中心城區(qū)地鐵車站深基坑支護(hù)及開挖工程監(jiān)理控制

上海新光工程咨詢有限公司 上海 200081

1 工程概況

上海軌道交通13號線武寧路站位于長壽路的商業(yè)圈武寧路東，主體結(jié)構(gòu)為地下3 層島式站臺車站，車站長159.1 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬為22 m，標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度24.3 m；車站兩頭設(shè)有2 只端頭井，西端頭井外包尺寸為28.2 m×18.5 m，底板埋深為26.4 m；東端頭井外包尺寸為28 m×16.1 m，底板埋深為25.9 m。中間設(shè)有厚1 m封堵墻，分為東西2 個(gè)基坑施工區(qū)域。車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式采用厚1.2 m、深44.7 m地下連續(xù)墻，使用階段地下連續(xù)墻又作為疊合墻的一部分。車站主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為雙柱三跨的框架結(jié)構(gòu)。

2 難點(diǎn)和重點(diǎn)分析

施工現(xiàn)場狹窄、周邊環(huán)境較復(fù)雜，工期緊、管線搬遷協(xié)調(diào)難度大，周邊道路下有大量管線，保護(hù)要求高。地處長壽路商圈，工地兩側(cè)是敏感的學(xué)校、商住建筑，對現(xiàn)場施工提出較高要求。車站主體北側(cè)靠近上世紀(jì)60年代建造的地上3 層變電站，此建筑敏感性強(qiáng)，主體基坑距其最近處為6 m，基坑開挖施工中必須確保變電站運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

3 基坑支護(hù)及開挖的特點(diǎn)

（a）本基坑平面為長條形，凈長為155.5 m，標(biāo)準(zhǔn)段開挖深度約24.3 m，端頭井開挖深度約26.6 m，場地土為Ⅳ類；基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按照“時(shí)空效應(yīng)”理論，采用分層、分段、對稱、平衡、限時(shí)蓋挖方法，縱向土坡不大于1∶3.5，每一級放坡不大于1∶2.5。

（b）車站標(biāo)準(zhǔn)段基坑開挖深度為24.3 m，共設(shè)7 道支撐，第1 道為鋼筋混凝土圈梁（1 000 mm×1 000 mm），第5 道為鋼筋混凝土圈梁（1 000 mm×1 000 mm），其余采用鋼支撐Φ609 mm×16 mm，鋼筋混凝土支撐鋼立柱樁聯(lián)合構(gòu)成支撐體系。

（c）車站端頭井基坑開挖深度為26.6 m，共設(shè)7 道支撐，類型同標(biāo)準(zhǔn)段開挖過程。

（d）在施工過程中要求對每道鋼管支撐施加預(yù)應(yīng)力，第2 道預(yù)加計(jì)算軸力70%、第3 道以下預(yù)加力計(jì)算軸力80%。為控制墻體水平位移，鋼支撐必須有復(fù)加預(yù)應(yīng)力裝置，第3 道支撐設(shè)置后需對所有支撐復(fù)加預(yù)應(yīng)力。

4 監(jiān)理控制要點(diǎn)[1-6]

4.1 基坑開挖前監(jiān)理控制

（a）督促總承包商按照有關(guān)要求做好開挖前準(zhǔn)備，嚴(yán)格審查土方開挖及支撐分包單位的資質(zhì)是否具有安全生產(chǎn)許可證，審查進(jìn)場設(shè)備、構(gòu)配件及原材料、機(jī)械是否符合方案。

（b）督促施工總承包單位做好施工可能影響的相鄰建筑物、構(gòu)筑物、道路、地下管線現(xiàn)狀排摸，總承包單位應(yīng)制訂好切實(shí)可行的環(huán)境保護(hù)方案。

（c）檢查基坑內(nèi)外排水措施是否得到落實(shí)，基坑臨邊防護(hù)材料等工作是否到位。

（d）檢查所有圍護(hù)結(jié)構(gòu)的測斜、沉降、位移的初始值是否經(jīng)監(jiān)測單位測定并報(bào)建設(shè)單位、監(jiān)理備案。

（e）監(jiān)理應(yīng)督促施工方在土方開挖前20 d進(jìn)行基坑預(yù)降水，以提高土體的抗剪強(qiáng)度。在開挖前監(jiān)理應(yīng)確認(rèn)降水深度是否達(dá)到開挖面2 m左右，并保證有24 h穩(wěn)定期。

（f）檢查施工單位是否對潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識、分析，編制相應(yīng)應(yīng)急預(yù)案，并在此基礎(chǔ)上識別預(yù)案是否合理可行。

4.2 基坑開挖監(jiān)理控制

（a）基坑開挖順序按車站主體結(jié)構(gòu)分段的特點(diǎn)及施工總進(jìn)度安排進(jìn)行開挖，土方開挖應(yīng)嚴(yán)格遵守《上海地鐵基坑工程施工規(guī)程》SZ—08—2000的“時(shí)空效應(yīng)”原理為指導(dǎo)，控制好“分層、分段、對稱、平衡、限時(shí)”5 個(gè)要點(diǎn)，遵循“豎向分層、縱向分區(qū)、分段、先支后挖”的原則進(jìn)行施工。

（b）頂圈梁制作強(qiáng)度達(dá)到要求后，督促施工單位開槽支撐，將土方開挖到支撐底標(biāo)高下10～20 cm后立即進(jìn)行支撐的安裝，以避免或減少墻頂位移及地表產(chǎn)生裂縫。

