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​上海淮海中路3号地块发展项目基坑工程

391 2021-01-25 15:18:19



一、基坑工程概况

"淮海中路3号地块发展项目"地处上海市徐汇区,地决东临陕西南路,南临南吕路,西临襄阳路,北临淮海中路。该场地原为襄阳路服饰市场,是上海市城市中心黄金地段,轨道交通1号线、10号线、12 号线三条线在此换乘,其中10 号线车站与该项目同期建设。12 号线车站为拟建项目。


诚项目基坑开挖总面积约3000m²、基坑东西向边长约 230m,南北向边长约 120m。地块北侧局部区域为地下三层地下室,基坑开挖深度 14.75m;其余区域为地下四层地下室,开挖深度19.10~21.20m。基坑围护结构采用地下连续墙、其中约360m是与地铁10号线及12 号线车站共墙开挖,340m 为自建的围护墙。

二、周边环境概况

基坑东侧为陕西南路,该侧道路下有拟建的轨道交通12 号线车站,12 号线车站在木工程基坑完成后再开挖施C。


基坑南侧为南昌路,该侧道路下有同期建设的轨道交通 10号线车站,由于有车站的相隔,该例道路下的管线与基坑间的距离均超过 30m.


基坑西侧为襄阳路,路下距基坑由近及远(4.5~17.2m)有;信息 18孔、雨水 135o、煤气 300、媒气700、配水 200、供电7等地下管线。该侧襄阳南路以西的若干栋 2~6层的砖混结构建筑物与基坑间的距离 20~30m,该侧45 层的淮海国际广场距基坑边级近距离约为 24m。


基坑北侧为准海中路,路下距基坑由近及远(6~27m)有,信息2孔、信息2孔、信息 36孔、信息3孔、煤气300、煤气500、配水300、雨水600、电力21孔、配水500、供电1、供电 1、供电1等地下管线。淮海中路以北的若干栋3~5层的砖混结构建筑物距基坑边均超过 27m。淮海中路下有运营中的地铁1号线区间隧道,上行线隧道边距基坑地墙边7.42m。隧道顶埋深9.5~11.5m(由东至西).


三、本工程基坑特点

本工程基坑主要特点如下∶

(1)基坑周边环境复杂,环境保护要求高∶

a)基坑北侧距离地铁1号线运营隧道仅7.42m,深基坑开挖对周围土体产生的变形和扰动较大,加之扰动土体在列车运行振动下极易发生隧道振陷沉降,进而威胁地铁运营的安全;

b)基坑南侧与同期建设的地铁 10 号线车站共墙,相邻基坑交又施工工况复杂,风险较高。

c)基坑周边各类市政管线及建筑物分布较密集。


(2)本工程深大基坑与相邻地铁 10 号线车站同期建设,相邻项目基坑的实施筹划复杂,基坑分区筹划必须综合考虑该项目业主开发进度、相邻10号线车站的建设进度。


(3)基坑开挖较深,需充分考虑承压水对基坑开挖的影响控制以及降承压水对周边环境的影响控制。


四、工程地质条件

根据工程地质资料,场地内基本平坦,基坑设计时取自然地面绝对标高为3.30m。本场地内深度 1.0~3.6m 分布为第②层褐黄黄色粉质粘土;场地第③层为淤泥质粉质粘上.强度较低,③层内夹有薄层粉性土;场地第④层土为灰色淤泥质粘土,局部夹少量薄层粉砂∶场地第⑤层为灰色粘土,分为两个压层,局部夹砂质粉土;本场地第⑥层暗绿-草黄色粉质粘土层于27.4~33.1m分布,土质较好;第⑦层土粉性土埋藏深度为30.5~ 84.0m,一般厚度约为37.0m,根据土性该层土又可分为2层亚层,即第⑦1层草黄色砂质粉土和第⑦2 层层黄灰色粉土;本场地第⑩层土缺失;第⑨层灰色粉细砂,土性较好,但该层土层面局部起伏较大,特别是场地西南角该层土层面落深较大,层面最深落深至 84. 0m。


根据水文地质勘察报告,场区内有潜水和承压水两种类型。潜水稳定水位埋深约 0.6~1.60m,地下水主要补给来源为大气降水。基坑设计采用地下水位0.5m。


场地内第一层承压水赋存于⑦层中,其相对隔水顶板为⑥层;第二层赋存于砂质粉上⑨层。该工程基坑开挖阶段,仅涉及第一层承压水,根据抽水试验结果,其承压水头埋深约 8.5mn。


