上海城建市政工程（集团）有限公司 上海 200232
摘要：城市深基坑的施工工况是复杂多样的，在上海港城广场建设项目（06-1和09-1地块）及地下连通道施工总承包工程中，其狭长深基坑土方开挖施工阶段，09-1地块沿长边方向旁有城市综合管廊工程同时沿管线走向平行进行土方开挖施工，同时该侧管线情况复杂，普遍开挖深度7.65m，最大开挖深度8.45m。管廊基坑深度与该基坑大致相同，综合管廊基坑距离09-1地块基坑约10m左右，根据背景工程及现场工程地质情况，本文详细分析介绍了09-1地块该种工况下的深基坑围护体系选型及其降水方法，以及该工程的土方开挖施工方法，工程实施效果良好。
关键词：狭长深基坑；综合管廊；围护体系；降水；土方开挖
1引言
城市综合管廊具有管线排布的综合性强、自动化程度高、城市地下空间得到有序管理同时又缓解了直埋管线存在的各种不利问题等诸多优点，建造数量越来越多。当狭长的方形深基坑土方开挖施工阶段，在沿其基坑长边方向旁有城市综合管廊工程，同施工阶段沿管线走向平行进行施工时，对于狭长的方形深基坑的围护体系选型、局部位置的加固处理、降水效果，以及狭长深基坑的土方开挖施工方法等，是确保基坑施工安全及周边环境保护的重点。
2工程概况
2.1工程建设简介
背景案例工程名称为港城广场建设项目（06-1和09-1地块）及地下连通道施工总承包工程，工程性质为住宅、商业及配套设施，总建筑面积为92113平方米，其中地上建筑面积为60771.99平方米，地下建筑面积为31313.49平方米，工程位于上海市浦东新区，东至云鹃路，西至环湖西二路，南至海港大道，北至黄日港南路，靠近著名风景区滴水湖。
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图1 09-1地块基坑开挖前实景图
2.2现场环境特征
2.2.1地理位置及周边环境
工程位于上海市浦东新区，北侧为南黄日港路，南侧为海港大道，东侧为云鹃路，云鹃路一侧为在建的港城一期工程，云鹃路侧有地下综合管廊与该工程09-1地块基坑土方阶段平行施工，西侧为环湖西二路。
2.2.2地质条件
该工程靠近上海著名风景区滴水湖旁边，此区域属于长江三角洲冲积平原，拟建场地地貌单元属于河口、砂嘴、砂岛地貌类型，施工场地地势较为平坦。根据上海海洋勘察设计研究院有限公司给出的《港城广场建设项目岩土工程勘查报告》。基坑及围护工程施工深度范围内所涉及土层为：第一层吹（冲填土），土性不均匀，层厚1.2~1.7m；第二层灰色粉质黏土，饱和、稍密、压缩性中等，厚度11.9~13.4m。
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图2 09-1地块狭长深基坑旁有管廊工程同时施工情况简图
2.3工程难点分析
随着工程实际进度的推移，09-01地块临近云鹃路侧管廊基坑将与09-01地块基坑同时开挖，管廊基坑深度与本基坑大致相同，管廊基坑距离09-1地块基坑约10m左右，由于两基坑同时开挖将对本基坑和周边管线有较大影响，考虑到基坑自身及周边环境安全，围护体系选型和贴近管廊侧局部加固措施至关重要。
工程靠近上海滴水湖，土质水文情况特殊，对基坑围护止水以及土方开挖前降水效果要求高、难度大。
基坑普遍开挖深度7.65m，最大开挖深度8.45m。基坑南北向长约210m，东西向宽约70m，为狭长矩形深基坑，考虑其周边管廊及环境保护要求高，在保证施工安全的前提下实现业主方进度节点要求，出土难度相当大，土方开挖施工方法制定有一定难度。
3本工程围护体系选型剖析
3.1内支撑
现阶段上海地区内支撑体系采用的主要形式包括型钢或钢管支撑和钢筋混凝土支撑[1]。
