海運(yùn)大樓改擴(kuò)建基坑工程施工關(guān)鍵技術(shù)研究

唐華罡

（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200050）

1 工程概況

1.1 基坑工程概況

本工程基坑面積約794m2，基坑普遍開挖深度為5.2m，新建地庫(kù)東側(cè)、南側(cè)與西側(cè)普遍區(qū)域采用φ800咬合樁圍護(hù)兼止水，北側(cè)利用原海運(yùn)大樓地下室外墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，部分與原海運(yùn)大樓新老圍護(hù)交接區(qū)域采用φ800高壓旋噴樁止水搭接?；觾?nèi)部豎向設(shè)置一道水平型鋼支撐體系。新建地庫(kù)基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)為二級(jí)。

1.2 周邊環(huán)境概況

基坑北側(cè)為海運(yùn)大廈，地上主樓18層，裙房6層，地下2層，樁筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深約8.6m，新建地下室外墻距離海運(yùn)大廈地下室外墻約0.5m。基坑?xùn)|側(cè)邊線距離紅線2.5m，距離變電站約6.7m，距離高陽(yáng)路約13m，路下有雨水、燃?xì)?、供電等管線，距離基坑最近雨水管約16.3m?；幽蟼?cè)邊線距紅線最近約0.8m，距國(guó)際客運(yùn)中心商業(yè)配套項(xiàng)目9m，國(guó)際客運(yùn)中心地下3層，樁筏基礎(chǔ)，基礎(chǔ)深約11.3m，其地下室外側(cè)外掛汽車坡道距基坑邊3.3m，基坑西側(cè)邊線距紅線3.3m，距國(guó)際客運(yùn)中心地下室外墻最近約10.2m。

2 工程重、難點(diǎn)分析

2.1 周邊環(huán)境復(fù)雜，既有建筑保護(hù)要求等級(jí)高

本工程距離周邊建筑物較近，北側(cè)新建地下室外墻距離海運(yùn)大廈地下室外墻約0.5m，并且，新建地庫(kù)地下室外墻部分已經(jīng)切入到海運(yùn)大樓原有圍護(hù)樁，需對(duì)臨近原圍護(hù)進(jìn)行鑿除，且海運(yùn)大樓建于1997年。南側(cè)國(guó)際客運(yùn)中心為地下3層，其地下室外墻距離新建地庫(kù)基坑開挖邊線約9m?；邮┕?shì)必對(duì)臨近地下室有一定影響。海運(yùn)大廈與國(guó)際客運(yùn)中心都在使用過(guò)程中，鑒于復(fù)雜的周邊環(huán)境，新建地庫(kù)基坑環(huán)境保護(hù)等級(jí)為二級(jí)，因此保護(hù)等級(jí)要求較高。

2.2 地下障礙物復(fù)雜，清障及圍護(hù)施工難度大

新建基坑施工前需要將原汽車坡道、原污水處理池、進(jìn)水泵房等地下建（構(gòu)）筑物及其圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，汽車坡道與原有地下室結(jié)構(gòu)相連，拆除難度較大，新建車庫(kù)外墻切入到原圍護(hù)結(jié)構(gòu)，因此需要對(duì)此進(jìn)行鑿除（詳見圖1）。對(duì)于臨近原有建筑物地下室的圍護(hù)結(jié)構(gòu)鑿除，施工過(guò)程中對(duì)原有建筑物保護(hù)要求高，同時(shí)施工難度大，機(jī)械選擇要求高。

2.3 咬合樁圍護(hù)作業(yè)面與管線距離近，管線保護(hù)難度大

南側(cè)相鄰國(guó)客單位所屬區(qū)域內(nèi)存在兩根直埋的高壓電纜，以及一排寬度在1.26m左右的混凝土包封的箱體電纜。其中直埋電纜距離地下室外墻為0.77m，電纜的箱體距地下室外墻為1.6m。管線距離圍護(hù)咬合樁結(jié)構(gòu)較近，施工過(guò)程中需要采取措施加以保護(hù)。

2.4 基坑變形控制要求高

本工程基坑開挖深度為5.2m，北側(cè)緊鄰原有海運(yùn)大樓地下室，南側(cè)與國(guó)際客運(yùn)中心地下室約9m，根據(jù)基坑開挖影響范圍可知，本基坑的開挖勢(shì)必對(duì)周邊環(huán)境有較大影響?；邮┕み^(guò)程中需要對(duì)其變形加以控制，避免基坑變形引起周邊環(huán)境的破壞。

3 主要施工技術(shù)措施

3.1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的確定

本工程基坑普遍開挖深度5.2m，三個(gè)集水坑處開挖深度6.5m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)原汽車坡道、原污水處理池、進(jìn)水泵房等地下建（構(gòu)）筑物等地下障礙物較多?；又苓吔ㄖ镙^多，并且年代久遠(yuǎn)。因此，考慮到工程設(shè)計(jì)概況、地質(zhì)條件及周邊環(huán)境等，確定采用咬合樁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

咬合樁施工機(jī)械全套管鉆機(jī)，對(duì)清除地下障礙物具有較好的效果。套管鉆機(jī)施工過(guò)程中，一般對(duì)一些比較小的障礙物，如礫石、卵石層均能穿過(guò)；當(dāng)遇到地下障礙物處理較困難時(shí)，如遇大塊石可將鉆機(jī)沖抓換成十字沖擊錘沖砸擊碎后下壓套管清除，如遇地下管線、鋼筋、型鋼等大型障礙物可抽干積水，在保障安全的前提下吊放作業(yè)人員入孔切割處理；特殊情況可由潛水員入孔處理。因此，本工程采用咬合樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，可以滿足本工程清障的要求。

