上海坤菱建设工程有限公司
摘要：本文以上海虹桥综合交通枢纽水系整治工程的新角浦北段西护岸深基坑工程为例，依据具体的水文地质情况，详细阐述了基坑降排水技术、钢板桩施工技术、基坑开挖技术和支撑施工技术等工序的技术要求，确保整个水系整治工程能够满足枢纽建设布置的要求，达到区域防汛排涝的安全。
关键词：深基坑施工；施工技术；水系整治
0引言
深基坑施工作为任何一项工程的基础项目，其质量优劣都将直接影响整个工程的长久效果。本文以上海虹桥综合交通枢纽水系整治工程的新角浦北段西护岸深基坑工程为例，详细阐述各项施工工序，并强调加强监测工作，可靠合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力，达到保护环境的目的，在保护基坑安全的同时不破坏周边环境安全。
1工程概况
1.1工程简介
上海虹桥综合交通枢纽工程位于上海市西郊闵行区的华漕镇和长宁区的虹桥地区，总用地面积约26.26 。该工程是将高速铁路、城际和城市轨道交通、公共汽车出租车及航空港紧密衔接的国际一流的现代化大型综合交通枢纽。水系整治工程是为了满足枢纽建设布置的要求、确保区域防汛排涝的安全、改善区域内水质和生态环境的重大工程。整治河道总长约19km，涉及的河道包括华漕港、蟠龙港、新角浦等。
1.2地质水文情况
根据现有地质勘探资料显示的新角浦郭浦港部位和蟠龙港部位的地质分布情况为：第①1层、第②1层和第③层。河道区域内地面高程在4.2~6.1m，第①1层杂填土平均厚约2.5m；第②1层褐黄~灰黄色粉质粘土平均厚约1.3m；第③层灰色淤泥质粉质粘土平均厚约3.5m。河道B3型护岸挡墙设置在第③层上。
2基坑降排水技术
2.1降水目的
对施工基坑周边进行降水主要目的在于加固基坑坑底的土体，提高抗底土体强度，从而减少坑底隆起和围护结构的变形量，防止坑外地表过量沉降；其次，有利于边坡稳定，防止滑坡，进一步减小产生管涌的可能性；第三，疏干坑内地下水，方便挖掘机和人工在坑内施工作业。
鉴于该工程项目的工期趋于紧张，为尽快将水位降到设计要求的深度，故采用深井井点的方式，疏干浅层地下水，满足施工干作业需要。
2.2深井井点降水施工
在开挖基坑中间设计河口线附件沿线布置1排深井井点，老北翟路~蟠龙港段共布置14套。设置间距在23m~25m之间，其中降水深度至▽-7.0m，井管深度为13m。
测量放样是首要工序，根据降水管井平面布置图测放井位，并用打木桩标记。在放好样的井点处，埋设护口管，护口管底口应插入原状土层中，管外用粘土或草辫子封严，防止施工时管外返浆。护口管顶应高出地面10~30cm。钻孔施工采用正循环回转钻进、泥浆护壁的方法进行成孔。在提出钻杆前，利用井管内的钻杆接上空压机先进行抽水，待井能出水后，提出钻杆再活塞洗井。活塞直径与井管内径之差约5mm，活塞杆底部必须加活门。洗井时，活塞必须从滤水管下部向上拉，将水拉出孔口，对出水量很少的井可将活塞在过滤器部位上下窜动，冲击孔壁泥皮，并向井内边注水边拉活塞。当活塞拉出的水基本不含泥砂后，换用空压机抽水洗井，吹出管底沉淤，直至水清不含砂为止。洗井完成后，下泵进行试抽，试抽成功后即按要求开始降水。
3钢板桩施工技术
在基于施工场地平整的基础，根据测量控制网，按照基坑围护设计方案要求，对钢板桩位置进行测量放线，并打竹桩和洒石灰标记。为保证沉桩轴线位置的准确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩屈曲变形和提高桩的贯入能力，钢板桩施工采用导架进行定位。导架按平面布置每15m长分段，每段施工前，先打设两头的定位桩，并进行测量校核，确保位置准确。定位桩打设好后，安装已加工好的导架，并采用测量控制和调整其安装位置，使导梁的安装高度适宜。钢板桩施打在导架安装完成后，采用屏风式打入法进行，履带起重机和振动锤组合连续作业。施工前预先将钢板桩沿轴线依次摆放，施工时，按设计标高逐一插打入土体中，形成相互嵌合完整的钢板桩防渗墙。
在钢板桩施打过程中，随时对每块桩的斜度进行测量监控，确保桩的偏斜度不超过2%的允许范围，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，必须拔起重打。钢板桩打设允许误差为：桩顶标高±100mm，板桩轴线偏差±100mm，板桩垂直度1%。
