工期紧张条件下的深基坑快速施工技术

工期紧张条件下的深基坑快速施工技术　Ｒａｐｉｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　ｕｎｄｅｒ　Ｕｒｇｅｎｔ　ＣＯｎｓｔｒｕｃｔｉＯｎ　Ｔｉｍｅ　Ｌｉｍｉｔ　韩春峰　上海建工五建集团有限公司　上海　２０００６２　摘要：上海五角场３１１街坊项目面，ｌ￣－ｒ期紧、周边环境复杂、质量要求高等一系列难题。以深基坑施工为例，介绍了通　过工前科学分析工程难点、工中合理安排施工流程及划分施工段，并在关键节点上优化栈桥布置等技术措施，环环紧　扣，快速施工，最终提前顺利完竣，满足了业主苛刻的工期要求。　关键词：深基坑　工期紧张　复杂环境　综合施工技术　中图分类号：ＴＵ７５３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００４・１　００１（２０１　３）１　０－０８７３—０３　１　工程概况　五角场３　１１街坊工程项目位于上海市城市副中心　时成桩难度大，易产生涨肚、缩颈现象，从而影响围护结　构的施工质量。　区——江湾五角场区域，项目建有３幢９—１１层办公楼及　地下２层停车库，总建筑面积９０　００５　ｍ　，基坑开挖面积　１　５　２ＯＯ　ｍ　，采用钻孔灌注桩一筏板基础，基础埋深　１０．４０　ｍ。基坑形状呈梯形，短边长约７０　ｍ，长边长约　１３３　ｍ，梯高为１２４．５　ｍ，基坑周长５３０　ｍ。基坑开挖深度　（ｂ）工程场地狭窄，基坑紧邻红线，周边空余场地　少，无法沿基坑形成环形行车通道，现场无空余场地搭建　生活区域。　（Ｃ）业主方在合同内对工期提出了严格要求，其中３　楼要求地下室部分在５．５个月的时间内即完成出±０．Ｏ０　ｍ。　９．８０　ｍ，电梯井、集水井等局部深坑再落深１．Ｏ一３－２　ｍ。　该工程基坑西北角有１座２层砖混结构变电站，距离基　坑边１　３　ｍ，东西两侧分别为城市主干道淞沪路、政立路，　由于涉及采用地下换撑，局部区域的工期压缩将会演变为　整个地库结构的赶工，将对劳动力、材料、资金等造成很　大压力。故在设计施工线路及划分施工段时，都将３　楼放　南侧为在建小区（图１）。据勘察报告，该工程基坑开挖所　涉及土层主要由杂填土、黏质粉土、粉质黏土组成。　置在优先施工的位置，作为整个项目管理的关键线路。　基坑围护结构采用钻孔灌注桩＋止水帷幕、东侧局部　采用ＳＭＷＴ法、２道十字混凝土支撑体系。　３关键施工技术　３．１围护桩施工　基坑围护结构设有２层，外侧为止水帷幕挡水，内侧　为钻孔灌注桩挡土。工前明确必须先施工三轴水泥土搅拌　桩止水帷幕，后施工钻孔灌注桩。　据地勘报告，场地表层含有较厚的杂填土层，施工前　先行用挖机沿围护施工区域开挖沟槽，探明并清除地下障　碍物，以保证施工顺利进行。由于３　楼工期紧张，故围护　结构施工首先从３　楼所处地西南角开始，连续进行施工。　三轴水泥土搅拌桩采用两喷两搅施工工艺，水泥　图１基坑与周边环境示意　掺量为２０％，水灰比为１．５，２８　ｄ无侧限抗压强度标准值　＞１．０　ＭＰａ。所采用的两次喷浆，第１次喷浆量为７０％，第　２次为３０％。施工过程中严格控制桩架垂直度偏差不超过　１／２５０，桩身垂直度偏差不超过１／２００，避免底部产生分叉　现象，影响围护结构止水效果。　