紧邻地铁与高架的深大基坑工程支撑、降水和开挖施工技术

第２８卷第１０期　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．１０　建筑施工　ＢＵＩＬＤＩＮＧ　Ｃ０ＮＳＴＲＵＣＴ１０Ｎ　紧邻地铁与高架的深大基坑工程支撑、　降水和开挖施工技术　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ，　Ｗａｔｅｒ－Ｌｏｗｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｌａｒｇｅ　ａｎｄ　Ｄｅｅｐ　Ｆｏｕ　ｎｄａｔｉｏｎ　Ｐｉｔ　Ａｄｊａｃｅｎｔ　ｔｏ　Ｓｕｂｗａｙ　ａｎｄ　Ｖｉａｄｕｃｔ　口　彭戡　（Ｉ－海越洋房地产开发有限公司２００１　２０）　【摘要】上海越洋国际广场工程紧邻城市高架和地铁车站，给深基坑施工带来很大难度，为了确保高架交通和地铁２号线　车站的正常运行以及Ｍ７线地铁车站的正常施工，采取了合理的支撑、降水、开挖土的施工技术。顺利地完成了基坑工程施　工，取得了较好的经济和社会效益。　【关键词】基坑工程支撑降水挖土　【中图分类号】ＴＵ７５３　／文献标识码　Ｂ　【文章编号ｌ　１００４—１００１（２００６ｌ１０－０８０４－－０３　越洋国际广场工程位于上海市静安区南京西路１６２７号　Ｉ区基坑开挖深度及相关参数见表ｌｏ　／常德路５５号地块。工程南侧为延安中路高架，北侧紧邻　表１　Ｉ区基坑开挖深度　运行中的地铁２号线静安寺地铁车站，东侧临近在建的地　项目　开挖深度／ｍ　电梯井开挖深度／ｍ　铁Ｍ７线地铁静安寺车站。　办公楼　１４．８５—１７．８５　２２．９０　酒店式公寓　１６．１５　２１．９０　１施工难点和对策方案　Ｉ区围护结构采用地下连续墙形式，地下连续墙深约　地下工程施工难点：一是基坑面积大；二是开挖深度　３０　ｍ，宽度为８００　ｍｍ（局部ｉ０００　ｍｍ）。北侧与Ⅱ区结合　深：三是施工环境复杂．其基坑南侧是延安市路高架，北　部采用钻孔灌注桩和三头搅拌桩形式作为临时隔断。　侧南京西路下的地铁２号线静安寺车站紧贴本工程北侧Ⅱ　本工程采用“两墙合一”形式，即地下连续墙将同时　区地下室结构外墙，而在建中的Ｍ７线地铁静安寺车站西侧　作为结构地下室外墙。　地下连续墙与本工程东侧围护体的距离为６．２０～１３．００　ｍ　基坑支撑体系采用３道钢筋混凝土支撑和围檩。　（且正在施工中）。越洋广场地下卜２层有城市地下连通　为了加强支撑间的整体作用，在支撑间设置联系杆。　道，地下３层是地铁２号线和Ｍ７号线的一票换乘通道。　第一道支撑中心标高一２．１０　ｍ，截面为１　０００　ｍｍ　ｘ　８００　ｍｍ，　根据工程具体情况和对２条地铁线的保护，我们将项　局部结合栈桥处为１　０００　ｍｍ　ｘ１　０００　ｍｍ，围檩截面为　目整体分为２个施工区域：Ｉ区为一幢４３层超高层办公楼　１　２００　ｍｍｘ８００　ｍｍ：第二道支撑中心标高一７．９　ｍ，截面为　和２４层酒店式公寓组成；Ⅱ区为６层商场大楼。　１　２００　ｍｍｘ８００　ｍｍ，围檩截面为１　３００　ｍｍｘ８００　ｍｍ　第　在施工工艺上：Ｉ区工程地下室采用顺作法施工，Ⅱ　三道支撑中心标高－１２．９５　ｍ，截面为１　３００　ｍｍ×８００　ｍｍ；　区工程地下室根据对地铁的保护要求再分２个施工区域；　围檩截面为１　４００　ｍｍｘ８００　ｍｍ。　