蔡竑旻，何軼健，朱廣軍

（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海市 200050）

1 工程概況

某工程位于浦東新區(qū)涇南五街坊V-3地塊內(nèi)，東臨洋涇地段醫(yī)院，南面靈山路，西側(cè)巨野路，北面為社區(qū)文化規(guī)劃用地。圖1為工程地理位置平面圖。

該工程占地面積約為6 744m2。工程大樓為地下二層、地上主樓六層、裙房三層，總建筑面積為17 493 m2，其中地下建筑面積為 9 475 m2，地上建筑面積為8 018 m2,建筑總高度為24.25 m。

該工程整個(gè)基坑面積為5 076 m2，基坑周長(zhǎng)約282 m。該工程±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高4.600 m，自然地面相對(duì)標(biāo)高為-0.500 m。表1為基坑情況一覽表。

該工程南、西側(cè)分別是靈山路、巨野路，下均埋設(shè)有各類市政管線，包括電力管線、上下水管、煤氣管、通訊管線等。埋設(shè)深度為0.7～3 m不等，西側(cè)距離基坑外邊線較近的有1.7 m處的1萬(wàn)伏高壓電線埋地電纜以及8 m處的煤氣管線等。東側(cè)距離基坑外邊線較近的有5 m處的上水管線以及9 m處的電信管線等。

表1 基坑情況一覽表

2 工程技術(shù)難點(diǎn)

（1）基坑深度深、面積大?；悠骄_挖深度超過10 m，面積超過5 000 m2，在施工過程中的質(zhì)量控制難度大。

（2）高壓線的影響。巨野路一側(cè)，緊鄰紅線外側(cè)有一排電壓為1萬(wàn)伏的高壓線，距離基坑不到2 m，高度較低，基坑西側(cè)施工道路上無法停放高度較高的樁機(jī)。而且，此線路對(duì)于周邊居民及辦公區(qū)域供電尤為重要，不可搬遷，入地的話費(fèi)用太高，在施工過程中必須嚴(yán)格保護(hù)高壓線，保證周邊居民的正常生活。

（3）施工場(chǎng)地小?；用娣e占據(jù)整個(gè)紅線區(qū)域，連臨時(shí)辦公、生活區(qū)域也是借用北側(cè)社區(qū)文化用地，因此在大方量的土方運(yùn)輸線路的規(guī)劃方面要求極高，分層挖土的施工流程、方法及出土方向與整個(gè)基坑安全密切相關(guān)。

（4）管線眾多?；拥奈鱾?cè)和南側(cè)管線眾多，且距離基坑較近，除北側(cè)為社區(qū)文化規(guī)劃用地，尚未開工，東側(cè)為洋涇地段醫(yī)院，南側(cè)為刑偵支隊(duì)辦公樓和居民住宅，西側(cè)為居民小區(qū)，因此在施工深基坑過程中如何對(duì)周邊管線和建筑物進(jìn)行保護(hù)需要嚴(yán)密策劃。

（5）支撐拆除。深基坑在居民區(qū)內(nèi)場(chǎng)地小，無法放坡開挖，勢(shì)必需要采用混凝土支撐，而支撐拆除時(shí)正逢上海世博會(huì)期間，嚴(yán)禁使用爆破拆除，只能采用人工鑿除。人工鑿除工作量巨大，而且噪聲、揚(yáng)塵等污染會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一系列的負(fù)面效應(yīng)，因此如何合理進(jìn)行拆除也是工程的一大難點(diǎn)。

3 圍護(hù)及支撐方案的研究

3.1 圍護(hù)方案的確定

由于基坑西側(cè)緊鄰高壓電線桿，無法采用樁架較高的三軸攪拌樁施工，而高壓線入地的成本據(jù)供電局估算將達(dá)150萬(wàn)元，而且移位時(shí)的停電將影響周邊居民及辦公人員的正常生活，會(huì)造成此區(qū)域紅綠燈暫時(shí)停用，社會(huì)影響相當(dāng)大。西側(cè)用樁架較低的高壓旋噴樁代替三軸攪拌樁，據(jù)預(yù)算，會(huì)增加施工成本100萬(wàn)元，與高壓線入地相比代價(jià)較小，而且施工時(shí)不會(huì)因?yàn)橥ｋ娪绊懢用瘛?/p>