２　施工难点　（ａ）本工程场地土层含砂量高，在进行围护结构施工　作者简介：韩春峰（１９７９＿）＇ｉ男誊　本科　工程师　＿　曩　。　董誊垂　因场地内土层砂性重，钻孔灌注桩施工中应严格控　蠹　通讯地址：ｉ上海市曹杨路　０ｏＱ号　（２０ｏｏ６２）。　々　制泥浆相对密度不小于１．２，钻压１０　２５　ｋＰａ，转速４０—　７０　ｒ／ｍｉｎ，垂直度偏差不大于１门５Ｏ。　收稿日期：２０ｌ３—ｏ５　ｌ７　ｊ　２０１　３・１　０　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ　Ｉ　８７３　瑟耋　纛ｉ：　。　ｉ　．　３．２混凝土支撑及栈桥设计优化　由于基坑周边红线内场地狭小，无法沿基坑周边形成　环形车道，故需要通过在第１道混凝土支撑上规划施工栈　桥，以完成地下室阶段场内交通组织并综合考虑挖土取土　口的布置，因此栈桥布置的合理性至关重要。　原设计方案中，栈桥沿中部呈十字支撑布置，在东西　两侧及南侧设置进出基坑通道（图２），根据现场踏勘，现　场东侧和北侧靠近市政主道路，是主要材料车辆的进出通　道；西侧是待建空地，原计划将于本项目基础施工阶段开　工，两项目问规划有一条宽１０　ｍ的道路，考虑到西侧通道　狭窄，大型车辆通行受阻，又有在建工地交叉使用，势必　会造成西侧车流叠加，权衡之后决定放弃西侧出入口，将　西侧场地搭建施工临设，在南、北、东这３个方向设置出　入口，栈桥仍沿中部十字支撑布置，将３个出入口连通，　并于中部设计环形栈桥，以便车辆场内调头，提高通行效　率（图３）。　图２原设计方案　图３优化后设计方案　３．３降水施工　地勘报告揭示，场地内分布有承压含水层，位于第⑦　层粉性土，最浅埋深２８．９　ｍ。本项目开挖深度９．８　ｍ，此深　度位于第②层土范围内，该层土为黏质粉土及砂质粉土，　含砂量高，渗透系数大，基坑开挖时容易在水头差的作用　下产生流砂。　经过分析，在坑底标高一１　０．４　ｍ处，承压水上层覆土仍　有一定厚度，按上海市《基坑工程技术规范》ＤＧ／ＴＪ　Ｏ８—　６１—２Ｏ１０对承压水进行复核验算，证实承压水稳定性满　足规范要求。第②层土渗透系数大，有利于降水疏干，但　降水深度较大，需采用深井降水。另外，由于项目工期紧　张，留给预降水的时间有限。综合以上因素考虑，降水将　在基坑外侧止水帷幕隔断地下水后，采用真空深井降水方　法，将开挖范围内的地下水进行疏干。　真空降水的优势在于在降水管内可制造真空负压，加　快地下水向井管内渗流，从而加快疏干地下水。本工程降　水管为　７３　ｍｍ，长度１６．２　ｍ，设置２节滤头，上滤头设置　于第１道与第２道支撑中间，下滤管设置于底板以下。单根　降水管按有效疏干面积２００　ｍ　计，共布设７２口疏干井，其　中５口设置于深坑边，井管进行加长，长度２１　ｍ，防止井　内沉砂淤积影响降水效果，另设置５口坑内水位观测井，　８７４　Ｉ　ＩＩ￣Ｈ＇ｒ第３５卷第１０期　善《蓦　基　誊嚣　囊　誊弦　孽善　蓦奠　用于观测地下水水位。　在基坑开挖过程中始终做到按需降水，不超降。开挖　第１层土前将地下水降至一５．０　ｍ，在开挖第２层土前将水位降　至一９．０　ｍ，在开挖第３层土前将水位降至一１　３．０　ｍ。　３．４挖土施工技术　本项目基坑挖深９．