量檢驗，施工完畢后應采用低應變動測法檢測樁身完整性，檢測數量不宜少于總樁數的10%，且不得少于10根。（4）鋼筋混凝土支撐。鋼筋保護層厚度底側50mm，其余側30mm。支撐施工截面尺寸允許偏差+20mm、-10mm，支撐軸線標高允許偏差20mm，支撐軸線平面位置允許偏差30mm，支撐撓曲度允許偏差支撐長度的1/1000，支撐兩端的標高許偏差20mm及支撐長度的1/600。
5土方開挖及降水
本v工程采用深井降水，共布置90口深井，對于分層、分塊開挖的基坑，開挖前坑內水位應降至開挖面以下0.5~1.0m?；娱_挖過程中，基坑內應設集水井和排水明溝或排水暗溝以疏導基坑內明水，集水井中的明水應采用抽水設備抽至地面，盲溝中回填級配礫石作為濾水層。坑外應在基坑外側設置由集水井和排水溝組成的地表排水系統，排水溝應有可靠的防滲措施。按《上海地鐵基坑工程施工規程》，土方開挖按“時空效應”原理，“限時、分段、均勻、對稱”地進行分層分段開挖，要求做到先撐后挖。不得超挖，在分界處宜按1：2放坡；挖土機械如需跨越支撐，必須覆土高于支撐頂面30cm及鋪設走道板，嚴禁挖機等設備碰撞支撐桿件，開挖過程中發現圍護體接縫處滲水應及時采取封堵措施。
6施工監測
為控制基坑開挖對周邊環境的影響，隨時掌握基坑各組成部分的內力、變形，判斷是否在允許范圍內；掌握周圍建筑及管線的變形以及指導設計與施工，隨時調整施工方案，真正做到信息化施工，基坑開挖及地下室施工期間，應根據監測資料及時控制和調整施工進度和施工方法，監測目主要內容為：圍護墻頂水平位移、沉降、圍護墻體深層變形（測斜）、支撐軸力、坑內外地下水位、地下管線水平位移、沉降、坑外地表沉降、立柱沉降。監測報警值：變化速率達到±2mm/d，累計值達到±10mm。經監測水平位移監測控制在報警值變化速率達到±2mm/d、累計值達到±10mm以內。垂直位移監測顯示也控制在報警值變化速率達到±4mm/d、累計值達到±25mm以內。監測報表報警值如表4、支護結構穩定性及內力變形結果如表5。
7結語
（1）施工實踐證明，此工程深基坑的支護、降水及開挖方案技術上可靠，經濟上合理，施工方便。（2）按“時空效應”分層、分區、分塊作業，對稱、平衡、限時管理，加強監測和信息化施工，較好的控制了基坑的變形和土體穩定。另一方面，通過較先進的專業監測手段來指導施工過程，進一步提高了基坑和環境保護的安全度。
參考文獻:
[1]洪仁弘.臨江復雜環境的超大型深基坑施工[J].上海建設科技，2007（3）:26-28.
[2]李達良.某深基坑維護設計與施工探討[J].城市建筑，2014（17）:33-35.
[3]肖應輝.劉煥煒.復合止水帷幕逆作＋灌注樁＋內支撐支護結構設計與施工在復雜條件下深基坑工程中的應用.施工技術，2010（4）：124-125.
[4]李軍權.深基坑支護結構的優化設計.中外建筑，2016(2):112-113..
作者:康琰 單位:上海市臨港地區建設管理中心