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4基坑开挖技术
4.1基坑分区
根据本次施工的西护岸部位现场实际情况，基坑开挖以老北翟路为界分两区段进行同时进行施工。蟠龙港段的基坑开挖与基坑支撑配合交叉施工，即将地表开挖、修整至标高▽5.5m，然后进行第一道钢支撑安装，第一层基坑土方开挖至标高▽2.5m，进行第二道钢支撑安装，最后进行标高▽2.5m以下基坑土方开挖。
4.2挖土施工要点
先分层分段挖土，基坑内掏挖的整体纵向放坡为1：2，挖土原则是先撑后挖，先降水后挖土（无需多降水，一般降至挖土面以下约0.5m处），严格按时空效应理论，并须结合环境的监测信息资料进行挖土，以确保明挖土的顺利进行。
在明挖土的过程中，支撑的架设不仅需要迅速到位、安全可靠，还须结合测得的轴力进行必要的调整。挖至基底标高后，立即进行混凝土垫层的跟进施工，不得超挖，当挖近基底时，预留30cm土体采用人工开挖，如有超挖不得填土，须按设计要求进行回填。如监测发现有异常情况必须立即停挖，并采取紧急措施进行补救。
如何保持边坡稳定？可从以下三方面着手：在开挖基坑顶部外侧设置截水沟等挡水措施，防止地表水流入；在坡顶与坡脚处设置临时截、排水沟和集水井，及时用水泵抽水；对在地质报告中注明的性质差的土体，为防止在土方开挖时发生滑坡等情况，对开挖后的土坡面进行卸载或按设计要求进行置换处理，必要时建议喷砼护面保护。
5支撑施工技术
支撑施工严格按照“时空效应”理论进行分层、分段施工，分段长不大于100m。做好支撑和挖土的紧密配合，随成随挖。支撑的钢围檩采用H400×400×13×21型钢，对撑采用Φ609钢管进行加固。
5.1支撑施工要求
在软土地基中进行深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和土体开挖部分的无支撑暴露时间，与围护桩和周围土体位移有一定的相关性，在深基坑挖土过程中，对钢支撑的总体施工要求如下：
首先需做到及时加撑，按照挖土施工方案分层开挖，不同工况挖土和支撑架设总时间采用不同的时空效应参数。支撑的焊接必须牢固，接头箱与围檩、钢板桩之间必须四周围焊，满足支撑抗剪和抗拉应力要求，确保安全。在深基坑挖土及支撑施工时，根据要求进行坑外环境监测和结构本体监测，提供支撑轴力、围护桩位移、土体回弹、地表沉降等监测数据，指导挖土工况和支撑安装需要。
5.2支撑安装
根据土方开挖区段，提前配齐该开挖段所需的支撑及垫块等，并将钢管装配到设计长度，等待工作面挖出后进行安装。工作面挖出后，清理出围护钢板桩，测放出钢围檩、支撑的安装位置，开始安装。
钢围檩的安装是根据测放的位置，安装三角形支撑托架，吊机起吊到位后，人工配合安装。钢围檩安装完成，三角形支撑托架安放到位后进行。钢支撑安装前，先在地面预拼装到设计长度，拼装连接采用支撑钢管与钢管之间通过法兰盘以及螺栓连接的方法，由吊机整体起吊安装。各节钢管连接成整体后，便可进行起吊，将整根支撑吊放在托架上，同时做好施加预应力的准备工作。钢支撑吊装到位，不松开吊钩，将两端头活络头子拉出顶住钢垫板，再将2台千斤顶放入活络头子顶压位置，同时做好施加预应力的准备工作。
5.3支撑预应力施加
支撑就位后，在两个端部与围护桩接触处用2只千斤顶置于钢支撑可调节接头两侧，同步顶升，对横支撑钢管施加预应力。当达到设计压力值后，用契形钢板杆片填塞可调节接头部位中部的空隙，并保证杆片之间紧密接触，以防止预应力损失。最后千斤顶卸载完成横支撑预应力施工。尤其对环境保护施工区域，在第一次加预应力后12小时内，必须观测预应力损失及墙体水平位移，根据监测数据确定是否复加预应力。
6结语
综上所述，本工程深基坑开挖的控制核心是“平面分层、竖向分段”，“先撑后挖、随挖随撑和边挖边撑”，在不同阶段、不同工况下通过对土的应力路径作用和土的流变特性分析，采用不同的时空效应施工参数，并动态调整。
参考文献
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论文作者:俞德其
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/28
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