咬合樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，相鄰混凝土排樁間部分圓周相嵌，并于后序次相間施工的樁內(nèi)置入鋼筋籠，使之形成具有良好防漏防滲作用的整體連續(xù)防水、擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在成樁過(guò)程中必須嚴(yán)格控制樁身垂直度及樁身質(zhì)量，垂直度必須控制在3‰以內(nèi)。

3.2 管線保護(hù)施工技術(shù)措施

本工程周邊市政管線較多，對(duì)于此類管線的保護(hù)至關(guān)重要。距離基坑較遠(yuǎn)處的管線，基坑開挖對(duì)其影響較小，開挖過(guò)程中只需布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)其位移變形，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)分析做出保護(hù)措施。距離本工程基坑較近位置，開挖前能夠搬遷的，與相關(guān)部門協(xié)商搬遷，無(wú)法搬遷的，施工過(guò)程中需要采取位移監(jiān)測(cè)措施。

影響本工程施工的管線主要包括兩根直埋的高壓電纜及一排寬度在1.26m左右的混凝土包封的箱體電纜，直埋電纜距離地下室外墻為0.77m，電纜的箱體距地下室外墻約為1.6m。經(jīng)過(guò)對(duì)以上電纜位置及搬遷可能性分析，決定采取不同的措施對(duì)其保護(hù)。兩根直埋的高壓電纜進(jìn)行搬遷處理，對(duì)混凝土包封的箱體電纜，施工前采取應(yīng)力釋放隔離保護(hù)措施，減小咬合樁施工過(guò)程中造成管線較大位移，引起破壞。

應(yīng)力釋放隔離措施整體施工流程為：開挖槽溝→槽鋼插入→中粗砂回填槽溝→咬合樁導(dǎo)板施工→清障施工→護(hù)臂套筒施工→咬合樁施工。

3.3 基坑變形控制技術(shù)措施

3.3.1 施工順序

根據(jù)本工程基坑特點(diǎn)，為確保土方開挖施工的安全、順利，在開挖過(guò)程中掌握好“分層、分步、對(duì)稱、平衡、限時(shí)”五個(gè)要點(diǎn)，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)分段、先中間后兩邊、先支后挖、邊挖邊支”的施工原則?；谝陨祥_挖原則，采取如下開挖施工順序：

第一次挖土：根據(jù)圍檁支撐位置，自西向東，抽條挖土，圍檁支撐隨后跟進(jìn)。每條溝槽尺寸為1.5m寬×0.8m深，土方量約100m3，隨挖隨運(yùn)，土方機(jī)械與車輛自高陽(yáng)路側(cè)大門進(jìn)出。

第二次挖土：挖土深度-1.2～-6.4m，普遍挖深5.2m，自西向東，先挖后澆帶西側(cè)一塊，再挖后澆帶東側(cè)一塊，每塊土方分二層臺(tái)階式退挖，每塊土方量約2250m3，坑底預(yù)留300mm土改用人工扦挖。嚴(yán)禁超挖，超挖處必須用砂石回填。

3.3.2 換撐技術(shù)措施

為確保施工區(qū)域基坑安全及拆支撐時(shí)已完成的結(jié)構(gòu)安全，本工程設(shè)計(jì)換撐情況如下：

底板后澆帶換撐：底板后澆帶位置采用型鋼進(jìn)行傳力連接，后澆帶換撐采用H250×250×9×14@4000型鋼換撐，型鋼采用Q345B級(jí)鋼，H型鋼通過(guò)-300×300×12封頭板與底板連接，H型鋼與封頭板連接處均滿焊，hf≥8mm，并確保H型鋼與底板緊密連接。后澆帶混凝土采用比相應(yīng)結(jié)構(gòu)部位高一級(jí)微膨脹混凝土澆筑。

底板換撐板帶及頂板換撐：在新建地庫(kù)底板與原大樓地下室外墻之間，設(shè)置與底板相同厚度、相同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的換撐板帶。在新建地庫(kù)頂板與原大樓地下室外墻之間，設(shè)置與頂板相同厚度、相同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的換撐板帶（詳見圖2）。

圖2 底板與頂板換撐板帶設(shè)置

3.3.3 基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)措施

由于本工程離市政道路及建筑物較近，市政道路下有較多地下管線分布。環(huán)境、管線、監(jiān)測(cè)、保護(hù)在施工中由監(jiān)測(cè)單位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)每日監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)匯總分析，分析數(shù)據(jù)及時(shí)送達(dá)三個(gè)單位，以加強(qiáng)日常的監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)圍護(hù)體系及周邊管線的監(jiān)測(cè)變形值達(dá)到報(bào)警值時(shí)及時(shí)報(bào)警，以便采取措施防止變形值繼續(xù)增大。

在基坑施工過(guò)程中要及時(shí)查看、分析基坑監(jiān)測(cè)報(bào)表內(nèi)容，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過(guò)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)基坑的施工，保證基坑施工安全。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程作為改擴(kuò)建項(xiàng)目，需要對(duì)原來(lái)的地下汽車坡道及其他障礙物進(jìn)行清障處理，同時(shí)需要考慮相鄰建筑物，因此，相對(duì)于新建項(xiàng)目較為復(fù)雜。本文通過(guò)對(duì)周邊復(fù)雜環(huán)境、地下障礙物、鄰近基坑管線及基坑變形控制等重難點(diǎn)進(jìn)行分析，針對(duì)性地提出了相應(yīng)的施工技術(shù)保護(hù)措施，保證了周邊建筑物的安全，順利完成了改擴(kuò)建深基坑的施工，確保了工程安全、順利開展。本文可以為類似工程提供一定的指導(dǎo)及借鑒。