（c）檢查承包商在挖土中是否按設(shè)計(jì)要求的工況進(jìn)行挖土，挖土應(yīng)做到分層分段、對稱、均勻、限時(shí)、平衡的原則，嚴(yán)禁擅自超挖，每層開挖底面標(biāo)高不低于該層支撐底面。標(biāo)準(zhǔn)段及北端頭井縱向每25 m為1 個(gè)開挖段，在每個(gè)開挖段每天開挖中，分成小段開挖，第1 層開挖按小段（≤12 m）在16 h內(nèi)完成開挖，在8 h內(nèi)安裝好支撐，并按照設(shè)計(jì)要求施加預(yù)應(yīng)力，第2 層及以下各層按小段（≤6 m）在16 h內(nèi)完成開挖，在8 h內(nèi)安裝好支撐，16 h內(nèi)安裝好鋼斜撐，并施加支撐軸力。

（d）東、西端頭井開挖前督促施工單位首先撐好2 根對撐，再挖斜撐范圍內(nèi)的土方，最后挖除坑內(nèi)的其他土方。斜撐范圍內(nèi)的土方，應(yīng)自基坑角點(diǎn)沿垂直于斜撐的方向向基坑內(nèi)分層分段限時(shí)地開挖。

（e）挖土過程中，現(xiàn)場監(jiān)理應(yīng)巡視檢查基坑邊10 m范圍內(nèi)堆置的土方、重物及動(dòng)荷載是否超過設(shè)計(jì)荷載，督促施工單位挖方時(shí)不應(yīng)碰撞支撐及降水設(shè)施。

（f）基坑土方施工中應(yīng)督促施工單位對基坑、周圍環(huán)境進(jìn)行觀察和監(jiān)測。

（g）最后一層土方開挖時(shí)，若采用機(jī)械挖土，應(yīng)督促施工方在坑底保留厚200～300 mm土層，采取人工挖除并整平，嚴(yán)禁超挖和擾動(dòng)坑底土層。遇雨天應(yīng)做好基坑排水工作，防止坑底土體被積水浸泡，對局部開挖的洼坑要用砂或碎石填實(shí)。

（h）基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，監(jiān)理應(yīng)督促施工方對坑底土進(jìn)行保護(hù)，立即組織建設(shè)單位、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工各方參加驗(yàn)槽，驗(yàn)槽后，完成接地施工后方可進(jìn)行墊層施工。

（i）開挖過程中監(jiān)理工程師應(yīng)督促施工方及時(shí)封堵地下連續(xù)墻接縫和墻體上的滲漏點(diǎn)，定時(shí)檢查井點(diǎn)降水深度，把水位控制在開挖面以下2.0 m左右。

4.3 基坑支撐監(jiān)理控制

（a）督促施工方根據(jù)“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的總原則，按施工組織設(shè)計(jì)的安排，分層、分段開槽安裝鋼管支撐。嚴(yán)禁開挖后支撐時(shí)間超過設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（b）檢查鋼管支撐安裝的支撐端頭是否與地下連續(xù)墻（預(yù)埋鋼板）密切接觸，并設(shè)有防止鋼支撐端部移動(dòng)脫落的構(gòu)造措施。

（c）支撐就位后，完全符合安裝質(zhì)量要求后，應(yīng)督促施工方及時(shí)準(zhǔn)確地施加預(yù)應(yīng)力，監(jiān)理人員應(yīng)旁站監(jiān)理預(yù)應(yīng)力施加過程，旁站監(jiān)理支撐吊裝，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)指令施工單位整改，并做好相應(yīng)記錄。

（d）在第一次施加預(yù)應(yīng)力后12 h內(nèi)，分析預(yù)應(yīng)力損失值及墻體水平位移情況，及時(shí)對預(yù)應(yīng)力進(jìn)行復(fù)加。當(dāng)不滿足設(shè)計(jì)要求、數(shù)據(jù)報(bào)警時(shí)，應(yīng)組織各方分析處理。

（e）當(dāng)晝夜溫差過大導(dǎo)致支撐預(yù)應(yīng)力損失時(shí)，應(yīng)立即在當(dāng)天低溫時(shí)復(fù)加預(yù)應(yīng)力至設(shè)計(jì)值；當(dāng)墻體水平位移速率超過警戒值時(shí)，可適量增加支撐軸力，以控制變形。

（f）隨著開挖逐漸向下延深，以及受下道支撐施加軸力影響，上道支撐軸力可能會減少，所以必須根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)對各道支撐預(yù)應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整。

（g）督促施工單位支撐安裝與拆除的各項(xiàng)工作必須滿足設(shè)計(jì)要求，各道支撐拆除前，相應(yīng)部位的混凝土強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)要求，方能拆除。

5 結(jié)語

深基坑支護(hù)和開挖施工必須協(xié)調(diào)一致，嚴(yán)格控制無支護(hù)基坑暴露時(shí)間，做到快速施工，做好施工監(jiān)測工作，及時(shí)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，做好應(yīng)急預(yù)案演練，準(zhǔn)備有效足量應(yīng)急物資。深基坑支護(hù)和開挖施工時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求并結(jié)合實(shí)際施工情況，對圍護(hù)結(jié)構(gòu)地下連續(xù)墻滲漏點(diǎn)進(jìn)行有效封堵，做到隨挖隨堵，避免水土流失，確保基坑及周邊環(huán)境安全。