1工程概況
醫(yī)谷現(xiàn)代商務(wù)園二期位于浦東新區(qū)廣丹路的北面，六灶港河的南面，地塊呈鏟刀型。總用地面積25539m2，總建筑面積48674m2，該小區(qū)由J房型（-1/9F）、E1-E5（-1/5F）、D1-D4（-1/5F）、H1-H5（-1/5F）建筑群組成，工程基礎(chǔ)采用PHCΦ400A(80)預(yù)應(yīng)力靜壓管樁，樁端持力層為⑦1-1砂質(zhì)粉土層，有效樁長(zhǎng)31m。
1.1基坑周?chē)h(huán)境
本項(xiàng)目基坑由四個(gè)組成，其中J房型基坑尺寸為57.7X32.4M，E房型平面呈L型，基坑尺寸為142X27M，D房型基坑尺寸為88X28M，H房型基坑尺寸為124.6X42M，按基坑底板外輪廓線，J型房北側(cè)6.0M是已有網(wǎng)球館建筑，J、E及D型房南面約4.5米是圍墻，圍墻南面約6米是市政道路（廣丹路）；H型房北側(cè)20M是六灶港河，其中H型房基坑與D型房基坑間最小距離僅11.5米（該部位需布置施工便道）。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原始標(biāo)高及基坑圖紙尺寸計(jì)算，各基坑開(kāi)挖深度如下：J型房為5.6米（局部7.2米）；E型房為3.5米（局部4.8米）；D型房為3.5米（局部4.8米）；H型房為5.5米（局部6.8米）。
1.2工程地質(zhì)特征
1.2.1地下水位埋深0.3-1.6M，對(duì)砼無(wú)侵蝕性。
1.2.2影響支護(hù)的土層如下：
第①層為雜填土，主要為素填土、耕植土，局部為建筑垃圾。全場(chǎng)分布，層厚0.0-2.5m。
第②層粉質(zhì)粘土，中等壓縮性，干強(qiáng)度中等，中等韌性。全場(chǎng)分布，層厚0.0-3.0m。
第③層淤泥質(zhì)粘質(zhì)粉土，土質(zhì)較差，易壓縮。全場(chǎng)地分布，層厚1.6-9.3m。
第④層淤泥質(zhì)粘土，流塑，高壓縮性。全場(chǎng)地分布，層厚6.8-19.0m。
第⑤1層為粘土，稍密，飽和，中等壓縮性。全場(chǎng)地分布，層厚17.2-26.3m。
第⑤3層為粉質(zhì)粘土，主要分布于古河道內(nèi)，土質(zhì)相對(duì)較好，層厚24.8-35.0m。
第⑥層為粉質(zhì)粘土，土質(zhì)較好，分布較穩(wěn)定，層厚24.4-30.8m。
第⑦1層為砂質(zhì)粘土，土質(zhì)較好，呈中密~密實(shí)狀，獲得的承載力較大，層厚28.0-37.9m。
1.2.3不良地質(zhì)現(xiàn)象
經(jīng)勘探查明，場(chǎng)地南北向有6條暗浜分布，寬8-12米左右，有兩條明浜分布，寬10.0-17.0米，東西向有一條明浜分布，寬大于15.0米，場(chǎng)地暗浜深1.9-3.8米，局部清理過(guò)。
1.3基坑工程設(shè)計(jì)、施工難點(diǎn)
1.3.1J型房北側(cè)6米即為網(wǎng)球館，對(duì)地面沉降變形要求相當(dāng)高。
1.3.2H型房北側(cè)20米范圍內(nèi)有天然河道，且水位高過(guò)擬開(kāi)挖基坑底近3米。
1.3.3場(chǎng)地內(nèi)有5條帶狀的暗浜，地址報(bào)告顯示最深處近10米。
1.3.4項(xiàng)目場(chǎng)地狹小，待開(kāi)挖地下室間土體需作為施工便道。
1.3.5項(xiàng)目南側(cè)的市政道路變形要求高。
1.3.6上海剛發(fā)生蓮花河畔倒樓事故，監(jiān)管部門(mén)對(duì)深基坑設(shè)計(jì)、施工監(jiān)管加強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)型與安全性的平衡點(diǎn)難以控制。
2圍護(hù)方案
