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上海嘉里静安综合发展项目基坑工程

279 2021-01-25 14:24:52



一、基坑工程概况

"嘉里静安综合发展项目"位于上海静安区上海展览中心以西,由南京西路、铜仁路、延安中路、常德路所环绕。安义路将该项目场地分为南、北两个地块,安义路下设3个地下通道将南、北两个地块连接。该项目建设单位为上海吉祥房地产有限公司。


该项目基坑开挖总面积约 37400m²,由于地块被安义路一分为二,基坑划分为北区、南区和通道区域。其中北区面积约11745m²,为地下两层地下室,基坑开挖深度 i3.85m;南区面积约24432m²,南区西侧局部区域为地下两层地下室,开挖深度 13.95~14.95m,南区其余区域为地下四层地下室,开挖深度 22.50~23.15m;通道区域面积约1220m²,开挖深度 9. 95~14.4m。


二、周边环境概况

基坑北侧为南京西路,距离基坑约2lm,路下有各类市政管线 11 根,其中距离基坑地墙最近的管线(供电)约23m。南京西路南侧下有地铁二号线运营隧道,隧道距离北区基坑最近约 8m,隧顶埋深约8.3m,区间隧道外径 6.2m,管壁 350。


基坑南侧为延安路高架,该标段处其主线高架横向共设置三个桥墩。其中北侧桥墩距基坑围护结构最近约11.2m;该标段高架桩基础为列600 预应力管桩。桩长 34~38m。何段接桩长度约10m。延安路下有各类市政管线 17 根,其中距离基坑围护结构最近的管线(供电)约5m。


基坑西侧为常德路,紧邻基地红线,路下有各类市政管线 10 根,其中距离基坑围护结构最近的管线(电力)约14.8m。基坑西侧邻近在建的地铁七号线静安寺站,站体与基坑边线基本平行,车站主体结构外边线距离基坑地墙外边线约 10.1~13.3m,顶板埋深约 3.8m。静安寺站北侧风并等附属结构与该工程北区地下室共端,车站】号出入口与北区地下室连适,2 号出入口与南区地下室预留连通口。


北区基坑东刻为嘉里中心,距基坑最近约7m;南区基坑东侧为钢仁路,路下有各寒市政管线 ?根,其中距离基坑最近的管线(信息)约7m。


基坑南北区中间为安义路,路下有市政管线7 根。安义路东段南侧63 号为文物保护建筑——毛主席故居,相邻建筑 57、59、61、65 号均为历史建筑。57~65 号建筑物为二层混合结构房屋,其基础均为天然地基上砖砌大方脚条形基础,基础埋深约0.7m。该建筑物被南区基坑三面环绕,距离南区围护结构最近约6m,距离北区围护结构约17m。


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)基坑北侧距离地铁二号线运营隧道仪8m,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)基坑西侧邻近在建的地铁七号线车站,基坑西北角、西南角邻近车站与盾构隧道的接头处,由于站体与区问隧道的刚度差异,在土体变形作用下容易变形开裂。

e) 毛主席故居被南区基坑三面环绕,距离基坑最近处仅6.1m,且建筑物年代久远,整体刚度差,抗变形能力弱,对地基沉降及差异沉降敏感。

d)基坑周边各类市政管线分布较密集。

e)南区深基坑邻近延安路高架,高架桥桩基为PHC 管桩,管桩接头抗侧向变形能力差。


(2)北区场地内旧有建筑障碍物较多,如清障后地基处理不当,将会影响围护结构的


(3)南区基坑开挖较深,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、基坑工程地质条件

根据工程地质资料,施工场地的自然地坪绝对标高在+2.85m左右,其表层为杂填土及素填土;第②,层城黄色粘质粉土属中压缩性土;第③、④、⑤.层土具有含水量高、孔隙比大、压缩模量小等特性,土质软弱;第⑥层暗绿色粉质粘上物理力学性质较好;第⑦~⑦。层土孔隙比小,压缩系数小,压缩模量大,土性较好;本场地第⑤.层土土性较软弱;第Q∶层土为灰色粉质粘土夹砂,土体物理力学性质好;第⑤~低层土性较好,(层土未钻穿该层。


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 1.0~2.80m,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;第二层赋存于炒质粉上⑨层中,其相对隔水顶板为⑧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7.7m~9.2m。


五、基坑实施筹划

根据该工程业主开发计划,结合对二号线运营隧道、七号线车站及区间隧道、延安路高架、毛主席故居、周边市政管线等的保护,经研究筹划将该工程基坑分为五个区独立交又施工。


基坑分区中先开挖能工南Ⅰ区,待底板施工结束后不拆支撑,先施工塔楼核心筒,同时开挖施工北I区,待北Ⅰ区施工出±0.00 再依次开挖施工北Ⅱ、Ⅲ区。同时待南Ⅰ区和北Ⅰ区均施工出±0.0再维工南Ⅱ区。最后施工安义路下通道区域。该工程基坑的具体分期分区随工如图 2 所示。


该工程基坑分区筹划主要考虑了以下各方面的影响


(1)根据该工程施工控制节点的要求,同时考虑到对邻近地铁设施的保护,先施工塔楼区域的南I区、北Ⅰ区基坑,待塔楼主体结构维工出±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。以挖制围护结构侧向变形,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。


(2)该工程北Ⅰ区场地内建筑障碍物较多,在开挖施工前清障工作量较大,因此南Ⅰ区最先施工,待南Ⅰ区底板施工完成后再开挖施工北Ⅰ区,确保施工搭接流畅.