根據(jù)成本核算和工期方面的綜合考慮，結(jié)合盡量少擾民的原則，該工程在基坑?xùn)|、南、北三面采用三軸攪拌樁止水，西側(cè)止水采用高壓旋噴樁代替三軸攪拌樁，形成封閉的止水帷幕。以下對(duì)這兩種樁進(jìn)行比較。

3.1.1 三軸攪拌樁

三軸水泥攪拌樁采用Φ850 mm@600 mm，按相鄰樁套接一孔法施工。水泥選用P42.5普通硅酸鹽水泥，摻量20%，水灰比1.5。

優(yōu)點(diǎn)：擋水性強(qiáng)、工期短、對(duì)周圍地基影響小、能適應(yīng)多種地層、造價(jià)低。

（1）采用專用三軸攪拌樁施工，兩軸同向旋轉(zhuǎn)噴漿與土拌合，中軸逆向高壓噴氣在孔內(nèi)與水泥土充分翻攪拌合，而且由于中軸高壓噴出的氣體在土中逆向翻轉(zhuǎn)，使原來已拌合的土體更加均勻，成樁直徑更加有效，加固效果更優(yōu)，擋水效果好。

（2）三軸攪拌樁施工效率高，相對(duì)單軸或雙軸攪拌樁施工工期大大縮短，對(duì)于施工工期要求緊的工程，此法施工特別有效。

（3）適用范圍廣。水泥深層攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、黏性土、泥炭土、有機(jī)質(zhì)土等地基。同時(shí)，水泥深層攪拌樁所形成的水泥土固體可作為豎向承載的復(fù)合地基、基坑工程圍護(hù)擋墻、被動(dòng)區(qū)加固、防滲帷幕等。

（4）相對(duì)于其它止水帷幕，特別是高壓旋噴樁，造價(jià)較低。

缺點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)泥漿較多、對(duì)場(chǎng)地要求高。

（1）地基加固施工時(shí)，將要置換出一部分泥漿，置換出的泥漿在短時(shí)間內(nèi)無法固結(jié)致使無法及時(shí)運(yùn)到指定的棄土場(chǎng)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的文明施工造成一定的影響。

（2）施工機(jī)械設(shè)備比較大，現(xiàn)場(chǎng)組裝需要提供很大的施工場(chǎng)地。機(jī)械設(shè)備從現(xiàn)場(chǎng)組裝到調(diào)試需要時(shí)間較長(zhǎng)，所以三軸攪拌樁加固需要較大的施工場(chǎng)地。

3.1.2 高壓旋噴樁

高壓旋噴樁是高壓噴射注漿法地基處理中的一種，就是利用鉆機(jī)等設(shè)備，把安裝在注漿管底部側(cè)面的特殊噴嘴置入土層預(yù)定深度后，用高壓泥漿泵等裝置，以20 MPa左右的壓力把漿液從噴嘴中噴射出去沖擊破壞土體，同時(shí)借助注漿管的旋轉(zhuǎn)和提升運(yùn)動(dòng)，使?jié){液把從土體上崩落下來的土攪拌混合，經(jīng)一定時(shí)間的凝固，便在土中形成圓柱狀的固結(jié)體，與周圍土共同承受荷載。

該工程高壓旋噴樁采用Φ800mm@500mm，水泥用量500 kg/m，水灰比為1.0，成樁直徑Φ800mm，搭接300 mm。

優(yōu)點(diǎn)：施工占地少、振動(dòng)小、噪聲較低。

缺點(diǎn)：容易污染環(huán)境，成本較高，對(duì)于特殊的不能使噴出漿液凝固的土質(zhì)不宜采用。

3.2 支撐方案確定

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，基坑?xùn)|、南、西三面考慮基坑安全不宜行駛車輛，車輛只能從基坑北側(cè)道路進(jìn)出，因此對(duì)支撐及棧橋進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終支撐方案見圖2、圖3。

