緊鄰地鐵與高架的深大基坑工程支撐降水和開挖施工技術(shù)

緊鄰地鐵與高架的深大基坑工程支撐、降水和開挖施工技術(shù)【摘要】上海越洋國際廣場工程緊鄰城市高架和地鐵車站，給深基坑施工帶來很大難度,為了確保高架交通和地鐵2號線車站的正常運(yùn)行以及M7線地鐵車站的正常施工,采取了合理的支撐、降水、開挖土的施工技術(shù)，順利地完成了基坑工程施工，取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益?！娟P(guān)鍵詞】基坑工程支撐降水挖土越洋國際廣場工程位于上海市靜安區(qū)南京西路1627號/常德路55號地塊.工程南側(cè)為延安中路高架，北側(cè)緊鄰運(yùn)行中的地鐵2號線靜安寺地鐵車站，東側(cè)臨近在建的地鐵M7線地鐵靜安寺車站。1施工難點(diǎn)和對策方案地下工程施工難點(diǎn)：一是基坑面積大;二是開挖深度深;三是施工環(huán)境復(fù)雜。其基坑南側(cè)是延安中路高架，北側(cè)南京西路下的地鐵2號線靜安寺車站緊貼本工程北側(cè)Ⅱ區(qū)地下室結(jié)構(gòu)外墻,而在建中的M7線地鐵靜安寺車站西側(cè)地下連續(xù)墻與本工程東側(cè)圍護(hù)體的距離為6。20～13.00m（且正在施工中).越洋廣場地下1～2層有城市地下連通道，地下3層是地鐵2號線和M7號線的一票換乘通道。根據(jù)工程具體情況和對2條地鐵線的保護(hù)，我們將項(xiàng)目整體分為2個施工區(qū)域：Ⅰ區(qū)為一幢43層超高層辦公樓和24層酒店式公寓組成；Ⅱ區(qū)為6層商場大樓.在施工工藝上：Ⅰ區(qū)工程地下室采用順作法施工,Ⅱ區(qū)工程地下室根據(jù)對地鐵的保護(hù)要求再分2個施工區(qū)域；靠近地鐵的區(qū)域采用順作法施工，另一區(qū)域因工期需求采用逆作法施工。中間用連續(xù)墻隔開。Ⅰ區(qū)基坑總面積約為11293m2，地下3層相互連通形成一體。Ⅰ區(qū)基坑開挖深度及相關(guān)參數(shù)見表1。Ⅰ區(qū)圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻形式，地下連續(xù)墻深約30m，寬度為800mm（局部1000mm）.北側(cè)與Ⅱ區(qū)結(jié)合部采用鉆孔灌注樁和三頭攪拌樁形式作為臨時隔斷。本工程采用“兩墻合一"形式,即地下連續(xù)墻將同時作為結(jié)構(gòu)地下室外墻。基坑支撐體系采用3道鋼筋混凝土支撐和圍檁。為了加強(qiáng)支撐間的整體作用，在支撐間設(shè)置聯(lián)系桿。第一道支撐中心標(biāo)高—2.10m，截面為1000mm＆#215;800mm，局部結(jié)合棧橋處為1000mm×1000mm，圍檁截面為1200mm＆＃215;800mm；第二道支撐中心標(biāo)高-7.9m，截面為1200mm＆#215；800mm，圍檁截面為1300mm&＃215;800mm；第三道支撐中心標(biāo)高—12.95m，截面為1300mm＆＃215;800mm；圍檁截面為1400mm＆#215;800mm.辦公樓電梯井挖深部位設(shè)置一道鋼支撐，即,中心標(biāo)高-19。65m處設(shè)置第四道鋼支撐(H700mm×；300mm＆＃215；13mm×；24mm）。由于基坑周邊沒有施工道路，因此沿基坑中間部位及大門附近支撐上設(shè)置混凝土棧橋,以利土方施工順利進(jìn)行。2水文地質(zhì)條件本工程地層以淤泥質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土為主，按其水文地質(zhì)特性，場地開挖范圍內(nèi)的地下水類為潛水。潛水含水層：場地潛水主要在②、③及④層土中,其補(bǔ)給來源主要為大氣降水，排泄方式主要為蒸發(fā)，潛水與地表水體也有較強(qiáng)的水力聯(lián)系?？碧狡陂g實(shí)測場地淺部地下水位埋深為0。90~1。50m（上海市年平均地下水位離地表面約0。50m～0.70m).3降水施工工藝由于基坑圍護(hù)采用明挖法，施工時需及時疏干開挖范圍內(nèi)土層的地下水,為保證基坑的干開挖施工的順利進(jìn)行,共布置了47口疏干井(按每240m2布一口井)。