８　ｍ，采用２道钢筋混凝土支撑，土　体开挖分３层进行。　第１层土方开挖，施工第１道混凝土栈桥，考虑到基坑　南侧出入口外道路尚未施工完成，第１层土方由南向东、北　这２个出入口退挖，开挖深度１．９　ｍ，底标高一２．５０　ｍ。为　了加快第１道支撑的开挖速度，从而为第１道支撑及栈桥施　工提供作业面，第１层挖土针对支撑部位土方先进行挖除，　对于大面积无支撑的区域，土方将先予以保留，待第２层土　方开挖时一并挖除。　第２层土方开挖，待第１道混凝土支撑施工完成并养　护达到设计强度后进行，土方开挖采用盆式开挖法，分　５个区域进行，遵循“盆式开挖、留土护壁、限时对称开　挖”原则，每个区段采用分层分级开挖的原则，土方开挖　深度５　ｍ，按二级进行放坡，放坡比例为１：１．５，底标高　一７．５Ｏ　ｍ，中间平台标高一５．５０　ｍ。　因３　楼业主有工期限制，故先开挖中部支撑区域土　方，接着施工中部支撑，进而开挖东西两侧盆边支撑区　域土方。开挖完成后于７２　ｈ内完成支撑施工，形成基坑对　撑，最大限度减小基坑变形；东西向对撑形成后紧接着开　挖基坑南北侧对撑区域的盆边土方，也需要于开挖完成后　７２　ｈ内完成支撑施工，形成南北向对撑，完成第２道支撑　体系的十字支撑。待十字支撑完成后，开挖并施工周边角　撑，以形成整个第２道混凝土支撑体系。　第２层土方开挖车辆行驶主要利用栈桥，结合挖土分　区及流向，于西北角角撑区域，十字支撑中部及东南栈桥　设置３个取土点，供停放挖机掏土之用。　第３层土方开挖从第２道支撑底面（一７．５０　ｍ）开挖至基　坑底一１　０．４　ｍ，开挖深度２．９　ｍ。第３层土方开挖按后浇带分　块开挖，主要开挖次序自东南角及西南角开始、向南侧中　部收拢，其后再向北退挖。挖土时，采用长臂挖机布置于　各取土点挖土装车，坑内挖机将土方转驳至长臂挖机下。　基坑开挖接近基坑底２Ｏ～３Ｏ　ｃｍ时，应配合采用人工清底，　不得超挖或扰动基底土。　３．５支撑拆除施工　本项目在进行地下２层结构施工时，需进行围护结构　换撑施工，即通过结构底板、地下１层中楼板顶撑围护结　构，替换并拆除地下第２道及地下第１道支撑。由于支撑拆　除量大，拆除周期长，需分批次进行拆除。　鉴于业主方对３　楼工期要求，在进行施工策划时通过　（下转第８７７页）　ｉ　施工的开挖至第２道支撑测得各点地下墙侧向变位最大值　为６．８—９．８　ｍｍ，且最大值均发生在６～７　ｍ深度处，最大　值为９．８　ｍ（ＣＸ０１点）；第３次开挖后数值最大，最大值为　置起到了一定的作用，并较好地保护了南侧的北虹公寓。　６　施工效果　本工程深基坑施工通过设置隔离桩、土体被动区坑底　裙边加固、减小连续墙单幅段宽度、调整泥浆配比、合理　１６．１　ｍｍ（ＣＸ０１点），发生在９～１０　ｍ深度处：在底板混凝　土浇好、地下连续墙稳定后，各点最大侧向变位为１４．１～　１７．４　ｍｍ，均小于计算最大值２０　ｍｍ（南侧）、２５　ｍｍ（其　余侧），最大值为１７．５　ｍｍ（ＣＸ０２点），发生在９～１０　ｍ深　度处。　安排开挖顺序等多项保护施工技术，将基坑的变形控制限　在最小，从而较好地保护了周边的建筑和环境，达到了理　想的效果。　５．