軟土地區(qū)“城中村”改造項(xiàng)目基坑支護(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性探討

楊 震

上海建工房產(chǎn)有限公司 上海 200080

為了積極推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的步伐，加強(qiáng)城鎮(zhèn)人口管理，提高土地節(jié)約利用率，促進(jìn)城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展，上海市于2014年起批準(zhǔn)了市建設(shè)管理委等十一部門的《關(guān)于本市開展“城中村”地塊改造的實(shí)施意見》的通知，由此拉開了上海市“城中村”改造的序幕。

目前上海市“城中村”改造項(xiàng)目主要集中以地下1層為主，也將涉及到一些危險(xiǎn)性較大、難度系數(shù)較高的基坑工程。為了確保基坑能夠滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性以及工期等要求，有必要對“城中村”改造項(xiàng)目等一系列基坑工程的支護(hù)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行總結(jié)與研究。

本文首先闡述了“城中村”改造項(xiàng)目基坑工程常用的支護(hù)形式和支撐體系，以及上海市基坑工程中相關(guān)現(xiàn)行管理制度，并以上海某一“城中村”改造項(xiàng)目地下1層基坑工程案例為背景，對周邊環(huán)境復(fù)雜的基坑支護(hù)技術(shù)思路進(jìn)行探討分析，可為今后類似工程提供借鑒。

1 基坑支護(hù)技術(shù)思考

1.1 基坑支護(hù)形式

根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗(yàn)，“城中村”改造項(xiàng)目地下基坑工程常用的支護(hù)形式有：放坡開挖、水泥土重力式圍護(hù)墻、復(fù)合土釘墻、鋼板樁、型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法樁）以及鉆孔灌注樁。各種支護(hù)形式的適用開挖深度、特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性分析如表1所示。

表1 “城中村”改造項(xiàng)目基坑工程支護(hù)形式

1.2 基坑支撐體系

目前在基坑工程中常用的內(nèi)支撐體系包括：

1）鋼筋混凝土支撐。其優(yōu)點(diǎn)為應(yīng)用成熟、剛度大、變形小；其缺點(diǎn)為拆除時會產(chǎn)生大量噪聲與建筑垃圾，不可循環(huán)使用，造價相對較高。

2）鋼支撐。其優(yōu)點(diǎn)為施工速度快、無需養(yǎng)護(hù)、可循環(huán)使用、節(jié)約造價、加快工期；其缺點(diǎn)為連接節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，傳力可靠性較難保證。

2 經(jīng)濟(jì)性選用支護(hù)結(jié)構(gòu)分析

結(jié)合上海市相關(guān)規(guī)定，在確保基坑安全的前提下，根據(jù)工程場地及周邊不同情況（如紅線控制、周邊施工場地以及周邊環(huán)境等）總結(jié)出適合于“城中村”改造項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，具體如下：

1）對于基坑周邊場地寬敞、環(huán)境保護(hù)要求低、開挖深度不深、不受紅線控制的情況，從經(jīng)濟(jì)性上來說，可采用放坡開挖、水泥土重力式圍護(hù)墻、復(fù)合土釘墻以及鋼板樁這4種支護(hù)方式。其中，放坡開挖是最為經(jīng)濟(jì)的方式，但也會面臨著較大的土方回填量。

2）對于基坑周邊場地寬敞、環(huán)境保護(hù)要求低、開挖深度不深、受紅線控制的情況，可選用水泥土重力式圍護(hù)墻或者鋼板樁（結(jié)合支撐體系）支護(hù)。從造價上而言，兩者對比后優(yōu)選水泥土重力式圍護(hù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3）對于基坑周邊場地寬敞、環(huán)境保護(hù)要求較高、開挖深度較深、受紅線控制的情況，可采用水泥土重力式圍護(hù)墻內(nèi)插型鋼、鋼板樁或者SMW工法樁支護(hù)并結(jié)合支撐體系進(jìn)行施工。在確保基坑安全性的前提下，從經(jīng)濟(jì)性的角度來說，優(yōu)選水泥土重力式圍護(hù)墻內(nèi)插型鋼支護(hù)結(jié)構(gòu)。

4）對于基坑周邊場地有限、環(huán)境保護(hù)要較高、開挖深度較深，受紅線控制的情況，宜選用SMW工法樁支護(hù)并結(jié)合支撐體系進(jìn)行施工；對于環(huán)境保護(hù)要求高的選用鉆孔灌注樁支護(hù)結(jié)構(gòu)并結(jié)合支撐體系，造價相應(yīng)地也會有所增加。

基于上述針對基坑支護(hù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的討論，本文后續(xù)將結(jié)合具體的“城中村”改造項(xiàng)目實(shí)際工程案例，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的角度再作進(jìn)一步的闡述。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

上海某“城中村”改造項(xiàng)目位于浦東新區(qū)，本基坑工程平面近似呈手槍形，普遍開挖深度4.50 m，其中西北角區(qū)域開挖深度4.80 m，基坑總面積約3.19萬 m2，周長915 m，靠邊深坑落深1.40～3.20 m。

3.2 周邊環(huán)境概況

基坑邊線到用地紅線最小距離2.5 m，基坑各側(cè)周邊環(huán)境情況如下：

1）東側(cè)、北側(cè)鄰近規(guī)劃道路，現(xiàn)為空地；北側(cè)圍墻距基坑邊線最近2.1 m。

2）西側(cè)、南側(cè)鄰近現(xiàn)狀道路，距離基坑邊線分別約為18.8、89.0 m，圍墻距基坑邊線最近分別為15.8、4.4 m；西側(cè)地下分布有2條市政管線，距離基坑邊線最近分別為15.9、45.6 m。