(3)由于毛主席故居位于南Ⅰ区和北Ⅰ区之间,为减少北Ⅰ区基坑开挖阶段的围护结构变形,尽量确保相邻基坑的土压传力平衡,北Ⅰ区开挖施工阶段南I区的支撑不拆除。南Ⅰ区的支撑布置避开了南区塔楼的剪力墙和劲性柱,南Ⅰ区能够在不拆支撑的情况下先施工塔楼结构。


六、基坑支护方案介绍

1.围护结构

(1)南Ⅰ区

南Ⅰ区开挖深度为22.50~23.15m.塔楼区城开挖25.80m.为了减小南Ⅰ区基坑变形及降承压水产生的地面沉降,保护延安路高架和毛主席故居以及七号线区间隧道,围护结构采用1000厚53m深地下连续墙,墙底进入⑧层上以切断承压水层,其中地墙埋深 45m以下的部分仅配构造钢筋。另外,南Ⅰ区邻近毛主席故居侧地墙两侧采用3lm深三轴搅排桩进行椭壁预加固,防止地培成槽塌壁,并加强地墙的止水效果。


(2)北 Ⅰ区

北Ⅰ区基坑开挖深度 13.85m,塔楼区域开挖 16.65m。该区邻地铁侧采用 1000 厚 31m深地下连续墙,其中地墙距离塔楼深坑较近处采用 1000厚35m深地下连续墙;北了区东侧环境要求相对较低,采用800 厚30m深地下连续墙;北1区场地南侧分布有原安义大厦围护结构,采用30m长φ00@1000灌注桩(邻毛居侧为35m长φ100@1150灌注桩)与原围护桩形成复合国护结构。另外,邻地铁地墙两侧采用20m 深三轴搅拌桩进行槽整预加固.防止地墙成槽端壁,加强地墙的止水效果。


(3)南县区和北Ⅱ、Ⅲ区

南目区和北Ⅱ、Ⅲ区基坑开挖深度均为13.85m~14.95m,该区邻近地铁设施侧均采用1000 厚31m深地下连续墙,且邻地铁侧地墙采用三轴搅拌桩槽壁预加固。


2. 坑内加固

南【区、北I区及南区邻道路侧采用了8m宽 4m深三重管高压旋啊桩耦边加固。塔楼基础深坑局部挖深约26m.采用三轴搅拌桩护坡、并采用一定的坑底高压旋喷桩加固。


北Ⅱ、Ⅱ区邻运营地铁隧道侧采用了6m深三轴授扑机满堂加因,并结合钢支撑布置设置了抽条加固,抽条加固范围为第二道支撑底至开挖面下 6m。


3. 支撑体系

各分区均为明挖顺作法施工。南I区采用五道钢筋混凝土支撑,支撑布置避开南塔楼的竖向构件,确保支撑不拆除的情况下快速施工塔楼结构∶北I区采用三道钢筋混凝土支撑;南N区和北I、Ⅲ区基坑采用四道支撑,首道为钢筋混凝土报,其余为钢支撑。其中北I、而区邻近运营地铁隧道,其钢支撑采用自动轴力伺服系统,以控制地下墙侧向变形。


4.基坑土方开挖

上方开挖、支撑施工应严格实行"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)。土方开挖严格控制挖土量,严禁超挖.


南1区和北Ⅰ区采用盆式开挖,先开挖中部土方.再限时对称开挖邻近围护结构的边坡土方,减少国护结构无支撑暴露时间,以控制围护结构侧向变形。


5.基坑降水。

(1)降潜水

本工程采用真空深并泵降低坑内滞水水位;在开挖前必须先埋设好降水井,并应提前两周预降水,降水后基境内水位应低于开挖面 Im以下以便于施工,既提高出土效率、同时也可以圆结坑底土体、提高坑底土体侧向抗力系数。减小基坑变形。


(2)降承压水

本工程南Ⅰ区基坑开挖深度较深,经验算开挖阶段需要大施范围长时间抽降承压水,为减少降压对周边环境的不利影响,南Ⅰ区地下墙加深至53m,其中45m以下为素混凝土,墙底伸人⑧层隔水层不少于2m。以隔断坑内外承压水水力联系。


七、基坑信息化施工及监测监控

本工程南区于2008年12月开始施工,于2010 年底完成南区全部地下结构。北区于2009年10月开始施工, 2011年4月完成北区全部结构 在基坑施工 过程 实施息 施工,对基坑支护结构 坑 环境设施进行跟踪监测, 用监测数据 馈指导施工,获得 较好的效果。


南Ⅰ区为超深超大基坑。其实施阶段地下培侧向变形及周边环境沉降监测结果如图 9、图10所示。地下端侧向变形实测值(47mm)与计算结果较为吻合,南Ⅰ区完成时保护建筑(毛主席故居,距离基坑仅6m)最终沉降不超过25mm、周边其余建筑物沉降也未超过 25mm,基坑的设计和施工均满足了环境保护的要求。


北Ⅱ、Ⅲ区基坑距离二号线运营地铁隧道最近距离仪8m,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。下图为北目、Ⅲ区从开挖到回筑至顶板各阶段地铁隧道位移和地下墙侧向变形的监测值。


根据监测数据可知,北Ⅱ、Ⅲ区地下墙最大变形平均值小于10mm,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。同时二号线运营地铁隧道的沉降最大值不超过 10mm,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

上海嘉里静安综合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,基坑工程的设计施工难度高。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,既保证了基坑及周边环境的安全,也保证了工程的经济合理性。



图12 北目、目区基坑地下墙最大累计侧向变形监测监


至2010 年本基坑工程和地下主体工程全部完成、监测结果和工程实能证明,本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(图12)。通过精心设计和信息化施工,其境大面积、大体积土方开挖卸载未对周边的保护建筑、已建7号线地铁车站、2号线运营地铁隧道、延安路高架桥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:

贾坚、谢小林、罗发扬、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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