3.1井孔施工（1)測放井位:根據(jù)井位平面布置圖測放井位，當(dāng)布設(shè)的井點(diǎn)受地面障礙物或施工條件的影響時，現(xiàn)場可作適當(dāng)調(diào)整.（2）安裝鉆機(jī)：機(jī)臺應(yīng)安裝穩(wěn)固水平，大鉤對準(zhǔn)孔中心，大鉤、轉(zhuǎn)盤與孔的中心三點(diǎn)成一線。(3)鉆進(jìn)成孔：疏干井的開孔孔徑為φ500mm，均一徑到底。鉆進(jìn)開孔時應(yīng)吊緊大鉤鋼絲繩，輕壓慢轉(zhuǎn)，以保證開孔鉆進(jìn)的垂直度,回轉(zhuǎn)鉆成孔施工采用孔內(nèi)自然造漿，鉆進(jìn)過程中泥漿密度控制在1。10~1.15，當(dāng)提升鉆具或停工時，孔內(nèi)必須壓滿泥漿，以防止孔壁坍塌。（4）清孔換漿:鉆孔鉆進(jìn)至設(shè)計標(biāo)高后，在提鉆前將鉆桿提至離孔底0。50m，進(jìn)行沖孔清除孔內(nèi)雜物，同時將孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)至1。10，至孔底沉淤小于30cm、返出的泥漿內(nèi)不含泥塊為止。(5）下井管：下管前必須測量孔深，孔深符合設(shè)計要求后,開始下井管.井管焊接要牢固、垂直，下到設(shè)計深度后，井口固定居中.（6）填礫料(中粗砂）:填礫料前在井管內(nèi)下入鉆桿至離孔底0。30～0.50m處，井管上口應(yīng)加悶頭密封后，從鉆桿內(nèi)泵送泥漿進(jìn)行邊沖孔邊逐步調(diào)漿，使孔內(nèi)的泥漿從濾水管內(nèi)向外由井管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)返漿,使孔內(nèi)的泥漿密度逐步調(diào)到1.05,然后開小泵量按要求填入礫料，并隨填隨測填礫料的高度,直至礫料下入預(yù)定位置為止。（7）填粘性土：在圍填粘性土?xí)r，應(yīng)將塊狀的粘性土碾碎（粒徑≤3cm）后填入，下入速度不宜太快.（8）井口封閉:為防止泥漿及地表污水從管外流入井內(nèi)，在地表以下回填2.00m厚粘性土以止水,或采用水泥漿封孔。（9）洗井:在提出鉆桿前利用井管內(nèi)的鉆桿接上高壓泵，先進(jìn)行孔內(nèi)換漿,將孔內(nèi)泥漿換成清水，同時置換出井管底沉淤，直到水清不含砂為止。（10）安泵試抽：成井施工結(jié)束后，在疏干井內(nèi)及時下入潛水泵與接真空管、排設(shè)排水管道、地面真空泵安裝、鋪設(shè)電纜等,電纜與管道系統(tǒng)在設(shè)置時應(yīng)注意避免在抽水過程中被挖土機(jī)、吊車等碾壓、碰撞損壞。抽水與排水系統(tǒng)安裝完畢，即可開始試抽水。先采用真空泵與潛水泵交替抽水，真空抽水時管路系統(tǒng)內(nèi)的真空度不宜小于0。06MPa，以確保真空抽水的效果。(11）排水：洗井及降水運(yùn)行時，用管道將水排至場地四周的明渠內(nèi)，通過排水渠將水排入場外市政管道中。3。2疏干井降水運(yùn)行（1)在疏干井的成井施工階段應(yīng)邊施工邊抽水，即完成一口投入降水運(yùn)行一口，力爭在基坑開挖前及時降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)基坑中的地下水位，做到能及時降至每一層開挖面以下0。5m～1。0m。（2)坑內(nèi)疏干井抽水時，潛水泵的抽水間隔時間由短至長，每次抽水井內(nèi)水抽干后，應(yīng)立即停泵，對于出水量較大的井，每天開泵的抽水的次數(shù)相應(yīng)要增多。(3）工地現(xiàn)場要備足潛水泵，數(shù)量要多于井?dāng)?shù)的1~2臺。使用的潛水泵要做好日常保養(yǎng)工作，發(fā)現(xiàn)壞泵應(yīng)立即修復(fù)或及時更換.（4）降水運(yùn)行期間,現(xiàn)場實(shí)行24h值班制,值班人員應(yīng)認(rèn)真做好各項(xiàng)記錄，做到準(zhǔn)確齊全.（5）降水運(yùn)行階段應(yīng)保證電源供給,如遇電網(wǎng)停電，有關(guān)單位須提前兩個小時通知降水施工人員，以便及時采取措施，保證降水效果。