临江复杂环境下深基坑施工技术

上海建工四建集团有限公司 上海 201103

1 工程概况

上海国际航运服务中心（东块）项目是上海国际航运服务中心项目3 个相邻地块中的东地块，基地占地面积约为35 210 m2，南临黄浦江，西为公平路，东近秦皇岛路，北有东大名路及杨树浦路（图1）。基地内布置有前后2 排（共4 幢）商办建筑，分别为B01楼、B02楼、B05楼、B06楼。地上部分总建筑面积约为10.5 万m2；地下部分共3 层，总建筑面积约为9.1 万m2。

该项目基坑呈不规则长方形，东西长约230 m，南北进深120～160 m， 外圈周长约700 m，面积约3.5 万m2，平均开挖深度为13.4 m。

2 施工难点分析

（a）本工程紧邻黄浦江，与黄浦江防汛墙平行的基坑边线距离长度超过200 m，基坑边线到防汛墙的距离在25 m左右。如此的地理环境带来了特殊的问题，首先要求整个施工过程中必须确保防汛墙的安全，其次是要确保基坑两侧的水、土压力平衡问题。

图1 工程周边环境

（b）本工程地质条件极为复杂，场地内分布有较厚的②3江滩土，成孔时容易坍孔且在动水作用下容易产生流砂管涌等现象；场地内第⑦层土含较高水头的承压水，距离B01楼大面积电梯井群落深区的坑底仅8.7 m。且工程旧址原为始建于19世纪的老码头，地下存在混凝土基础、木桩等大量的地下障碍物，给基坑的清障和围护施工带来了很大的困难。

（c）本工程地处闹市区，局部区域环境保护要求较高。基坑距离西侧地下泵站最近距离约16 m，泵管处于1～2 倍基坑开挖深度的影响范围内，管线处于工作状态。场地南侧邻近黄浦江，防汛墙与地下室外墙距离仅为27 m。东侧场地内有1 株市二级保护树木“古广玉兰”，距离基坑内边线约12 m，作为本基坑内重点保护对象。

（d）基坑面积约为3.1 万m2，基坑挖深13.4 m，出土量约为34 万m3。工程地处上海市中心区域，陆路出土只能依靠交通繁忙的杨树浦路，给土方外运带来较大困难。工程施工现场用地面积小，开挖后，基坑面积将占到场地面积的70%～80%。尤其是场地北侧，地下室距离施工围墙最近仅3.5 m，现场道路无法贯通，可以利用的场地极其狭小，给现场的交通组织带来了较大的困难（图2）。

图2 基坑施工阶段平面布置

3 围护形式的合理选择

基坑采用Φ950 mm和Φ1 050 mm（B01楼区域内围护）钻孔灌注桩作挡土墙，桩长27 m；东侧古树保护区域采用地下连续墙作挡土墙。外侧为单排Φ850 mm@600 mm三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，止水帷幕和钻孔灌注桩之间的缝隙用压密注浆填充，靠黄浦江一侧，钻孔灌注桩与三轴搅拌桩间用高压旋喷桩填充。用Φ800 mm@600 mm旋喷桩及Φ700 mm@500 mm双轴水泥土搅拌桩对基坑长边中部及阳角区域被动区土体进行加固。考虑到围护体刚度较大，3 道支撑（古树保护区域为4 道）均为钢筋混凝土结构。为使长度超过200 m的基坑便于组织施工，中间支撑为南北（短向）对撑的形式，两端为角撑形式，沿长向的支撑不作主要受力，利用第1道支撑设置了“四纵两横”的栈桥。

4 清障、围护体施工[1-7]

由于场地内障碍物较多，给围护体施工带来很大困难，要保证其防渗性能难度更大。为了保证围护体的施工质量，首先在围护桩两侧1.5 m的宽度范围内进行清障换填处理，将表层3～5 m范围的障碍物挖除后用素土回填，然后再开始围护体施工。在后续施工过程中，遇到大量埋置较深的障碍物，为保证围护桩施工质量，决定采用双轴搅拌桩机械先进行扫孔，并用低掺量（8%～10%）的水泥对回填土体进行加固。这样一方面便于发现并事先处理深层障碍物，同时可以使钻孔桩在加固后的土体中施工，具有“套打”的效果，保证桩径均匀。

按照这种方式对围护桩位进行扫孔处理、二次清障，实施过程中发现了大量深层障碍物，对于木桩、素混凝土桩之类进行了拔除处理，对于其他的障碍物用钢板桩挡土进行临时的开挖清除，然后再回填。在围护施工基本完成时，对整个围护施工情况进行了分析，发现在部分区域的止水帷幕处有无法清除的障碍物。为了保持止水帷幕的连续性，对帷幕作了改道处理，再采用旋喷桩对止水帷幕和挡土桩之间进行补强处理。

5 降水、挖土与支撑施工

整个基坑共布置了158 口深井进行降水。考虑到基坑实际开挖深度接近13 m，且电梯井、集水井等局部区域挖土深度超过16 m，虽然围护设计的坑底加固达到了第⑦层的深度，理论上已隔断承压含水层，但考虑到阻水效果存在诸多不确定性，在基坑内布置24 口减压井。减压井孔径650 mm，井深37 m。

挖土与支撑施工时，利用基坑围护采取南北对撑两端角撑的特点，采用了类似地铁车站的沿长边方向坡向推进的方式，从中间向两边展开，这样便可以先开挖中间部位的下层土方，挖土和支撑交替搭接连续进行，加快施工进度。在挖土和支撑施工过程中确保南北向的对撑及时形成。整个基坑34 万m3，支撑混凝土量1.75 m3，在120 d时间内顺利完成。

6 结语

在施工过程中，基坑围护体系的高质量完成以及挖土、支撑施工工序的合理安排，确保了基坑未发生大面积的渗漏水，基坑和防汛墙等周边环境的安全始终处于受控状态，为基础大底板的顺利完成提供了有力的保证，也为地下室结构的提前完成作出了贡献。