行业要闻

 

【摘  要】以在建的君欣时代广场工程为例，阐述了在市中心临近地铁区域的基坑施工。针对实际，介绍了基坑施工总体部署、降水措施、以及土方分段分层开挖的方案选择、控制地铁隧道变形的措施等内容，使整个基坑施工安全圆满完成。

【关键词】深基坑；土方开挖；时空效应

 

      君欣时代广场位于上海市杨浦区控江路以南、双辽路以西的控江路 1677 号地块内，总建筑面积 73023m²。基坑开挖深度 10.7m~12.75m，塔楼部位开挖深度为 13.65m。

      君欣时代广场南面紧邻已完工并交付使用的一期住宅，3幢 26 层钢筋混凝土建筑；西侧紧邻三峰大厦，1 幢“L”形 31层钢筋混凝土建筑，与西侧基坑边线基本平行。北侧控江路下8m 左右有一条已投入运行的地铁 8 号线鞍山新村—江浦路站区间隧道，地铁隧道下行线距基坑开挖边线8.53 m ～19.41m 自西向东逐渐远离基坑。另外北侧控江路地面上沿基坑长度方向距基坑13m左右有一路110kV高压供电线路。

      本工程围护结构体系采用钻孔灌注桩加地下连续墙、三道支撑（第一道、第二道支撑为钢筋混凝土支撑，第三道支撑为型钢支撑）。东侧围护体为 φ900mm@1100mm钢筋混凝土钻孔灌注桩，；南侧围护体为 φ900mm@1100mm钢筋混凝土钻孔灌注桩；西侧围护体为 φ900mm@1115mm 钢筋混凝土钻孔灌注桩；北侧围护体为 800mm 厚地下连续墙；应地铁监护公司要求，本基坑16轴处设一道 600mm 厚（南北向）地下连续墙将基坑分为东西两个区。本工程止水帷幕均采用φ850mm@600mm③轴水泥搅拌桩。北侧坑边 7000mm 范围内裙边加固采用 φ850mm@600mm③轴水泥搅拌桩。其余三侧坑内裙边加固采用 φ700mm@500mm高压旋喷。基坑呈长方形，采用 2 道钢筋混凝土支撑，局部挖深部位另加设一道 H型钢支撑，由于施工场地狭小，现场只有一个出入口，支撑周边利用栈桥贯通，便于施工道路通畅。支撑栈桥平面布置见图 1。

      本工程位于繁华市区中心，且紧邻地铁8号线区间隧道，地铁隧道的安全保护等级为一级，这给土方开挖带来了很大的难度。现场出入口只有东侧双辽路一个，车辆进出组织和行驶安全是一个难点。为了减少土方开挖后基坑变形对地铁造成的影响，坑内裙边、坑底按地铁监护公司要求设置了较多水泥土搅拌桩、旋喷桩加固，岩芯抽样检查已知其强度达到1.4MPa以上，随着龄期增加，其坚硬程度会继续发展，开挖会越来越难，因北侧紧邻地铁隧道，土方开挖会对其产生一定的影响，控制施工速度及工艺，将土方开挖对地铁的影响降到最低也是一个难点。

 

      本工程采用基础底板以上降水采用 48 口疏干深井，东区基坑内共布置疏干井 18 口,西区 30 口；东区坑内外各设观察井 1 口西区坑内外各设观察井 2 口。落深基坑设置 10 套轻型井点，东区 4 套，西区6套。当土方开挖接近坑底，发现土体潮湿时，临时增设轻型井点若干，确保降水满足开挖要求。承压水头埋深3m,开挖最深不到 14m，开挖场区内无承压水危害。

      考虑基坑工程的“时空效应”，本工程的土方开挖采用分层、抽条、盆式开挖，总原则应严格实行“分层分段、大抽条、小盆式、留土护壁、限时开挖及时形成支撑”原则，严格按照土方开挖分区图纸中分区编号大小的顺序从小到大依次施工，编号相同区域需要同时施工。开挖与支护相匹配，随挖随撑，开挖段无支撑时间不得超过 48h，以减少围护结构的变形。

      遵照地铁监护公司指导意见，为了减小基坑敞开面长度，本工程以16 轴分隔地墙为界分成东、西两个区（东块、西块），首先开挖西区土方，待西区基础底板完成后，再开挖东区土方。由于本工程只有东面双辽路一个进出口，且场地狭小，场内施工道路依托于基坑内栈桥，东区支撑及栈桥需先于西区施工而晚于西区拆除，故东区第一层土方开挖及支撑、栈桥施工于西区土方开挖前完成，第二层土方开挖及支撑施工待西区基础底板完成后再开始。