靠近地铁的区域采用顺作法施工，另一区域因工期需求采　办公楼电梯井挖深部位设置一道钢支撑，即，中心标　用逆作法施工。中间用连续墙隔开。　高一１９．６５　ｍ处设置第四道钢支撑（Ｈ７００　ｍｍ　ｘ３００　ｍｍ　ｘ　Ｉ区基坑总面积约为１１　２９３　ｍ２，地下３层相互连通形成　１３　ｍｍ×２４　ｍｍ）。　一１本。　由于基坑周边没有施工道路，因此沿基坑中间部位及　【作者简介】彭戡（１９６６一），男，大学，工程师。联系地址：上海浦　大门附近支撑上设置混凝土栈桥，以利土方施工顺利进行。　东南路３６０号１Ｏ楼Ｂ（２００１２０），电话：（０２１）５８７７５０５９。　【收稿日期】２００６—１０—０８　２水文地质条件　＿　维普资讯 http://www.cqvip.com

李侃：紧邻地铁与高架的深大基坑工程支撑、降水和开挖施工技术　第１０期　本工程地层以淤泥质粘土和粉质粘土为主，按其水文　地质特性，场地开挖范围内的地下水类为潜水。　潜水含水层：场地潜水主要在②、③及④层土中，其　补给来源主要为大气降水，排泄方式主要为蒸发，潜水与　地表水体也有较强的水力联系。勘探期间实测场地浅部地　下水位埋深为Ｏ．９Ｏ一１．５Ｏ　ｍ（上海市年平均地下水位离地表　面约Ｏ．５Ｏ　ｍ—Ｏ．７Ｏ　ｍ）。　３降水施工工艺　由于基坑围护采用明挖法，施工时需及时疏干开挖范　围内土层的地下水，为保证基坑的干开挖施工的顺利进行，　共布置了４７口疏干井（按每２４０　ｍ　布一口井）。　３．１井孔施工　（１）测放井位：根据井位平面布置图测放井位，当布　设的井点受地面障碍物或施工条件的影响时，现场可作适　当调整。　（２）安装钻机：机台应安装稳固水平，大钩对准孔中　心，大钩、转盘与孔的中心三点成一线。　（３）钻进成孔：疏干井的开孔孔径为　５００　ｍｍ，均一　径到底。钻进开孔时应吊紧大钩钢丝绳，轻压慢转，以保　证开孔钻进的垂直度，回转钻成孔施工采用孔内自然造浆，　钻进过程中泥浆密度控制在１．１Ｏ～１．１５，当提升钻具或停　工时，孔内必须压满泥浆，以防止孔壁坍塌。　（４）清孔换浆：钻孔钻进至设计标高后，在提钻前将　钻杆提至离孔底Ｏ．５Ｏ　ｍ，进行冲孔清除孔内杂物，同时将　孔内的泥浆密度逐步调至１．１Ｏ，至孔底沉淤小于３０　ｃｍ、　返出的泥浆内不含泥块为止。　（５）下井管：下管前必须测量孔深，孔深符合设计要　求后，开始下井管。井管焊接要牢固、垂直，下到设计深　度后，井口固定居中。　（６）填砾料（中粗砂）：填砾料前在井管内下入钻杆至　离孔底Ｏ．３Ｏ—Ｏ．５Ｏ　ｍ处，井管上口应加闷头密封后，从钻　杆内泵送泥浆进行边冲孔边逐步调浆，使孔内的泥浆从滤　水管内向外由井管与孔壁的环状间隙内返浆，使孔内的泥　浆密度逐步调到１．Ｏ５，然后开小泵量按要求填入砾料，并随　填随测填砾料的高度，直至砾料下入预定位置为止。　（７）填粘性土：在围填粘性土时，应将块状的粘性土　碾碎（粒径≤３　ｃｍ）后填入，下入速度不宜太快。　（８）井口封闭：为防止泥浆及地表污水从管外流入井　内，在地表以下回填２．Ｄ０　ｍ厚粘性土以止水，或采用水泥　浆封孔。　（９）洗井：在提出钻杆前利用井管内的钻杆接上高压　泵，先进行孔内换浆，将孔内泥浆换成清水，同时置换出　井管底沉淤，直到水清不含砂为止。　（１０）安泵试抽：成井施工结束后，在疏干井内及时下　入潜水泵与接真空管、排设排水管道、地面真空泵安装、　铺设电缆等，电缆与管道系统在设置时应注意避免在抽水　过程中被挖土机、吊车等碾压、碰撞损坏。抽水与排水系　统安装完毕，即可开始试抽水。