大型基坑应用多种围护结构的设计与施工 卢勇 上海漕河泾开发区经济技术发展有限公司 上海 ２０１１１４ 摘要：如今相当多的工程项目都面临着场地狭小、紧邻周边建筑、地质条件复杂等不利情况，因此选择一个灵活、安 全、经济的基坑围护方式非常重要。以上海漕河泾开发区浦江高科技园Ａ１地块二期工程为例，探讨了在周边环境条件 较为复杂的情况下，一坑之中采用多种围护方式并存的结构设计与施工方案，取得了良好的工程实效，可为类似工程 提供借鉴。 关键词：大型基坑 复杂环境 一坑多围护 设计与施工 中图分类号：ＴＵ７５３．８ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－１００１（２０１４）０３—０２０５—０３ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ Ｄｅｅｐ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｐｉｔ Ｌｕ Ｙｏｎｇ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃａｏｈｅｊｉｎｇ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｐａｒｋ（Ｐｕｄｏｎｇ Ａｒｅａ）Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１１１４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ．ａ ｌｏｔ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ａｒｅ ｕｎｄｅｒ ａｄｖｅｒｓｅ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ Ｉｉｍｉｔｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｉｔｅｓ，ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ＳＯ ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ａ ｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｓａｆｅ，ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｏｄｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｕｎｄａｔｆｉｏｎ ｐｉｔ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｓｈａｎｇｈａｉ ｃａｏｈ￣ｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｚｏｎｅ Ｐｕｊｉａｎｇ Ｈｉ－ｔｅｃｈ Ｐａｒｋ Ａ１ Ｐｌｏｔｓ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｏｄｅｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｎ ｏｎｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａｎ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｒｆ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｒｇｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｍｏｄｅｓ ｉｎ ｏｎｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐｉｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ １ 工程背景 １．１工程概况 上海市漕河泾开发区浦江高科技园Ａ１地块二期工程 总建筑面积约为９６ １８９ ｍ ，主要由１栋１８层办公楼（Ｃ２ 楼）、１栋６层办公楼（Ｄ２）楼、１栋１ ２层办公楼（Ｅ２ 楼）以及地下１层车库、下沉式广场、室外总体及配套设施 等组成。 工程基坑面积近２７ ０００ １３３ ，基坑大面积深度为４．４５ ｍ。 １．２水文地质条件 地基土的构成与特征为：第①层素填土；第②层粉质 黏土：第③层淤泥质粉质黏土；第④淤泥质黏土：第⑤、 ⑥层粉质黏土。 本场地内有数条暗浜分布，暗浜主要分布于场地中部 及北部，呈南北及东西走向，暗浜彼此之间呈连通状态； 在场地东侧中部为明浜。 