根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，可用于該開(kāi)挖深度的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)有很多，如重力式擋墻、土釘墻結(jié)合水泥攪拌樁止水、鉆孔灌注樁以及空腹格柵墻式水泥攪拌樁等，作為建設(shè)方，我們需要在經(jīng)濟(jì)型和安全性方面進(jìn)行平衡，在同設(shè)計(jì)單位討論，并經(jīng)專(zhuān)家論證認(rèn)為，根據(jù)本基坑工程的規(guī)模及特點(diǎn)，開(kāi)挖深度地質(zhì)條件及周邊環(huán)境，該場(chǎng)地條件可基本滿(mǎn)足土釘支護(hù)要求，只要能有效降低地下水位，同時(shí)控制好土體變形的圍護(hù)方案都是可行的，現(xiàn)對(duì)幾種基坑支護(hù)方案在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上進(jìn)行了比較。
2.1土釘墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要有以下問(wèn)題：
2.1.1該土釘形式往往側(cè)向變形較大，會(huì)對(duì)網(wǎng)球館地面沉降造成大的影響，同時(shí)對(duì)鄰近工程樁的保護(hù)不利。
2.1.2土釘墻不能將基坑內(nèi)外的地下水隔開(kāi)，基坑內(nèi)降排水的工作量較大，并會(huì)造成網(wǎng)球館地面沉降以及六灶港河的侵蝕。
2.2重力式擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)也存在如下問(wèn)題：
2.2.1難以控制基坑的變形，會(huì)對(duì)網(wǎng)球館地面沉降造成大的影響。
2.2.2為保證基坑的穩(wěn)定，重力式擋墻要保證一定的寬度和插入深度，該工程的基坑邊線距離鄰近工程基礎(chǔ)很近，重力式擋墻實(shí)施的空間難度較大。
2.3鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)主要有以下問(wèn)題：
成本太高，基坑內(nèi)降排水的工作量較大。
樁墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)工藝比較成熟，但對(duì)該工程而言，基坑大部分開(kāi)挖深度在7.00M以?xún)?nèi)，該支護(hù)形式在技術(shù)上沒(méi)有問(wèn)題，但工程造價(jià)偏高。
綜合以上分析，在確保基礎(chǔ)和地下室施工安全的前提下，為方便施工，加快工程進(jìn)度，降低工程造價(jià)，經(jīng)分析和比較，最后確定采用的圍護(hù)方案是：對(duì)于D、E、H房型采用水泥攪拌樁加土釘?shù)膹?fù)合土釘墻支護(hù)形式，其中水泥攪拌樁采用雙頭Φ700@1000（水泥參量13%，浜區(qū)為16%）；對(duì)于J房型，采用鉆孔灌注樁結(jié)合雙頭Φ700@1000水泥攪拌樁止水帷幕，另加一道鋼支撐的支護(hù)形式，基坑四周設(shè)置鋼筋砼壓頂，鋼支撐支護(hù)支撐在壓頂上。同時(shí)對(duì)坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)土體和局部深坑進(jìn)行加固處理，加固采用雙頭Φ700@900水泥攪拌樁。采用該復(fù)合式的圍護(hù)方案能充分發(fā)揮水泥攪拌樁和土釘墻的各自?xún)?yōu)點(diǎn)，同時(shí)彌補(bǔ)各自的不足，主要有以下幾個(gè)方面：
（1）土釘墻的造價(jià)低廉，與其他樁墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比，其經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)非常明顯。
（2）水泥攪拌樁本身是效果很好的止水帷幕。
（3）水泥攪拌樁插入深度較大，其抗滑移，抗傾覆和整體穩(wěn)定性比單純采用土釘墻護(hù)有大大提高。
（4）在坑底進(jìn)行了被動(dòng)區(qū)土體加固，對(duì)控制圍護(hù)體的變形和穩(wěn)定非常有利。
?。?）水泥攪拌樁止水帷幕能保證降水效果，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)支撐圍護(hù)確保了網(wǎng)球館的變形。
3技術(shù)方案
3.1計(jì)算分?jǐn)?shù)取值說(shuō)明。