先采用真空泵与潜水泵交　替抽水，真空抽水时管路系统内的真空度不宜小于　Ｏ．０６　ＭＰａ，以确保真空抽水的效果。　（１１）排水：洗井及降水运行时，用管道将水排至场地　四周的明渠内，通过排水渠将水排入场外市政管道中。　３，２疏干井降水运行　（１）在疏干井的成井施工阶段应边施工边抽水，即完　成一Ｅｌｌ投入降水运行一Ｅｌｌ，力争在基坑开挖前及时降低围　护结构内基坑中的地下水位，做到能及时降至每一层开挖　面以下Ｏ．５　ｍ一１．Ｏ　ｍ。　（２）坑内疏干井抽水时，潜水泵的抽水间隔时间由短　至长，每次抽水井内水抽干后，应立即停泵，对于出水量　较大的井，每天开泵的抽水的次数相应要增多。　（３）工地现场要备足潜水泵，数量要多于井数的１—２　台。使用的潜水泵要做好日常保养工作，发现坏泵应立即　修复或及时更换。　（４）降水运行期间，现场实行２４　ｈ值班制，值班人员　应认真做好各项记录，做到准确齐全。　（５）降水运行阶段应保证电源供给，如遇电网停电，　有关单位须提前两个小时通知降水施工人员，以便及时采　取措施，保证降水效果。　４挖土与支撑施工　４．１第一皮土方开挖和支撑（栈桥）施工　公寓楼和塔楼部位占地面积各５　１５０　ｍ　和５　６６０　ｍ　，　此处先挖深１．８Ｏ　ｍ一１．Ｄ０　ｍ（天窗区域），土方量约为７　４８２　ｍ２。施工利用三台ＥＸ一２００挖土机，由南向北进行表层　土开挖。　第一道支撑施工时，按要求凿除地下连续墙上部分混　凝土，要求凿至围檩底面以上５—１０　ｃｍ。剥出地下连续墙　主筋，清除开凿面松动的混凝土碎块和残浆。　混凝土浇捣采用Ｃ３０混凝土（除四周围檩均采用　Ｃ３０Ｓ６）。　按照设计图纸放出支撑、围檩垫层灰线（每侧垫层边　比支撑边宽２５０　ｍｍ），并复核钢构柱位置，根据钢构柱实　际位置在征得设计同意后调整支撑轴线位置，但注意与钢　结构柱位置不能相碰。　支撑底部浇筑２００　ｍｍ厚Ｃ２０混凝土垫层，上铺油毡　隔离层代底模。　侧模采用九夹板加５Ｏ　ｍｍ　Ｘ　１００　ｍｍ木方外加穿墙螺　栓、扣件管支撑体系。栈桥平台模采用九夹板。　第一道支撑浇筑时进行分段施工，原则上要求每个施　工段内的混凝土一次浇捣完成，分段浇捣必须注意施工缝　的留设与处理。施工缝要求留设在跨中的Ｌ／３内。　＿　维普资讯 http://www.cqvip.com

第１０期　李侃：紧邻地铁与高架的深大基坑工程支撑、降水和开挖施工技术　施工缝处理：凿除钢筋和界面处的松动混凝土和残浆，　用同配比水泥浆接浆后再浇筑新混凝土。　混凝土浇捣采用汽车泵或固定泵进行浇捣。　４．２第二皮挖土及第二道支撑施工　公寓楼部位挖深５＿８５　ｍ、土方量约为３０　１２８　ｍ３、每天　按运土量为３　０００　ｍ。计，工期为１０　ｄ，利用３台ＥＸ一３００　和３台Ｅ　１００挖土机、分３条施工作业线，由西向东进行　立体接力开挖。　塔楼部位挖深５．８５　ｍ、土方量约为３２　８８４　ｍ３、每天　运土量为３　２００　ｍ。计，工期为１０　ｄ，利用２台ＥＸ－２００和２　台ＥＸ～１００挖土机、分２条施工作业线；由西向东进行立体　接力开挖。　挖土按盆式方法进行，挖土不得超挖，开挖面的高差　应控制在３　ｍ以内，放坡为１：１．５；　立柱周边应对称掏空，以防止立柱受力不均匀。　针对钢筋混凝土围檩、边桁架及角撑复合支撑的特点，　挖土的流向与支撑施工配合，做到分区挖土、分区形成支　撑，最大程度地减少基坑无支撑状态持续的时间。　