工程西侧紧邻一期工程场地内景观及道路等已建设完 毕，地面标高较施工场地高出１．２５～１．９ １３３，且栽种有数棵 景观大树，因此需采取保护措施。基坑西南角紧邻基地红 线外的电信楼，亦有必要采取保护措施。基坑东侧、．ｔＬ／￣』 及东南区域周边环境条件较好。 ２主要施工难点 由于本工程地下室面积较大，且与电信楼及一期工程 已施工完毕的景观道路相毗邻，周边施工环境较为复杂， 如处理不好则容易导致电信楼沉降、外墙开裂、树木损伤 等情况，因此围护施工控制要求较高，需要通过合理的基 坑围护选型及施工组织来降低施工中存在的风险。 ａＬ｜＿—一 作者简介：卢勇（１９７４一），男，博士，英国皇家特许建造 ３ 一坑多围护形式的设计及其要点¨ 师、英国皇家特许测量师。 通讯地址：上海市闵行区新骏环路１８８号８号楼Ｂ座３层 （２０１１１４）。 本工程的围护选型根据周边环境不同大致可分为两大 区 南北东侧区及西区。 收稿日期：２０１４—０１—０７ 其中南北东侧周边环境情况较好，且有操作面，可以 ２０１４．３ ＢｌｌｉｌｄｉＩＩｇ ｃ。ｎｓｔｍｃｔｉ。ｎ Ｉ ２ｏ５ 采用放坡加双排双轴搅拌桩止水的围护形式，考虑到成本 与成桩质量等因素，最终选用了单排三轴水泥搅拌桩作为 止水帷幕。放坡坡度为１：１．５，采用二级放坡；中间平台 宽度１．５ ｍ；在中间平台上布置轻型井点，井点每隔４０ ｍ 设置１套，连续布置，仅在挖土通道部位留出宽５ ｍ通道出 口，要求在基坑施工的全过程中不问断抽水。 基坑西侧相邻一期工程场地内景观道路人工土坡等已 建设完毕，地面标高较施工场地高出１．２５—１．９ ｍ，且栽种 有数棵景观大树，需采取保护措施。常规的围护方案有水 泥搅拌桩重力坝、拉森钢板桩（外拉锚或内抛撑）、ＳＭＷ 工法桩加内抛撑、钻孔灌注桩加内抛撑等。考虑到西侧大 部分范围内均无操作面且已有景观土坡，水泥土搅拌桩重 力坝和拉森钢板桩外拉锚的围护形式并不适用。西侧基 坑大面积深度为４．４５ ｍ，考虑到西侧景观土坡平均高度为 １．５ ｍ，因此西侧基坑实际深度约为６ ｍ，拉森钢板桩刚度 不够且有渗水隐患，不宜大面积采用。最后综合成本因 素，围护形式选用ＳＭＷＩ法桩加 ６０９ ｍｍ斜抛内撑为主， 基础底板上设置牛腿作为抛撑支点。古树木部位不宜采用 喷浆类围护，故采用了拉森钢板桩围护，并在中间增加 １道支撑以确保刚度。 考虑到￣￣６０９ ｍｍ钢管抛撑的需要，在基坑西侧南北 两端有操作面的部位稍作场地平整处理后，采用三轴水 泥搅拌桩重力坝的围护形式。其坝体宽３．７ ｍ，坝体上设 置厚１ ５Ｏ ｍｍ钢筋混凝土道路，路幅宽为４ ｒｎ，将其作为 ￣￣６０９ ｍｍ钢管抛撑吊装通道及场地。中间区域的￣￣６０９ ｍｍ 钢管抛撑吊装施工，利用需要挖土部分的场地，与挖土之 间进行轮换，即以景观树为中心往南北两侧后退，挖土完 成一部分，挖机退出然后进行钢支撑施工，钢支撑施工完 毕再进行挖土，以此类推到全部完成。 根据以上分析，基坑围护平面布置如图１所示。 图１基坑围护设计平面布置 ２０６ｆ建筑旋工第３７卷帮３期 ４ 施工总体部署及控制要点 考虑到流水作业和挖土施工方便，整个项目基础部分 的施工总流程为由北向南，因此工程桩和围护体系的施工 总体流程也是由北向南 。 在关键路线上制约总工期的主要是水泥土搅拌桩重力 坝的２８ ｄ养护期，因此１区围护最早开工。然后安排２台搅 拌桩机同时施工，其中一台沿２区一４区的方向施工，另一 台沿３区一５区的方向施工，最后在６区合拢，完成整个围 护体系。工程桩和围护体系的施工相临距离按照２倍桩长 （１￣Ｐ７０ ｍ）的距离控制。 ３区的斜抛撑区域的土方开挖在相应部位基础底板、 牛腿（留设施工缝，厚４ ｍｍ钢板止水）完成并达到强度 后，按照１：２．５的坡度控制，随挖土随吊装钢管支撑（由 中间向南北分别取土）并完成剩余底板结构。 关键是挖土与支撑要求密切配合，支撑要预先拼接 好，挖土要按照预先定好的位置不能超挖，否则吊装钢管 支撑的吊车吨位将不能满足。 施工平面布置和施工流程如图２、图３所示。 图２施工平面布置 施工过程中应注意以下质量控制要点： （ａ）三轴搅拌桩水泥掺量２０％，暗浜区域水泥掺量取 ２５％［８】 （ｂ）工法桩型钢宜在水泥土搅拌桩施工结束后３０ ｍｉｎ 内完成，型钢依靠自重插入，相邻型钢的焊接接头应错 开，错开的竖向距离不宜小于１ ０００ ｍｍ，焊接采用全熔透 保证等强度连接； （ｃ）Ｈ型钢拔除后立即充填空隙，以减少对环境的影 响： （ｄ）拉森钢板桩与周边ＳＭＷＩ法桩交接处围檩贯通 设置： （ｅ）搅拌桩水泥流量、注浆压力采用人工控制，严 格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总 量控制，并用相对密度仪随时检查水泥浆的相对密度； （ｆ）搅拌桩开挖面以上采用重复搅拌，保证开挖面以