3.1.1基坑計(jì)算開(kāi)挖深度取5.50M（A-A剖面）、4.5M（C-C剖面）和3.50M（D-D剖面）。
3.1.2地面超載C-C剖面取30KN/M2外，其余剖面均取20KN/M2。
3.1.3各土層物理、力學(xué)指標(biāo)。
3.1.4土壓力采用朗肯土壓力理論，采用水土合計(jì)。同時(shí)考慮了土的成層性，即根據(jù)地質(zhì)剖面的土層分布情況，分別采用相應(yīng)的抗剪指標(biāo)計(jì)算土壓力。
3.2計(jì)算方法說(shuō)明及計(jì)算結(jié)果
本工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算采用深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算分析軟件包PRSA。
3.2.1基坑整體穩(wěn)定分析
REAME程序可以考慮地基的任意分層，被動(dòng)區(qū)土體加固以及基坑的滲流作用，給出基坑最危險(xiǎn)圓弧滑動(dòng)面的滑動(dòng)中心位置，滑動(dòng)圓弧半徑及相應(yīng)的最小抗滑移安全系數(shù)。應(yīng)用本程序?qū)拥恼w穩(wěn)定進(jìn)行分析，結(jié)果表明，A-A，C-C，D-D剖面的整體穩(wěn)定安全系數(shù)分別1.33，1.31和1.41，符合規(guī)范要求。
3.2.2土釘?shù)目拱瘟τ?jì)算。
各道土釘?shù)目拱瘟︱?yàn)算據(jù)如下公式：
其中Kdi為第i個(gè)土釘?shù)目拱螐?qiáng)度安全系數(shù)；
Eai為第i個(gè)土釘處的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度；
Sx、Sy分別為第i個(gè)土釘?shù)乃剑怪遍g距。
Tti為第i個(gè)土釘破裂面以外的土體提供的有效抗拔力將設(shè)計(jì)各參數(shù)依次代入，計(jì)算得A-A剖面的第一、二、三和第四道土釘?shù)目拱伟踩禂?shù)分別為1.69、1.83、1.57和1.36；C-C剖面的第一、二、三和第四道土釘?shù)目拱伟踩禂?shù)分別為1.59、1.67、1.46和1.35，均滿(mǎn)足要求。
3.2.3圍護(hù)體的外部穩(wěn)定驗(yàn)算
將復(fù)合土釘墻及加固的土體作為一整體，按照重力式擋墻的有關(guān)計(jì)算方法進(jìn)行多種穩(wěn)定驗(yàn)算。
（1）抗滑移計(jì)算
作用于擋墻上的主動(dòng)土壓力的水平分量為滑動(dòng)力，擋墻側(cè)面及底部與土體之間的水平摩阻力為抗滑動(dòng)力。經(jīng)計(jì)算A-A、C-C、D-D剖面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)分別為2.11、1.87和2.63，滿(mǎn)足要求。
（2）抗傾覆計(jì)算
考慮擋墻繞抗底與擋墻的交點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩由作用于擋墻上的主動(dòng)土壓力的水平分量提供，抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)力矩由擋墻重力、主動(dòng)土壓力垂直分量提供，這樣計(jì)算得到A-A、C-C、D-D剖面抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)分別為19.11、15.37和3.32，均大于1.4，滿(mǎn)足規(guī)范要求。
3.3錨桿
基坑按坑邊荷載情況，分為A-A、B-B、C-C、D-D、E-E、F-F六類(lèi)區(qū)段，設(shè)計(jì)5排錨桿，按梅花形布置，排矩0.9-1.2M，水平間距1.0M，落腳加2排超前錨桿。錨桿頭部用2Φ16鋼筋橫向焊接，再與網(wǎng)片焊接。錨桿孔直徑Φ100mm，錨體采用Φ48×3.5鋼管，打入角10º向下，錨桿采用高壓注漿，注漿壓力0.8-1.2Mpa，漿液配合比（重量比）水灰比0.4-0.5，灰砂比2。
3.4鋼筋網(wǎng)
采用Φ6.5@200×200單層滿(mǎn)布。
