1、1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【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越洋国际广场工程位于上海市静安区南京西路 1627 号/常德路 55 号地块。工程南侧为延安中路高架，北侧紧邻运行中的地铁 2 号线静安寺地铁车站，东侧临近在建的地铁 M7线地铁静安寺车站。1 施工难点和对策方案地下工程施工难点:一是基坑面积大；二是开挖深度深
2、；三是施工环境复杂.其基坑南侧是延安中路高架，北侧南京西路下的地铁 2 号线静安寺车站紧贴本工程北侧区地下室结2构外墙，而在建中的 M7 线地铁静安寺车站西侧地下连续墙与本工程东侧围护体的距离为 6.2013.00m（且正在施工中）。越洋广场地下 12 层有城市地下连通道，地下 3 层是地铁 2号线和 M7 号线的一票 换乘通道。根据工程具体情况和对 2 条地铁线的保护，我们将项目整体分为 2 个施工区域：区为一幢 43 层超高层办公楼和 24层酒店式公寓组成；区为 6 层商场大楼。在施工工艺上：区工程地下室采用顺作法施工，区工程地下室根据对地铁的保护要求再分 2 个施工区域；靠近地铁的区域采
3、用顺作法施工，另一区域因工期需求采用逆作法施工。中间用连续墙隔开。区基坑总面积约为 11293m2，地下 3 层相互连通形成一体。区基坑开挖深度及相关参数见表 1。区围护结构采用地下连续墙形式，地下连续墙深约 30m，宽度为 800mm（局部 1000mm）。北侧与 区结合部采用钻 孔灌注桩和三头搅拌桩形式作为临时隔断。3本工程采用“两墙合一”形式，即地下连续墙将同时作为结构地下室外墙。基坑支撑体系采用 3 道钢筋混凝土支撑和围檩。为了加强支撑间的整体作用，在支撑间设置联系杆。第一道支撑中心标高-2.10m，截面为 1000mm800mm，局部结合栈桥处为 1000mm1000mm，围檩截面为
4、1200mm800mm；第二道支撑中心标高-7.9m，截面为1200mm800mm，围檩截面为 1300mm800mm；第三道支撑中心标高-12.95m，截面为1300mm800mm；围檩截面为 1400mm800mm。办公楼电梯井挖深部位设置一道钢支撑，即，中心标高-19.65m 处设置第四道 钢支撑（H700mm300mm13mm24mm）。由于基坑周边没有施工道路，因此沿基坑中间部位及大门附近支撑上设置混凝土栈桥，以利土方施工顺利进行。2 水文地质条件4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、及层土中，其补给来源
5、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 0.901.50m( 上海市年平均地下水位离地表面约0.50m0.70m)。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 240m2 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，5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 50
6、0mm，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 1.101.15，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 0.50m，进行冲孔清除孔内杂物，同时将孔内的泥浆密度逐步调至 1.10，至孔底沉淤小于 30cm、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 0.300.50m 处
7、，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 1.05,然后开小泵量按要求填入砾料，并随填随测填砾料的6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3cm ）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 2.00m 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
8、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 0.06MPa，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7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，即完成一口投入降水运行一口，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0.5m1.0m
9、。（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 12 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 24h 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。84 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 5150m2 和 5660m2，此处先挖深
10、 1.80m1.00m（天窗区域），土方量约为 7482m2。施工利用三台 EX-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 510cm。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 250mm），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 200mm 厚 C20 混凝土垫层，上铺油毡隔离层代底模。9侧模采用九夹板加 50mm
11、100mm 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。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 5.85m、土方量约为 30128m3、每天按运土量为 3000m3 计，工期为 10d，利用 3 台 EX-300 和 3 台EX-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
12、.85m、土方量约为 32884m3、每天运土量为 3200m3 计，工期 为 10d，利用 2 台 EX-200 和 2 台 EX-10010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 3m 以内，放坡 为 11.5；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 10cm，槽宽为支撑宽度加 1m（左右各 0.5m），槽边坡按10.75
13、放坡。在沟槽两侧边坡处设置 100mm150mm 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 30cm。严禁在底部掏空的支撑构件上行走与操作。11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。
14、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 30cm 厚土体采用人工12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。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：沟槽成型焊接立柱牛腿拼接安装 H 型钢支撑形成支撑体系补加缀板焊接固定部分节点全部焊接检查验收。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 30mm 以内。135 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。
