复杂环境下群坑支护设计★

张 云 海

(1.上海市基础工程集团有限公司，上海　200433;　2.上海市非开挖建造工程技术研究中心,上海　200433)

0　引言

片区基坑的开挖往往根据项目的推进措施实施，有时会出现相邻基坑同时开挖以及围护体共用的情形，因此在项目实施前需要总体部署，根据基坑本身的特点及业主的需求，宜按先深后浅的顺序实施，减小基坑开挖对周围已建成的建构筑物的影响以及尽可能减少一些临时围护的费用。本文以广富林遗址公园2-2休闲商业地块基坑工程为背景，通过对地质情况和周围环境的分析，结合业主的推盘计划，阐述了片区基坑围护设计的思路，在保证基坑和周边环境安全的前提下，尽可能缩短工期，节约造价。通过合理的围护设计，最终，项目顺利实施，并取得良好效果。

1　背景工程

1.1　工程概况

广富林遗址公园2-2休闲商业地块位于上海松江区广富林路北侧，松辰公路西南侧，辰山塘东侧，为国家重点文物保护单位配套项目，将成为松江新城内重要的文化旅游设施。该地块基坑面积7万多平方米，若整体开挖，基坑施工风险较大，周期较长，不利于业主对工期节点的控制，因此将该地块分成四个分区。根据业主的节点计划，将分区按顺序分别标示为01～04区块，04地块又划分成Ⅰ区、Ⅱ区，如图1所示。各分区基坑情况如表1所示。

表1　基坑分区情况表

1.2　工程水文地质条件

1)拟建场地存在多处暗浜，特别01区块大部分区域处于暗浜中，暗浜深度3 m～4 m，对围护施工质量影响较大。

2)拟建场地原为村庄，民宅较密集，浅部土层受人为影响较大，局部可能分布有建筑物老基础，对施工不利。

3)场地范围内进行过大面积的考古工作，回填土较多。

4)场地普遍存在③层软弱层，工程性质差，对支护的稳定及土方开挖带来不利。

5)场地内还存在⑤2层微承压含水层，局部深坑抗突涌不满足要求。

1.3　周边环境特点

1)场地东侧及北侧紧邻松辰公路，下部有广富林遗址内部正使用的煤气管、给水管、雨水管、污水管、广电管、集水管和电信管，管线众多。其中01,02,03区块基坑离煤气管、给水管和雨水管最近距离分别为5.4 m,6.4 m和7.8 m，在一倍的开挖深度范围内，基坑变形对其较为敏感，需要严格控制该两侧基坑侧向变形，保证管线的安全。

2)01区块和03区块基坑之间有两处施工完毕的范阁老故居以及溪口古民居，距离01区块基坑较近，分别为9.1 m和8.1 m，在一倍的开挖深度范围内。距离其他区块均在二倍的开挖深度范围内。范阁老故居以及溪口古民居均为一层建筑，有桩基，但桩基较短，长度为10 m～11 m。基坑施工需要严格控制变形，保证已经施工完毕的两处遗址的安全。

2　片区基坑围护设计

2.1　2-2(01)地块基坑围护设计

2-2(01)地块最先实施，根据周围环境及基坑本身特点，参照类似工程经验，该区块围护体设计为在环境敏感区域采用φ900@1 050钻孔灌注桩，其他区域采用φ850@1 050钻孔灌注桩，外侧采用φ650@450三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕，搅拌桩桩底插入粘土层中。竖向设置两道混凝土支撑。第一道支撑局部区域兼做栈桥使用。

2.2　2-2(02)地块基坑围护设计

接着施工的区域为2-2(02)地块，该区总体挖深5.7 m，依照上海市基坑围护设计相关经验，重力坝的围护形式较为经济，但该种围护形式变形不易控制，因此在环境较为敏感的东侧采用在重力坝内套打双排灌注桩的围护形式，控制变形。重力坝坝宽4.7 m，内插φ600@2 000双排钻孔灌注桩，其剖面如图2所示。北侧则利用01区块已经施工完成的围护及止水，坑内留土放坡，其剖面如图3所示。西侧利用04区块Ⅱ区的围护，此时04区块尚未开始施工，02区块围护设计时考虑将04区块的部分围护结构先行施工，同时02区块西侧场地较为宽松，因此将西侧20 m范围内卸土2 m后再施工04区块的部分钻孔灌注桩围护及三轴止水，其剖面如图4所示。

2.3　2-2(03)地块基坑围护设计

其次施工2-2(03)地块，该区块在环境较为敏感的北侧采用φ850@1 050钻孔灌注桩，其他区域采用φ800@1 000钻孔灌注桩，外侧采用φ650@450三轴水泥土搅拌桩止水帷幕，竖向设置二道混凝土支撑。第一道支撑局部对撑区域兼做施工栈桥。

2.4　2-2(04)地块基坑围护设计

最后施工的区块为2-2(04)地块，该区块待01与02区块基坑施工完毕至±0.000后方可施工。04区块分为Ⅰ区及Ⅱ区，其中Ⅱ区将01区块及03区块地下空间连接为整体。两区基坑开挖深度不同，采用的围护形式也不同。其中Ⅱ区开挖较深，采用钻孔桩的围护形式，Ⅰ区开挖较浅采用重力坝的围护形式，施工时应遵循先深后浅的原则，即待Ⅱ区地下室结构全部完成，出±0.000后，开始进行Ⅰ区基坑施工。

Ⅱ区基坑围护设计时，其东侧的围护结构已然施工完毕，而西侧及南侧条件较为宽松，同样可将浅层20 m范围内卸土2 m后再进行围护施工，北侧环境保护要求较高，无卸土的可能。因此，Ⅱ区围护结构北侧采用φ900@1 100钻孔灌注桩，其他区域采用φ800@1 000钻孔灌注桩，外侧φ650@450三轴水泥土搅拌桩止水。Ⅱ区在环境保护要求较高的北侧挖深为9 m左右，其余三侧在卸土2 m后挖深降为7 m左右，因此在竖向只采用了一道混凝土支撑，仅在北侧加设了一道H型钢斜抛撑。落低的排桩围护不仅节省了围护及支撑费用，而且加快了施工的速度，其剖面如图5所示。

Ⅰ区基坑采用重力坝的围护形式，坝宽4.7 m，北侧利用03区块的围护，进行二级放坡至基底。

3　结语

1)对于超大面积深基坑可以考虑采取分期分区设计施工。各个分区单独形成一个阶段目标，易于各节点的控制，确保主要结构尽早完成，分区之间分期交叉进行施工，又能相应地减少基坑围护施工的风险性。

2)片区的基坑围护应统筹安排，合理有序进行，宜按先深后浅的原则，在确保基坑安全的前提下，充分重视群坑支护效应以及围护体的二次利用，不仅可以节省工程的总体造价，还可缩短工期。