復(fù)雜環(huán)境下群坑支護(hù)設(shè)計(jì)★

張 云 海

(1.上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司，上海　200433;　2.上海市非開挖建造工程技術(shù)研究中心,上?！?00433)

0　引言

片區(qū)基坑的開挖往往根據(jù)項(xiàng)目的推進(jìn)措施實(shí)施，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)相鄰基坑同時(shí)開挖以及圍護(hù)體共用的情形，因此在項(xiàng)目實(shí)施前需要總體部署，根據(jù)基坑本身的特點(diǎn)及業(yè)主的需求，宜按先深后淺的順序?qū)嵤瑴p小基坑開挖對(duì)周圍已建成的建構(gòu)筑物的影響以及盡可能減少一些臨時(shí)圍護(hù)的費(fèi)用。本文以廣富林遺址公園2-2休閑商業(yè)地塊基坑工程為背景，通過對(duì)地質(zhì)情況和周圍環(huán)境的分析，結(jié)合業(yè)主的推盤計(jì)劃，闡述了片區(qū)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的思路，在保證基坑和周邊環(huán)境安全的前提下，盡可能縮短工期，節(jié)約造價(jià)。通過合理的圍護(hù)設(shè)計(jì)，最終，項(xiàng)目順利實(shí)施，并取得良好效果。

1　背景工程

1.1　工程概況

廣富林遺址公園2-2休閑商業(yè)地塊位于上海松江區(qū)廣富林路北側(cè)，松辰公路西南側(cè)，辰山塘東側(cè)，為國(guó)家重點(diǎn)文物保護(hù)單位配套項(xiàng)目，將成為松江新城內(nèi)重要的文化旅游設(shè)施。該地塊基坑面積7萬多平方米，若整體開挖，基坑施工風(fēng)險(xiǎn)較大，周期較長(zhǎng)，不利于業(yè)主對(duì)工期節(jié)點(diǎn)的控制，因此將該地塊分成四個(gè)分區(qū)。根據(jù)業(yè)主的節(jié)點(diǎn)計(jì)劃，將分區(qū)按順序分別標(biāo)示為01～04區(qū)塊，04地塊又劃分成Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)，如圖1所示。各分區(qū)基坑情況如表1所示。

表1　基坑分區(qū)情況表

1.2　工程水文地質(zhì)條件

1)擬建場(chǎng)地存在多處暗浜，特別01區(qū)塊大部分區(qū)域處于暗浜中，暗浜深度3 m～4 m，對(duì)圍護(hù)施工質(zhì)量影響較大。

2)擬建場(chǎng)地原為村莊，民宅較密集，淺部土層受人為影響較大，局部可能分布有建筑物老基礎(chǔ)，對(duì)施工不利。

3)場(chǎng)地范圍內(nèi)進(jìn)行過大面積的考古工作，回填土較多。

4)場(chǎng)地普遍存在③層軟弱層，工程性質(zhì)差，對(duì)支護(hù)的穩(wěn)定及土方開挖帶來不利。

5)場(chǎng)地內(nèi)還存在⑤2層微承壓含水層，局部深坑抗突涌不滿足要求。

1.3　周邊環(huán)境特點(diǎn)

1)場(chǎng)地東側(cè)及北側(cè)緊鄰松辰公路，下部有廣富林遺址內(nèi)部正使用的煤氣管、給水管、雨水管、污水管、廣電管、集水管和電信管，管線眾多。其中01,02,03區(qū)塊基坑離煤氣管、給水管和雨水管最近距離分別為5.4 m,6.4 m和7.8 m，在一倍的開挖深度范圍內(nèi)，基坑變形對(duì)其較為敏感，需要嚴(yán)格控制該兩側(cè)基坑側(cè)向變形，保證管線的安全。

2)01區(qū)塊和03區(qū)塊基坑之間有兩處施工完畢的范閣老故居以及溪口古民居，距離01區(qū)塊基坑較近，分別為9.1 m和8.1 m，在一倍的開挖深度范圍內(nèi)。距離其他區(qū)塊均在二倍的開挖深度范圍內(nèi)。范閣老故居以及溪口古民居均為一層建筑，有樁基，但樁基較短，長(zhǎng)度為10 m～11 m?；邮┕ば枰獓?yán)格控制變形，保證已經(jīng)施工完畢的兩處遺址的安全。

2　片區(qū)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

2.1　2-2(01)地塊基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

2-2(01)地塊最先實(shí)施，根據(jù)周圍環(huán)境及基坑本身特點(diǎn)，參照類似工程經(jīng)驗(yàn)，該區(qū)塊圍護(hù)體設(shè)計(jì)為在環(huán)境敏感區(qū)域采用φ900@1 050鉆孔灌注樁，其他區(qū)域采用φ850@1 050鉆孔灌注樁，外側(cè)采用φ650@450三軸水泥土攪拌樁作為止水帷幕，攪拌樁樁底插入粘土層中。豎向設(shè)置兩道混凝土支撐。第一道支撐局部區(qū)域兼做棧橋使用。