３监测成果分析　由于地下连续墙为两墙合一，具有足够的长度，墙项　垂直沉降极小；墙顶水平位移一般都发生在第２次土方开挖　后，墙顶有１—５　ｍｍ的位移，然后在第１道支撑拆除后又有　［１】杨向东，曲学兵软土深基坑稳　陛分析［Ｊ］．地质与勘探，２０００（３）：８１—８３，８７．　【２］吴文，徐松林月劲松等深基坑桩锚支护结构受力和变形特性研究［Ｊ］．　岩石力学与工程学报，２００１（３）：３９９－４０２．　［３］袁青山．高层建筑深基坑支护设计与施工技术［Ｊ］＿湖南城建高等　专科学校学报，２００１（４）：２７—２９．　［４］吴引明．深基坑围护结构地下连续墙侧向成墙施工技术［Ｊ］．中国市　政工程。２０１０（Ｓ１）：６４—６５．１４９－１５０．　１～２　ｍｍ位移；测斜最大值发生在第３次开挖时，累计最大　值达到１７．５　ｍｍ，在９～１０　ｍ深处，底板浇筑完成后逐渐收　敛直至稳定。　基坑南侧各监测点所测得的最终数值均偏小，其数值　为基坑其他－－￣，ｊ最终数值的５０％一７０％，说明隔离桩的设　（上接第８７４页）　方向开始拆除，即一个从基坑南侧沿南北向主对撑从南向　对设计图纸的分析，发现３　楼所处的底板区域正好处于中　部十字支撑的左下角，后浇带覆盖东西对撑的西半部分，　北拆除，另一方向从基坑西北角自西向东拆除支撑；　（Ｃ）混凝土支撑第３批拆除：随着第２批支撑拆除完成　未与南北支撑重叠。故考虑先切断东西向对撑，后破除南　北向对撑，拆除开始时间确定在南侧４块底板浇筑完成达　后，最后将剩余支撑从南向北全部拆除。　第１道支撑的拆除流程与第２道支撑相似。　到设计强度８０％后，这样３　楼区域的支撑拆除可以不必等　到整个底板浇筑完成达到设计强度后再进行拆除，可以提　４　结语　由于项目管理团队在工前对施工难点进行了分析，通　过科学规划，合理编排施工流程及施工段，克服了场地狭　前介入，进行穿插施工，压缩了工期。　根据上述设想，最后确定拆撑流程如下（图４）：　小、土层不佳等不利因素。结合对设计方案进行优化，以　及管理团队坚定不移的执行，最终完成了业主方确定的工　期目标，获得了业主方的认可。　经过全过程的施工监测，整个施工过程未对周边建　筑物（变电站）及地下管线产生明显影响，未发生安全事　故。因此，整个项目基坑的快速施工方案是成功的，对类　似工程有借鉴意义。　图４地下结构分区　［１］邓黎明，房佳彦，姜烽兵，等复杂土质条件下的深基坑施工技术【Ｊ］．　建筑施工，２０１１（１２）：１０５９—１０６１．　（ａ）混凝土支撑第１批拆除：待Ｉ、ｌｌ、ＩＩＩ、ＩＶ区底　板及传力带混凝土浇筑完成并养护达到设计强度８０％后，　先从基坑东南角及西南角角撑同时开始拆除，从东西两侧　向中间南北向退拆对撑，并切断南侧东西向对撑；　（ｂ）混凝土支撑第２批拆除：在整个底板及传力带混　凝土浇筑完成并养护达到设计强度８０％后，紧接着从两个　［２】张文峰建筑工程深基坑施工中存在的问题及解决措施［Ｊ］．黑龙江　科技信息，２０１２（３２）：２１０．　［３】冯谦．深基坑工程支护结构设计及优化方法研究［Ｄ］．武汉：武汉　理工大学，２００６．　［４】王海涛．深基坑施工中存在的问题及防止事故的措施［Ｊ】．城市建设，　２０１０（１８）：４８５．　２０１　３．１　０　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｃ。ｎｓｔｒｕｃｔｉ。ｎ　ｌ　８７７