3）東南側(cè)鄰近多棟民宅及1棟菜市場用建筑，距離基坑邊線最近分別為7.8、21.5 m，地上高壓線距離基坑邊線最近7.4 m，圍墻距基坑邊線最近3.0 m。

基坑周邊環(huán)境較為復(fù)雜，在基坑技術(shù)方案中需對基地東南側(cè)民宅、圍墻、道路以及地下分布的市政管線等對象進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)。

3.3 工程地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報(bào)告，擬建場地地基土屬第四紀(jì)全新世紀(jì)及上更新世沉積物，主要由飽和黏土、粉性土及砂性土組成，一般呈水平分布。其中，場地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象如下：南北向及東西向中部區(qū)域及西北角區(qū)域分布有較厚填土；在基坑開挖深度范圍內(nèi)存在第③夾層淺層粉性土，土質(zhì)不均，滲透性較強(qiáng)。

3.4 基坑支護(hù)技術(shù)方案及經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)相關(guān)基坑規(guī)范[1]，確定基坑安全等級為三級；環(huán)境保護(hù)等級：普遍區(qū)域?yàn)槿墸瑬|南側(cè)近民宅區(qū)域?yàn)槎墶?/p>

結(jié)合基坑周邊環(huán)境情況、施工方便、經(jīng)濟(jì)性以及工期等因素，本基坑工程采用明挖順作法施工[2]。

3.4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)方案

1）圍護(hù)墻施工空間充足區(qū)域：基坑西北角區(qū)域基坑邊線距用地紅線最近9.2 m，結(jié)合周邊環(huán)境情況，采用水泥土重力式圍護(hù)墻作為該區(qū)域的圍護(hù)形式。但在基坑?xùn)|側(cè)、北側(cè)、西側(cè)以及南側(cè)存在施工空間受限的問題，考慮到經(jīng)濟(jì)性，決定采用土法樁（即雙軸水泥土攪拌樁內(nèi)插型鋼）代替型鋼水泥土攪拌墻，并結(jié)合被動區(qū)墩式加固。

2）圍護(hù)墻施工空間有限及重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域：為了保護(hù)基坑?xùn)|南側(cè)民宅在基坑施工的過程中不受破壞，選用鉆孔灌注樁結(jié)合三軸攪拌樁止水帷幕作為該區(qū)域的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合被動區(qū)裙邊加固。此外，地庫外墻與場地圍墻之間的凈距為3 m左右，將對三軸攪拌樁止水帷幕施工造成較大的困難。因此，為了解決施工空間問題，采取如下技術(shù)處理措施：圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)緊貼地庫結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)底板外邊，必要時鉆孔灌注樁可采用套打式布置（圖1），配合地庫結(jié)構(gòu)外墻采用“單側(cè)支模”施工工藝[3]，從而給予三軸攪拌樁足夠的施工空間。

圖1 鉆孔灌注樁套打布置大樣

3.4.2 支撐體系技術(shù)方案

采用土法樁或鉆孔灌注樁作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)時，需結(jié)合情況設(shè)置支撐體系。根據(jù)基坑形狀、規(guī)模及周邊環(huán)境條件，在東北、東南和西南3個區(qū)域設(shè)置獨(dú)立水平支撐體系，由于支撐桿件長度約70 m，宜選用剛度大、變形小的鋼筋混凝土支撐。同時，考慮到西北區(qū)域平面尺寸較大，該區(qū)域采用豎向斜撐體系結(jié)合中心島式挖土的支撐形式[4-8]。

綜上所述，本基坑工程支護(hù)技術(shù)方案如下：普遍區(qū)域采用土法樁＋1道鋼筋混凝土水平支撐/豎向鋼管斜撐；東南側(cè)保護(hù)區(qū)域采用鉆孔灌注樁結(jié)合三軸攪拌樁止水帷幕＋1道鋼筋混凝土水平支撐/豎向鋼管斜撐；西北角區(qū)域局部采用水泥土重力式圍護(hù)墻[9-13]。

3.4.3 經(jīng)濟(jì)合理性分析

由上述本基坑工程支護(hù)技術(shù)方案可知，為了避免在基坑開挖、施工的過程中對東南側(cè)民宅產(chǎn)生不利影響，該側(cè)采用了鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)合三軸攪拌樁止水帷幕，并結(jié)合裙邊加固，這勢必會造成工程量及造價高于普遍區(qū)域，由此產(chǎn)生的每延米工程量及造價估算詳見表2、表3。

表2 普遍區(qū)域每延米工程量及造價估算

表3 保護(hù)區(qū)域每延米工程量及造價估算

東南側(cè)保護(hù)區(qū)域基坑總長約340 m，由表2及表3可知，采用加強(qiáng)支護(hù)方案增加的總造價約340萬元。雖然保護(hù)區(qū)域加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)方案在總造價上要高于普遍區(qū)域，但也避免了在基坑工程中采用單一基坑支護(hù)技術(shù)方案所造成的不足[3]。

4 結(jié)語

本文首先闡述了“城中村”改造項(xiàng)目基坑工程常用的支護(hù)形式和支撐體系，并通過上海某一“城中村”改造項(xiàng)目地下1層基坑工程實(shí)例，進(jìn)一步詳細(xì)地闡述了針對同一深、大以及形狀不規(guī)則的基坑在不同周邊環(huán)境條件下所采用的不同的支護(hù)形式。在滿足相應(yīng)規(guī)范要求的前提下，讓業(yè)主實(shí)現(xiàn)投資最優(yōu)化、收益最大化，總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)可為今后類似基坑工程提供借鑒。