圖2 第一道支撐及棧橋布置圖

圖3 第二道支撐布置圖

4 支撐拆除施工技術(shù)

（1）拆除順序

支撐拆除原則：第二道支撐4個(gè)角撐先拆，再拆十字支撐，逐根拆除，第一道支撐4個(gè)角撐先拆，再拆十字支撐及棧橋。

（2）拆除方案

支撐梁下需搭設(shè)防護(hù)棚，沿梁長(zhǎng)度方向搭設(shè)，棧橋下防護(hù)棚應(yīng)滿搭。支撐拆除以機(jī)械拆除為主，機(jī)械采用鎬頭機(jī)，機(jī)械無法拆除的部位，采用人工拆除，人工拆除采用空壓機(jī)和風(fēng)鎬，人工拆除的登高采用現(xiàn)場(chǎng)兩部下基坑的爬梯。

拆除時(shí)，用鎬頭機(jī)把混凝土支撐完全破碎，碎塊大小以人工能搬運(yùn)為宜，混凝土碎塊掉落在防護(hù)棚上，再利用塔吊將碎塊吊出基坑，清運(yùn)出場(chǎng)。

支撐拆除采用鑿除法，主要是采用鎬頭機(jī)和空壓機(jī)進(jìn)行破碎，破碎前應(yīng)做好有關(guān)安全防護(hù)措施。

人工鑿除一般采用分段鑿開，起吊運(yùn)出工地，分段的長(zhǎng)度根據(jù)起重機(jī)起重能力，一般為l～2 m。鑿開鋼筋保護(hù)層后需將縱鋼切斷，箍筋也可拆去。成段的鋼筋混凝土塊運(yùn)出后也應(yīng)作鑿碎，或置于填埋場(chǎng)，否則會(huì)影響環(huán)境。如起重機(jī)的起重量較小，也可將鑿斷的混凝土塊在現(xiàn)場(chǎng)鑿碎再運(yùn)出。詳見圖 4、圖 5。

5 基坑施工監(jiān)測(cè)

為保證施工的安全與穩(wěn)定，需及時(shí)對(duì)專業(yè)監(jiān)測(cè)單位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì)、比較和分析，以達(dá)到信息化施工的要求。根據(jù)該工程支護(hù)和環(huán)境的實(shí)際情況，做如下監(jiān)測(cè)工作。

5.1 監(jiān)測(cè)目的

圖4 第二道支撐拆除順序圖

圖5 第一道支撐及棧橋拆除順序圖

通過對(duì)工程施工期間的監(jiān)測(cè)，獲取施工對(duì)周圍環(huán)境的影響信息（表部變形、深部位移、應(yīng)力、水位等），以指導(dǎo)施工，確保土方開挖及地下室施工期間基坑、臨近建筑物、地下管線的安全使用和圍護(hù)體系自身的穩(wěn)定，為信息化設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)。

5.2 監(jiān)測(cè)要求

（1）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，須測(cè)得初讀數(shù)。

（2）在基坑降水及開挖期間，須做到一日一測(cè)。在基坑施工期間的觀測(cè)間隔，可視測(cè)得的位移及內(nèi)力變化情況放長(zhǎng)或減短。

（3）測(cè)得的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)上報(bào)甲方、設(shè)計(jì)院及相關(guān)單位和部門。