五、基坑分区筹划实施方案

根据本工程业主开发计划,邻地铁10号线车站建设进度计划,并考虑对一号线运营隧道周边市政管线等的保护经研究筹划将该工程基坑分为10个区先后交叉施工。

(1)基坑分区中先开挖施工 1-D区,同时施工地铁 10 号线车站的①区;


(2)待1-D区施工出±0.0后再开挖施工2A区、车站的②区;


(3)待2-A区底板施工完成后再开挖施工2-B区和3-D2区(由于进度计划调整,2-B和3 D2 调整为同步开挖,中隔墙边挖边凿除);


(4)得2-A区能工出±0.00后再开挖施工3-A、3-BI、4-A和4C区,其中3-B1区须待4A区底板完成后再开挖,4-C区须待 3-A 区底板完成后在开挖;


(5)待2B区施工出士0.00后、再开挖3-B2 区,


(6)待 3-B2 区底板完成后再开挖施工 4-B区.。该工程基坑分区筹划主要考虑了以下各方面的影响∶

①该工程塔楼建设进度是关键线路,因此分区筹划中的塔楼分区最先施工。其中∶-D区内有T2塔楼,2-A区含有T3和T4塔楼,2-B区有T1塔楼。以上分区筹划满足了业主的开发计划。

②地铁 10 号线车站两端的①区先施工,保证了地铁盾构推进的节点要求。

③考您到对邻近运营地铁1号线隧道以及先建成的10 号线车站的保护,先施工塔楼区域的2-A、2-B区基坑,待堵楼主体结构施工出土0.00,通过加载控制大基坑隆起稳定后,在向上施工塔楼的同时再开挖施工邻近地铁设施的窄条基坑,以控制围护结构侧向交形,既满足周边设施的变形控制要求,又不影响主体工程的总施工工期节点。


六、基坑支护方案介绍 

  1. 围护结构

(1)1-D区

1-D区开挖深度为21.02m.该区南侧与地铁10号线基坑共墙。1-D区采用100mm 地下墙,墙深42m.


(2)中部2-A 和2-B区

中部的2-A和2-B区开挖深度为 19.10m,北侧靠近运营地铁1号线隧道,东侧与拟建的12 号线车站基坑共墙,西侧紧邻襄阳路。2-A和2-B区的北侧、东侧和西侧采用 100mm地下墙,墙深42m。2-A和2-B区南侧的中隔墙为100mm地下墙,墙深40m。为减少长时间大范围降承压水对相邻1号线运营隧道的影响,2-A 和2-B区北侧地下墙内边设置了双高压旋喷桩止水帷幕,深度为坑内加固底部至地面下55m,以增加坑内外。

承压水的渗流路径,减少坑内降承压水对北侧的影响。


(3)南侧3-A、3-D2 和 4-C区

南侧的3-A和4-C区基坑开挖深度19.10m,南侧与地铁共培侧及西侧邻襄阳路侧采用 000mm地下墙,墙深42m。其余中隔墙 1000mm 地下墙,墙深40m。


(4)北侧3-Bl、3-B2、4-A 和4-B区

北侧的3-B1、3-B2、4-A和4-B区开挖深度 14.75m.其北侧紧邻运背地铁)号线脉道,为保护运营地铁的安全,采用1000mm地下墙,墙深32m。另外,为保证地铁1号线区间疑道的运营安全,北侧地连墙采用φ850三轴搅拌桩槽壁预加附,以防止成槽埚壁对 1 号线运营隧道的影响。


2.坑内加固

北侧3 BI、3-B2、4-A和4-B区邻近地铁1号线运营隧道,因此采取 φ850三轴搅拌桩满堂加固,加固范围从坑底至坑底以下5.0m,并且在坑底以上至第二道支撑范围内结合支撑布置和时空效应开挖进行抽条加固∶


中部2-A 和2-B区基坑东、西侧高压旋喷桩加固宽度为10m,加固范围分别为坑底以下 6.0m、4.0m;


南侧3-A、3 D2 和4C区邻近已建地铁 10号线车站.为防止基坑开挖引起车站外墙摩阻力损失,从而导致车站不均匀隆沉和变形,邻 10 号线已建车站侧高压旋喷柱加固宽度为8m,加固范围为坑底以下10m,并且在坑底以上至第二道支撑范围内结合支撑布置和时空效应开挖进行抽条加固∶