3.5噴射混凝土
摻加速凝劑施以干法噴射，設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20，噴射厚度100mm配合比（重量比）水泥：砂：碎石=1：2：2.5，噴射范圍為D、E、H房型基坑四周一圈（寬度1000mm）。
4支護(hù)施工
4.1水泥土深層攪拌樁施工
開(kāi)機(jī)前必須探明和清除一切地下障礙物，須回填土的部分，必須分層回填夯實(shí)，以確保樁的質(zhì)量，其工藝流程為：
樁機(jī)就位→攪拌下沉、拌制水泥漿→注漿攪拌提升→重復(fù)攪拌下沉→重復(fù)提升→關(guān)閉攪拌機(jī)械→移位→樁機(jī)就位
4.2噴錨施工
支護(hù)體施工隨基坑開(kāi)挖同步進(jìn)行，其工藝流程為：制錨→開(kāi)挖→修邊→打孔→裝漿→編網(wǎng)→噴射混凝土
4.3降水排水
在基坑邊坡上布置一排井點(diǎn)降水管，將地下水位控制在坑底以下；坑底積水采用200mm×200mm斷面環(huán)基坑溝槽加集水坑的辦法排除，基坑四周每隔20m-30m設(shè)置集水井，以保持坑內(nèi)作業(yè)面及坑底干燥。
4.4基坑開(kāi)挖
為便于施工并利于邊坡穩(wěn)定，開(kāi)挖應(yīng)在該范圍周邊基坑攪拌樁達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行，同時(shí)宜按照分區(qū)塊A-I的順序進(jìn)行，以A-A剖面為例，土方開(kāi)挖宜按以下步驟進(jìn)行：
4.4.1挖土至第一道土釘標(biāo)高，施工鋼筋砼護(hù)坡和第一道土釘。
4.4.2待已施工的土釘墻達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，進(jìn)行下一階段土方開(kāi)挖，挖土至第二排土釘標(biāo)高，土方開(kāi)挖應(yīng)分段，分片進(jìn)行，沿基坑邊長(zhǎng)每開(kāi)挖10米的土方，立即進(jìn)行相應(yīng)范圍的土釘墻施工，待該部分土釘墻施工完畢后，才能進(jìn)行領(lǐng)段土方的開(kāi)挖。
4.4.3待第二道土釘以上的土釘墻達(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，進(jìn)行下一階段土方開(kāi)挖，挖土至第三排土釘標(biāo)高，按(2)點(diǎn)要求進(jìn)行土方開(kāi)挖及土釘墻施工。
4.4.4待第三道土釘?shù)耐玲攭_(dá)到80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度，進(jìn)行土方開(kāi)挖，挖土至坑底標(biāo)高，按(2)點(diǎn)要求進(jìn)行土方開(kāi)挖及土釘墻施工。
4.4.5J房型須帶鉆孔灌注樁及水泥攪拌樁施工完畢，并完成水平鋼支撐后，再進(jìn)行土方開(kāi)挖，地板混凝土澆筑完成后，可拆除水平鋼支撐。
4.5土釘施工必須避開(kāi)周?chē)ㄖ墓こ虡都盎A(chǔ)。
4.6在基坑開(kāi)挖及地下室施工期間，基坑周邊應(yīng)盡量不要堆載和設(shè)施工用房，如必須布置，則應(yīng)盡量遠(yuǎn)離基坑邊。
基坑土方開(kāi)挖時(shí)，坑底標(biāo)高以上30cm及地梁、承臺(tái)等局部深處采用人工修土，挖土至坑底24小時(shí)內(nèi)必須施工好碎石墊層，墊層應(yīng)延伸至圍護(hù)體邊，并抓緊施工承臺(tái)及地下室底板，同時(shí)用素砼或毛石砼填實(shí)基礎(chǔ)底板、承臺(tái)與圍護(hù)體間的空隙。
5基坑監(jiān)測(cè)
為確?；娱_(kāi)抗的順利進(jìn)行和周?chē)ㄖ氖褂冒踩?，在基坑開(kāi)挖和地下室施工期間，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移，相鄰建筑物沉降進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。
5.1支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移觀測(cè)