型钢支撑以及钢管支撑采用预制后现场拼装的形式支护基坑，其最主要的优点是拆装方便、可回收利用经济环保[2]，但如果基坑环境复杂时受其荷载水平较低因素影响，支撑在竖向和水平向的间距都比较小。本工程基坑为狭长的大型深基坑且近管廊一侧管线情况复杂，土方开挖出土难度较大，为确保后续土方施作留出较大空间和内支撑的整体刚度完全满足安全性要求，内支撑采用一道钢筋混凝土支撑形式（矩形对撑、角部斜撑为主），内支撑混凝土强度等级C30，其中围护桩压顶梁（即围檩）尺寸为1200mm×700mm，内支撑主撑（轴向对撑）尺寸为800mm×700mm，连系撑尺寸为600mm×700mm。内支撑中间立柱为角钢格构柱按设计要求插入到钻孔灌注桩中。
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图3 09-1地块支撑平面布置图
3.2围护墙
众所周知，基坑围护墙的形式多样，且我国南北方由于水文地质条件的差异，通常使用的支护形式也各不相同，如：灌注桩排桩围护墙、板桩围护墙、咬合桩围护墙、型钢水泥土搅拌墙、地下连续墙、水泥重力式围护墙、土钉墙等[1]。
就现阶段上海地区而言，对于环境比较复杂的深基坑支护，围护墙的类型主要有两种形式，第一种形式是灌注桩排桩支护辅之以水泥土搅拌桩或高压旋喷桩止水帷幕，桩间压密注浆补强；第二种形式是地下连续墙，尤其地下连续墙的设计施工适用于更深基坑且周边环境很复杂的工况，可想而知其成本造价也是相当高的。考虑09-1地块基坑特殊的工况条件，同时如若采用地下连续墙的形式做围护墙，项目造价成本较高，本工程基坑围护墙最终采用的是前述第一种围护墙形式，具体为：09-1地块基坑采用顺做法施工，其中围护结构采用水下C35混凝土，直径800mm@1000mm桩间净距200mm的钻孔灌注桩做为围护桩，有效桩长16m～18m；止水帷幕采用幅宽850mm@1200mm三轴水泥土搅拌桩，水泥掺量20%，桩长11.8m。坑内电梯井（或坑中坑处）加固采用幅宽700mm@1200mm双轴水泥土搅拌桩。桩间采用正常孔径70～100mm、水泥掺量设计要求7%、水灰比0.45～0.55的压密注浆封堵。
3.3靠近综合管廊侧基坑围护体系加强措施
根据现场情况和各参建方现场踏勘会议沟通，09-01地块临近云鹃路侧有综合管廊基坑将与09-01地块基坑同时开挖，管廊基坑深度与本基坑大致相同，管廊基坑距离09-1地块基坑约10m左右，由于两基坑同时开挖将对本基坑安全施工和周边管线有较大影响，各方协商一致后将围护图纸原设计进行了加强，同时管廊的围护也将加强，并加强落实好好施工过程中的深基坑监测工作。现就背景工程的围护体系加强措施说明如下：基坑临近综合管廊一侧，围护钻孔灌注桩外侧增加直径800mm@600mm高压旋喷桩，桩长同该侧三轴搅拌桩，同原位置压密注浆；基坑临近综合管廊一侧，在开挖深度一半位置增设一排三轴搅拌桩幅宽850mm@1200mm，进一步增强止水效果与周边土体稳定；基坑临近综合管廊一侧，增设钢支撑：HC直径609mm×16mm钢管@9000mm。
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图4 09-1地块临近综合管廊基坑围护结构加强后剖面构造图
3.4基坑降水方法
在目前基坑降水常用的方法有轻型井点降水、多级轻型井点降水、喷射井点降水、电渗井点降水、真空降水管井、降水管井等诸多方法[3]。
由于土方开挖范围内土质主要以粉土和砂质土为主。该工程又靠近滴水湖，水系丰富，基坑降水的抽水量将会比较大，为满足设计要求，在综合各因素、同时施工单位结合在上海临港地区的施工经验后，09-1地块降水工程最终采用的是真空负压复合降水的疏干降水方法，并且采用每台真空泵抽三口降水井的抽真空方法，确保降水效果，增强降水井汇水能力。抽出来的地下水需清澈透明，经三级沉淀池沉淀后，可考虑循环水利用。该种降水方法运用后提高了基坑的安全、可靠性，一定程度上可以稳定住围护体系的变形，满足降水要求，且施工方便，降水工期、降水深度、成本及后继施工搭接均可符合要求。