3.支撑体系

各分区均为明挖顺作法施工。I-D区采用五道钢筋混凝土支撑;北侧3-BI、3 B、4- A和4-B区采用一道钢筋混凝土支撑+三道钢支撑,其中钢支撑采用自动轴力伺服系统,以控制地下墙侧向变形;其余分区采用四道混凝土支撑。


支撑平面布置以对撑形式为主,支撑体系受力明确.刚度较大,控制围护结构变形的能力较好。


4.基坑土方开挖

基坑土方开挖应针对上海地区软土的流变特性应用"时空效应"理论,必须严格实行限时开挖支撑要求。土方开挖、支撑施工为盆式开挖,总原则是应严格实行"分层、分段、分块、留土护壁、限时对称平衡开挖支撑"的原则.将基坑变形带来对周围设施的变形影响控制在允许的范围内。


开挖过程中必须随挖随撑(或浇捣垫层)。上方开挖严格控制挖土量、严禁超挖。其中。该基坑中部2-A和2-B区基坑面积较大、上方开挖员大,为控制大体量土方卸载引起的坑内土体隆起面造成的坑外土体变形,保护在建地铁 10 号线车站以及地饮一号线运营隧道,在第四道支撑形成后,底板施工结合施工后浇带采用分块开挖,分块浇筑底板,先开挖并施工东、西块底板.再开挖施工中间底板。通过分块卸载再加载的施工方法,减少和控制因土体大体量卸载引起的基坑内隆起和基坑外沉降、从而保护基坑周边地铁设施的安全。


5. 基坑降水

(1)降潜水

该工程采用真空深井泵降低坑内潜水水位;在开挖前必须先埋设好降水井,并应提前两周预降水.降水后基坑内水位应低于开挖面1m以下以便于施工,既提高出上效率,同时也可以 结坑底土 , 高坑底土体侧向 系 , 小基坑变形。


(2)降承压水

该工程基坑开挖深度较深,经验算开挖阶段需要大范围长时间抽降承压水。为减少降压对北侧运营地铁1号线疑道的不利影响,中部2-A和2-B区地下墙内侧设置双高压旋喷桩止水帷称,桩底至地面下55m.桩顶至坑内地基加固的底部,以增加坑外承压水的渗流路径。


七、基坑信息化施工及监测监控

该工程在基坑施工全过程中实施信息化施工,对基坑支护结构、坑周环境设施进行跟踪监测,利用监测数据反馈指导施工,获得了较好的效果。


该工程属于超深超大基坑。其实施阶段地下端侧向变形及周边环境沉降监测结果如图8、图9所示。地下墙侧向变形实测值(41mm)与计算结果(37mm)较为吻合,基坑底板完成时周边房屋最终沉降约不超过 18mm,基坑的设计和施工均满足了环境保护的要求。


基坑北侧距离1号线运营地铁隧道最近距离仅7.42mm,为控制地下墙侧向变形,减少地铁隧道的变形,该区钢支撑采用自动轴力伺服系统。图10 为北侧分区基坑从开挖到底板各阶段地下墙侧向变形的监测值(2009年12月07日开始第二层土方开挖,2010年 01 月 01日底极完成)。


根据监测数据可知,基坑北侧分区地下墙最大变形平均值小于 8mm,采用钢支撑自动轴力伺服系统有效地控制了基坑侧向变形。另外,根据地铁监护部门提供的!号线运营地铁隧道的沉降观测结果,在北侧分区基坑开挖阶段,地铁隧道沉降最大值不超过6mm,确保了地铁运营的安全,基坑的设计施工满足了周边环境安全保护的要求。




八、结语


准海中路3号地块发展项目基坑工程开挖深度深、面积大,场地周边环境复杂,基坑的安全等级和环境保护等级高,基坑与相邻地铁车站共建开发,工程的设计施工筹划难度高。针对上述工程特点,通过合理的施工分区筹划和合理的支护结构设计,既保证了该项目和相邻地铁车站的建设进度要求,也保护了基坑及周边环境的安全,同时保证了工程的经济合理性。至2010年初该基坑工程和地下主体工程全部完成,监测结果和工程实施证明,该基坑工程的围护结构和支撑体系方案使用效果良好,围护结构变形、坑外地面沉降、支撑及墙体内力等均控制在容许范围内,通过梢心设计和信息化施工,基坑大面积大体积土方开挖卸载未对周边的已建10号线地铁车站 1号线运营地铁隧道等设施造成不良影响,设计方案安全、经济、且合理有效。




感谢供稿作者:

贸整、谢小林、覆杰群

(同济大学建筑设计研究院)

本文仅供学术经验分享之用

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