在基坑開(kāi)挖和底板施工期間，基坑側(cè)壁的水平位移隨開(kāi)挖的進(jìn)行而逐步發(fā)展，在墊層、底板澆搗完成后基本穩(wěn)定，其實(shí)測(cè)位移曲線呈地層淺部大而深部小的上大下小分布，充分證明了支護(hù)結(jié)構(gòu)受力機(jī)理符合懸臂式擋土結(jié)構(gòu)，整個(gè)基坑最大水平位移發(fā)生在H型房北面土釘墻，最大位移38mm，其他各管處最大水平移依次南面道路為21mm(南)、J型房北面12mm(北)、J型房西面19mm(西)、J型房南面15mm(南)、H型房東面27mm(東)。
5.2坑外地下水位觀測(cè)
開(kāi)挖過(guò)程中，在輕型井點(diǎn)降水的開(kāi)始階段，各水位管所觀測(cè)到的坑外地下水位均有下降，后期基本保持不變。
5.3周?chē)ㄖ锍两涤^測(cè)
井點(diǎn)降水和基坑開(kāi)挖引起的基坑周?chē)ㄖ镒畲蟪两祪H8mm，發(fā)生在D、E房型基坑南面處觀測(cè)點(diǎn)。
6結(jié)束語(yǔ)
水泥攪拌樁加土釘復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)一般適用于地下水位以上或經(jīng)過(guò)排降水措施后的雜填土、砂性土、粉土、硬塑與干硬粘土，但不適于含淤泥土和流砂的土層。實(shí)踐證明，在開(kāi)挖深度5.0-7m范圍內(nèi)，在上海由于人工填土及耕植土下富含水下飽和粉土、粘土，采用此法配合井點(diǎn)降水土方分層開(kāi)挖，均可取得滿(mǎn)意的效果。其造價(jià)大大低于其他圍護(hù)方案，但在具體實(shí)施需注意以下幾點(diǎn)：
6.1準(zhǔn)備充分，關(guān)注薄弱環(huán)節(jié)，優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)管理
土釘支護(hù)隨挖隨支，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題需要及時(shí)處理，以確?？颖鄯€(wěn)定，同時(shí)做到速戰(zhàn)速?zèng)Q，連續(xù)施工，每開(kāi)挖出一個(gè)工作面，及時(shí)加固，做好土釘及噴射砼工作，避免因土體暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)不必要的險(xiǎn)情。
6.2分層開(kāi)挖支護(hù)，交叉平行作業(yè)
土釘支護(hù)內(nèi)無(wú)支撐系統(tǒng)，施工工作面大，利于挖土施工，但必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求分層、分段開(kāi)挖，逐層、逐段交叉平等作業(yè)，嚴(yán)禁超挖。嚴(yán)格按照施工程序逐層施工，嚴(yán)禁在土釘墻初凝養(yǎng)護(hù)期間即開(kāi)始挖運(yùn)下步土層。
6.3砂性土層應(yīng)用，降水阻水是關(guān)鍵。
土釘支護(hù)只有地下水下降才能提高土體，抗剪強(qiáng)度，提高內(nèi)磨擦角指標(biāo)，并相應(yīng)提高錨固力，從而縮短錨桿，減少工期，降低造價(jià)。
水泥攪拌樁加土釘復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)在上海市7米以?xún)?nèi)深基坑中的應(yīng)用證明：水泥攪拌樁加土釘復(fù)合式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有著廣闊的前景。但是作為更深的深基坑工程，則圍護(hù)效果有限。且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不能不加分析套用，必須認(rèn)真分析場(chǎng)地的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境條件，并在施工過(guò)程中加強(qiáng)檢測(cè)。
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