4土方开挖方法
上文已经提到，背景工程基坑属于狭长矩形深基坑，且09-1地块沿长边方向旁有城市综合管廊工程同时沿管线走向平行进行土方开挖施工，同时该侧管线情况复杂，普遍开挖深度7.65m，最大开挖深度8.45m。在满足开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖十六字原则的基础上，既要求保证基坑开挖的安全性，同时又设法尽最大效率出土。
显然常规的中心岛式的土方开挖方法，虽然出土效率很高而且目前大型深基坑普遍采用此方法开挖土方，但中心岛式开挖由于首先挖去基坑边部土方，围护结构受外部荷载的时间比较长，在该工程土质条件下，支护结构的变形量可能会相应增大进而造成基坑监测值发生报警，对于支护结构受力一定程度上是不利的，尤其是背景工程这种狭长类深基坑，又遇到综合管廊同时施工。经综合考虑、合理划分施工区段和相应区段土方量，本工程采用的深基坑土方开挖方式为沿基坑长边双向退挖的“中”字形盆式开挖方法。内支撑施工完毕且满足设计要求的开挖条件后，二层土方开挖流程见下图，采取B1至B8区段依次从中部向长向两边退挖。
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图5 09-1地块二层土方“中”字形盆式退挖图（一）
图6 09-1地块二层土方“中”字形盆式退挖图（二）
5基坑监测
09-1地块的深基坑施工过程中施工单位和业主委托专业监测单位加强基坑监测工作，监测内容为基坑周边环境监测（包括管廊工程围护结构）和基坑本身的监测。
具体的基坑监测项目是：基坑周边道路、地表沉降；周边管线沉降；围护桩顶垂直、水平位移监测；围护桩顶垂直、水平位移监测；围护桩身深层水平位移（测斜）；内撑轴力；坑外水位；立柱垂直位移。同时应根据基坑监测日报累计变量结果是否出现预警来调整监测频率、启动应急预案等，应按照提前审批好的基坑监测方案布置点位。
6背景工程实施效果
按照本文阐述的围护选型和土方开挖方法，施工单位在施工过程中，牢牢把握住各个环节的具体设计及规范要求，提前制定各环节的质量标准，严格执行相关质量“三检”制度和隐蔽验收制度，最终该项目在确保深基坑施工安全的前提下，顺利按照进度节点完成地下结构工程施工，基坑监测期间无报警值发生，实施效果良好。
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图7 09-1地块土方开挖完毕地下结构施工实景图
7结语
上海港城广场建设项目（06-1和09-1地块）及地下连通道施工总承包工程，09-1地块基坑围护形式为：钢筋混凝土内支撑（格构式钢立柱竖向顶托）、钻孔灌注桩围护墙辅之以高压旋喷桩+三轴水泥土搅拌桩（管廊侧加厚做法）止水帷幕+桩间压密注浆补强、管廊侧增设牛腿钢支撑；真空负压复合降水的疏干降水方法。土方开挖方法为沿基坑长边双向退挖的“中”字形盆式开挖法。实践下来效果良好，给狭长深基坑旁有管廊工程同时施工的深基坑工程，围护选型和土方开挖方案制定起到了可供参考的借鉴作用。
参考文献：
[1] 丁士昭，马志刚等．建筑工程管理与实务[M]．北京：中国建筑工业出版社，2018
[2] 袁飞盛.建筑工程中的深基坑支护施工技术探讨．绿色环保建材[J]，2019，（11）：203~204
[3] 李绍辉.基坑降水技术在建筑工程施工中的应用研究．江西建材[J]，2019，（11）：113~115