2.2　2-2(02)地塊基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

接著施工的區(qū)域?yàn)?-2(02)地塊，該區(qū)總體挖深5.7 m，依照上海市基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，重力壩的圍護(hù)形式較為經(jīng)濟(jì)，但該種圍護(hù)形式變形不易控制，因此在環(huán)境較為敏感的東側(cè)采用在重力壩內(nèi)套打雙排灌注樁的圍護(hù)形式，控制變形。重力壩壩寬4.7 m，內(nèi)插φ600@2 000雙排鉆孔灌注樁，其剖面如圖2所示。北側(cè)則利用01區(qū)塊已經(jīng)施工完成的圍護(hù)及止水，坑內(nèi)留土放坡，其剖面如圖3所示。西側(cè)利用04區(qū)塊Ⅱ區(qū)的圍護(hù)，此時(shí)04區(qū)塊尚未開始施工，02區(qū)塊圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)考慮將04區(qū)塊的部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)先行施工，同時(shí)02區(qū)塊西側(cè)場(chǎng)地較為寬松，因此將西側(cè)20 m范圍內(nèi)卸土2 m后再施工04區(qū)塊的部分鉆孔灌注樁圍護(hù)及三軸止水，其剖面如圖4所示。

2.3　2-2(03)地塊基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

其次施工2-2(03)地塊，該區(qū)塊在環(huán)境較為敏感的北側(cè)采用φ850@1 050鉆孔灌注樁，其他區(qū)域采用φ800@1 000鉆孔灌注樁，外側(cè)采用φ650@450三軸水泥土攪拌樁止水帷幕，豎向設(shè)置二道混凝土支撐。第一道支撐局部對(duì)撐區(qū)域兼做施工棧橋。

2.4　2-2(04)地塊基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)

最后施工的區(qū)塊為2-2(04)地塊，該區(qū)塊待01與02區(qū)塊基坑施工完畢至±0.000后方可施工。04區(qū)塊分為Ⅰ區(qū)及Ⅱ區(qū)，其中Ⅱ區(qū)將01區(qū)塊及03區(qū)塊地下空間連接為整體。兩區(qū)基坑開挖深度不同，采用的圍護(hù)形式也不同。其中Ⅱ區(qū)開挖較深，采用鉆孔樁的圍護(hù)形式，Ⅰ區(qū)開挖較淺采用重力壩的圍護(hù)形式，施工時(shí)應(yīng)遵循先深后淺的原則，即待Ⅱ區(qū)地下室結(jié)構(gòu)全部完成，出±0.000后，開始進(jìn)行Ⅰ區(qū)基坑施工。

Ⅱ區(qū)基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，其東側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)已然施工完畢，而西側(cè)及南側(cè)條件較為寬松，同樣可將淺層20 m范圍內(nèi)卸土2 m后再進(jìn)行圍護(hù)施工，北側(cè)環(huán)境保護(hù)要求較高，無卸土的可能。因此，Ⅱ區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)北側(cè)采用φ900@1 100鉆孔灌注樁，其他區(qū)域采用φ800@1 000鉆孔灌注樁，外側(cè)φ650@450三軸水泥土攪拌樁止水。Ⅱ區(qū)在環(huán)境保護(hù)要求較高的北側(cè)挖深為9 m左右，其余三側(cè)在卸土2 m后挖深降為7 m左右，因此在豎向只采用了一道混凝土支撐，僅在北側(cè)加設(shè)了一道H型鋼斜拋撐。落低的排樁圍護(hù)不僅節(jié)省了圍護(hù)及支撐費(fèi)用，而且加快了施工的速度，其剖面如圖5所示。

Ⅰ區(qū)基坑采用重力壩的圍護(hù)形式，壩寬4.7 m，北側(cè)利用03區(qū)塊的圍護(hù)，進(jìn)行二級(jí)放坡至基底。

3　結(jié)語

1)對(duì)于超大面積深基坑可以考慮采取分期分區(qū)設(shè)計(jì)施工。各個(gè)分區(qū)單獨(dú)形成一個(gè)階段目標(biāo)，易于各節(jié)點(diǎn)的控制，確保主要結(jié)構(gòu)盡早完成，分區(qū)之間分期交叉進(jìn)行施工，又能相應(yīng)地減少基坑圍護(hù)施工的風(fēng)險(xiǎn)性。

2)片區(qū)的基坑圍護(hù)應(yīng)統(tǒng)籌安排，合理有序進(jìn)行，宜按先深后淺的原則，在確?；影踩那疤嵯?，充分重視群坑支護(hù)效應(yīng)以及圍護(hù)體的二次利用，不僅可以節(jié)省工程的總體造價(jià)，還可縮短工期。