（4）報(bào)警界限

周邊地面垂直與水平位移：日變量≥±3 mm，累計(jì)量≥±20 mm。

樁身及坑外土體深層位移：連續(xù)3 d日變量≥±3 mm，累計(jì)量≥±35 mm。

地下水位：累計(jì)量≥±500 mm，支撐軸力按設(shè)計(jì)值報(bào)警。

管線的報(bào)警界限根據(jù)管線單位及有關(guān)部門要求確定。

若測(cè)試值達(dá)到上述界限須及時(shí)報(bào)警,以引起各有關(guān)方面重視，及時(shí)處理。

5.3 監(jiān)測(cè)內(nèi)容

根據(jù)圍護(hù)設(shè)計(jì)要求，主要是水平垂直位移的量測(cè)，用于觀測(cè)圍護(hù)體頂、立柱頂端、地下管線及鄰近建筑物的水平位移及沉降。地下管線的測(cè)點(diǎn)、相鄰建筑物的測(cè)點(diǎn)布置情況應(yīng)與有關(guān)管理部門及業(yè)主商定。圖6為監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖。

圖6 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖

6 實(shí)施效果

6.1 主要經(jīng)濟(jì)效益

基坑西側(cè)如果使用三軸攪拌樁需要61根，而采用高壓旋噴樁共施工278根，雖然每根高壓旋噴樁單價(jià)比三軸攪拌樁便宜1 000多元，但數(shù)量大大增加，因此現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際圍護(hù)費(fèi)用增加了100萬(wàn)元。但是相對(duì)于高壓線入地所需的費(fèi)用150萬(wàn)元和對(duì)周邊區(qū)域停電所帶來的損失，從經(jīng)濟(jì)效益上來看還是值得的。

第一道支撐棧橋和第二道支撐的方案優(yōu)化，減少了棧橋面積636 m2，減少了連梁的數(shù)量，共節(jié)省了混凝土550 m3，共節(jié)約施工成本55萬(wàn)元。

6.2 主要社會(huì)效益

該工程基坑圍護(hù)采用鉆孔灌注樁結(jié)合二道鋼筋混凝土支撐的圍護(hù)形式，東、北、南側(cè)采用三軸水泥攪拌樁止水，西側(cè)采用高壓旋噴樁止水的形式?？傮w來說，整個(gè)基坑在施工過程中始終處于安全受控狀態(tài)，因此，該圍護(hù)體系是成功的。

由于2010年上海世博會(huì)的召開，該工程施工區(qū)域周邊道路在2010年4月至11月禁止土方外運(yùn)，而現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地小，無堆土的條件，如果在3月底前無法完成土方開挖工程將會(huì)導(dǎo)致停工8個(gè)月，對(duì)總工期的完成帶來致命的打擊，根本無法完成對(duì)業(yè)主的承諾。通過圍護(hù)形式的優(yōu)化，在短短4個(gè)月內(nèi)克服了重重困難，完成了多種圍護(hù)形式的施工和5萬(wàn)方的土方開挖，順利保住了3月底這個(gè)重要的節(jié)點(diǎn)，使該工程在世博期間仍能正常施工，為確保2011年8月準(zhǔn)時(shí)竣工打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

信息化施工在基坑施工過程中取得了成功，在日常的施工過程中加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)綜合分析，找出產(chǎn)生原因并制訂相應(yīng)對(duì)策，及時(shí)預(yù)測(cè)下道工序的影響，優(yōu)化施工從而保證了基坑及其周圍環(huán)境的安全，切實(shí)達(dá)到了信息化施工的目的。

因此，緊鄰高壓線的深基坑施工安全技術(shù)研究具有十分積極的意義，必將推進(jìn)我國(guó)類似工程的建設(shè)技術(shù)和水平。

7 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

（1）基坑西側(cè)緊鄰1萬(wàn)伏高壓線，在施工過程中對(duì)高壓線路的保護(hù)，在高壓線不入地、不移位的情況下對(duì)止水帷幕進(jìn)行選擇，采用樁架較低的高壓旋噴樁代替常規(guī)的樁架較高的三軸攪拌樁止水。

（2）在西側(cè)高壓旋噴樁施工過程中進(jìn)行全程信息化監(jiān)測(cè)，根據(jù)周邊管線的位移情況調(diào)整高壓旋噴樁的施工速度，保證深基坑的安全、施工質(zhì)量及對(duì)周邊管線的保護(hù)。