4挖土與支撐施工4.1第一皮土方開挖和支撐（棧橋）施工公寓樓和塔樓部位占地面積各5150m2和5660m2，此處先挖深1。80m~1。00m(天窗區(qū)域）,土方量約為7482m2。施工利用三臺EX-200挖土機(jī)，由南向北進(jìn)行表層土開挖。第一道支撐施工時,按要求鑿除地下連續(xù)墻上部分混凝土,要求鑿至圍檁底面以上5～10cm。剝出地下連續(xù)墻主筋,清除開鑿面松動的混凝土碎塊和殘漿。混凝土澆搗采用C30混凝土（除四周圍檁均采用C30S6）。按照設(shè)計圖紙放出支撐、圍檁墊層灰線（每側(cè)墊層邊比支撐邊寬250mm），并復(fù)核鋼構(gòu)柱位置，根據(jù)鋼構(gòu)柱實(shí)際位置在征得設(shè)計同意后調(diào)整支撐軸線位置，但注意與鋼結(jié)構(gòu)柱位置不能相碰。支撐底部澆筑200mm厚C20混凝土墊層，上鋪油氈隔離層代底模。側(cè)模采用九夾板加50mm&＃215;100mm木方外加穿墻螺栓、扣件管支撐體系。棧橋平臺模采用九夾板。第一道支撐澆筑時進(jìn)行分段施工,原則上要求每個施工段內(nèi)的混凝土一次澆搗完成，分段澆搗必須注意施工縫的留設(shè)與處理。施工縫要求留設(shè)在跨中的L/3內(nèi)。施工縫處理：鑿除鋼筋和界面處的松動混凝土和殘漿,用同配比水泥漿接漿后再澆筑新混凝土.混凝土澆搗采用汽車泵或固定泵進(jìn)行澆搗.4.2第二皮挖土及第二道支撐施工公寓樓部位挖深5.85m、土方量約為30128m3、每天按運(yùn)土量為3000m3計，工期為10d，利用3臺EX-300和3臺EX-100挖土機(jī)、分3條施工作業(yè)線，由西向東進(jìn)行立體接力開挖。塔樓部位挖深5。85m、土方量約為32884m3、每天運(yùn)土量為3200m3計，工期為10d，利用2臺EX—200和2臺EX—100挖土機(jī)、分2條施工作業(yè)線；由西向東進(jìn)行立體接力開挖.挖土按盆式方法進(jìn)行，挖土不得超挖，開挖面的高差應(yīng)控制在3m以內(nèi)，放坡為1∶1。5；立柱周邊應(yīng)對稱掏空，以防止立柱受力不均勻。針對鋼筋混凝土圍檁、邊桁架及角撐復(fù)合支撐的特點(diǎn)，挖土的流向與支撐施工配合，做到分區(qū)挖土、分區(qū)形成支撐，最大程度地減少基坑無支撐狀態(tài)持續(xù)的時間。待挖土到位后，在支撐部位開溝挖槽，槽深為支撐底標(biāo)高下10cm，槽寬為支撐寬度加1m(左右各0。5m），槽邊坡按1∶0。75放坡。在溝槽兩側(cè)邊坡處設(shè)置100mm&＃215；150mm臨時排水小明溝。在支撐區(qū)挖土?xí)r，在通道的支撐旁填土然后鋪上走道板，讓走道板架空，高出支撐面30cm。嚴(yán)禁在底部掏空的支撐構(gòu)件上行走與操作。第二道支撐施工時將圍檁高度部位的地下連續(xù)墻表面鑿毛,使圍檁對地墻有一定的嵌固作用，同時剝出與圍檁吊筋相焊接的地下連續(xù)墻鋼筋。施工墊層、方法及要求同第一道支撐，進(jìn)行立柱樁穿支撐節(jié)點(diǎn)施工，焊鋼板及鋼筋。圍檁、支撐的鋼筋綁扎、支模、插吊筋，模板形式亦同第一道支撐.考慮到基坑工程結(jié)束后的支撐拆除，在澆搗支撐時預(yù)埋爆破用紙管?；炷翗?biāo)號C30，摻早強(qiáng)劑，采用2臺固定泵接硬管布料.施工縫留設(shè)要求同第一道支撐。4.3第三皮挖土及第三道支撐施工當(dāng)?shù)诙乐蔚幕炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的80％,進(jìn)行開挖第三皮土方。開挖條件同第二次開挖。最底下30cm厚土體采用人工方式開挖,將坑底土平整到標(biāo)高要求并布置好盲溝。電梯井等深坑部位在機(jī)械挖到坑周圍標(biāo)高時,同時挖除并將土帶走,并配合人工挖土成型。拔除深井降水管?；炷翂|層施工緊隨挖土分塊進(jìn)行，不使坑底長時間暴露。其間用水準(zhǔn)儀測量，嚴(yán)格控制墊層標(biāo)高。支撐施工同第二道支撐施工。4。4辦公樓電梯井挖深部位鋼支撐施工操作工藝：溝槽成型→焊接立柱牛腿→拼接安裝H型鋼支撐形成支撐體系→補(bǔ)加綴板→焊接固定部分節(jié)點(diǎn)→全