待挖土到位后，在支撑部位开沟挖槽，槽深为支撑底　标高下１０　Ｃｍ，槽宽为支撑宽度加１　ｍ（左右各Ｏ．５　ｍ），槽　边坡按１：Ｏ．７５放坡。　在沟槽两侧边坡处设置１００　ｍｍ　ｘ　１５０　ｍｍ临时排水小　明沟。　在支撑区挖土时，在通道的支撑旁填土然后铺上走道　板，让走道板架空，高出支撑面３０　Ｃｍ。严禁在底部掏空　的支撑构件上行走与操作。　第二道支撑施工时将围檩高度部位的地下连续墙表面　凿毛，使围檩对地墙有一定的嵌固作用，同时剥出与围檩　吊筋相焊接的地下连续墙钢筋。　施工垫层、方法及要求同第一道支撑，进行立柱桩穿　支撑节点施工，焊钢板及钢筋。　围檩、支撑的钢筋绑扎、支模、插吊筋，模板形式亦　同第一道支撑。　考虑到基坑工程结束后的支撑拆除，在浇捣支撑时预　埋爆破用纸管。　混凝土标号Ｃ３０，掺早强剂，采用２台固定泵接硬管　布料。施工缝留设要求同第一道支撑。　４．３第三皮挖土及第三道支撑施工　当第二道支撑的混凝土强度达到设计强度的８０％，进　行开挖第三皮土方。　开挖条件同第二次开挖。最底下３０　Ｃｍ厚土体采用人　工方式开挖，将坑底土平整到标高要求并布置好盲沟。　电梯井等深坑部位在机械挖到坑周围标高时，同时挖　除并将土带走，并配合人工挖土成型。拔除深井降水管。　混凝土垫层施工紧随挖土分块进行，不使坑底长时间　暴露。其间用水准仪测量，严格控制垫层标高。　１　支撑施工同第二道支撑施工。　４．４办公楼电梯井挖深部位钢支撑施工　操作工艺：沟槽成型一焊接立柱牛腿一拼接安装Ｈ型　钢支撑形成支撑体系一补加缀板一焊接固定部分节点一全　部焊接一检查验收。　根据设计图纸和交底要求放出支撑轴线，检验支撑位　置、立柱桩及围护桩位置。　钢支撑检查内容：节点焊缝质量、横向联系杆设置情　况、支撑轴线与标高。严格控制支撑轴线、标高偏差，要　求水平向、垂直向沿轴线偏差控制在３Ｏ　ｍｍ以内。　５结语　整个基坑工程从降水、开挖到地下室结构出地面各项　质量指标均符合设计和规范要求，没有出现大的位移和沉　降，保证了附近高架和地铁２号线的正常运营以及Ｍ７号　线地铁车站的顺利施工，取得了较好的经济和社会效益。　（上接第８０３页）　盆式开挖，先在基坑中央沿基坑长边方向（Ｃ轴一Ｅ轴）抽　条开挖到底（一１５．５００　ｍ），随后再沿短边方向分１２　ｍ一　块，分块浇注混凝土垫层，底板混凝土整体浇注。　４．３垫层加强　在３０　Ｃｍ厚素混凝土垫层中铺单层双向　１２　ｍｍ钢筋　网片。　４．４轻型井点　坑外设降水措施适当降低水位，减少水侧压力作用，　对减少围护的受力与变形有好处。因此在坑周围打一圈轻　型井点降水作为安全储备措施，按需开启，并对轻型井点　的降水情况进行监测，密切观察，减小周边环境影响。井　点管　５０　ｍｍ，长为６　ｍ，滤管长度为１．５　ｍ，采用５Ｏ孔　／ｃｍ滤网。离基坑边１　ｍ。井点管每口之间间距为２．５　ｍ。　５新旧方案对比　５．１原开挖方案　第五、六层土方开挖及支撑时间需７０　ｄ，基坑暴露时　间过长，与工期要求相矛盾。其中第五道为“井”字形接　头钢支撑，钢支撑安装形成整体受力体系时间为２５　ｄ。　５＿２调整后的方案　调整后的方案取消了第五道钢支撑，有效地增大了开　挖时的周转空间，使得小挖机能够发挥更大的作用，特别　是开挖原第六层土方时，小挖机还可以配镐头进行截桩，　同时可以配合人工挖土，大大提高挖土效率。工期安排：　两层土方一起开挖、截桩、浇注垫层只用了３０　ｄ。并且通　过严格地控制基坑开挖的速度，缩短基坑暴露的时间，基　坑的变形始终处于平稳状态。