      第一层土方开挖施工要点（现场实际平均标高为0.650m左右）。在基坑内地下水位最高点降至开挖底面以下 0.5m～1.0m 之间，并排除第一层明水后，开始第一层土开挖。由于场地地面标高与第一道支撑面标高高差不大，土方开挖对地铁的影响甚小，故第一层土方开挖采用大开挖。

      第二层土方开挖施工要点（3.000m～ 7.900m）。在第一道支撑贯通、混凝土强度达到设计强度的 80%，而且坑内降水维持正常，基坑监测值在警戒范围以内的情况下，开始第二层土方开挖；第二层土方开挖顺序必须按照图2 中的编号顺序依次开挖，编号相同者须同时开挖，盆边按 1:1.5 放坡。内支撑形成顺序与土方开挖顺序一致。盆边土限时对称开挖，限时对称施工支撑。从盆边土开挖到支撑贯通形成对撑，施工时间控制在48h 以内（盆边土方开挖完成后 20h 内完成支撑混凝土浇筑）。

      第三层土方开挖施工要点（7.900m～10.700m）。第三层土方开挖方法（见图 3）类似第二层土方开挖，不同之处是本层土方开挖厚度较薄，仅2.80m，东区塔楼区开挖厚度也只有3.50m，因此开挖分区面积较第二层土方开挖时大，开挖分区减少。西区自西向东划分为5个区，东区自西向东划分为 3 个区。每个区为一个施工段，土方开挖仍按盆式开挖原则施工，底板垫层浇筑及局部机械停车库所设第三道支撑受力混凝土边梁施工均紧随土方开挖进程尽快完成，盆边被动土开挖完成后48h 内完成底板有筋垫层浇筑（当为机械停车区时，尽快完成钢支撑安装）使之形成南北对撑以抵抗坑壁侧向力减少坑壁围护体位移，同时，有筋垫层浇筑完成也相当于完成基础小底板浇筑，起到压住坑底土方抵抗坑底隆起的作用。

      第四层土方开挖施工要点（10.700m～ 12.750m）。第四次土方开挖时，在栈桥取土点布置长臂挖机，从坑内取土装车；在基坑内布置台数挖机，负责挖土并将坑内土方转运到栈桥挖机的取土点下方附近，运土车辆全部在栈桥上行驶。随着土方开挖的不断加深，坑底隆起，侧壁位移变形的可能性也越来越大。此时应加大基坑监测的频率，全面关注整个基坑及周边环境的安全，各项应急预案处于备战状态。

 

      1）建立地铁监护单位、基坑及周边环境监测单位、地铁运营单位、基坑围护设计单位、业主、工程监理单位以及地铁保护专家组等工程建设参与各方之间的信息沟通和交流机制，采取信息化施工。

      2）综合地铁运营公司确定的地铁结构水平位移、地铁结构沉降报警值，与基坑围护设计方、地铁运营公司一起制定工程分阶段的目标控制值，实时监测，实施过程控制。

      3）在工程施工的某个阶段如果出现监测项目的变形值超过本阶段的控制值，则必须在其后续阶段立即采取减小或减缓该监测项目的变形值的措施，确保每一个监测项目的变形值最终控制在有关方容许的范围内。

      4）由于地下室开挖深度为 10.7m~12.75m，除了坑内地基加固和采用“时空效应”原理进行土方开挖等措施外，还有必要在基坑围护与地铁隧道间的土层进行土压力与变位测试（土体测斜和分层沉降），实行信息化施工。

      5）在盆中土开挖后、南北向钢筋混凝土对撑施工前或施工过程中，若北侧地墙变形超过对应阶段的位移控制值，则采用 φ609mm×16mm 钢管对撑并施加预压应力撑住北侧地墙，钢管对撑南端顶在基坑南侧的维护钻孔灌注桩上。

      6）必要时在基坑靠隧道侧，采用跟踪、分层、双液、速凝填充注浆纠偏措施，以保证地铁隧道的安全。

      7）在自下而上施工主体地下室结构过程中，逐层做好支撑置换工作，在本层换撑构件达到围护结构设计单位所要求的强度后，再分段拆除对应部位的围护结构内支撑，将换撑过程中基坑及地铁M8 号线隧道的变形控制在设计容许的范围内。

      8）如果发生地铁隧道振陷，则与地铁公司协商在紧靠隧道或隧道内进行注浆控制。

 

      由于本工程开挖顺序安排合理、组织科学、基坑保护措施有力，直至土方开挖完成，支撑梁顺利拆除、传力带土成功置换，土体水平位移变化基本稳定，整个基坑施工安全圆满完成。

 

【1】刘建航，侯学渊，等.基坑工程手册[K].北京：中国建筑工业出版社，2005.

【2】刘建航，侯学渊，等.基坑施工时空效应理念与实践[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.