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摘 要：本文以上海长江路越江隧道浦东岸边段深基坑施工为背景，介绍在软弱富水地层条件下通过围护结构施工、地基加固、井点降水、基坑开挖、施工监测等综合采用一系列施工措施，安全优质完成基坑结构施工。
Abstract: taking the pudong deep foundation pit construction of shanghai changjiang road river-crossing tunnel along as the background, introduced in soft stratum abandunt water conditions by retaining structure construction, well point dewatering, foundation pit excavation, site monitoring measurement and integrated with a series of construction measures, safety and high quality completion of foundation pit construction.
关 键 词：软弱富水地层 深基坑 围护结构施工 地基加固 井点降水 施工监测
Keyword：soft stratum abandunt water Deep foundation pitfoundation reinforcementwell point dewateringsite monitoring measurement
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1 引言
近年来轨道交通、超大直径隧道和超高层建筑建设进展迅速，各种结构型式各异、深度不一的基坑工程得到迅猛发展。深基坑四周往往有建筑物和地下管线，施工所引起的土体变形将在一定程度上改变建筑物和地下管线的正常状态，可能造成邻近结构和设施的失效或破坏。因此需要设计、施工和监测紧密结合，在确保基坑支护体系安全的前提下，采取合理的技术经济措施，确保基坑工程本体安全，确保对周边环境影响降至最低程度。
2 工程概况
长江路隧道工程起于上海市宝山区郝桥港以东，穿越黄浦江，止于浦东港城路双江路交叉口，全长4912m，由浦东接线道路、浦东岸边段、圆隧道段、浦西岸边段组成。
浦东岸边段包括工作井、暗埋段、敞开段。基坑底部位于软弱粘土层中，针对工程地质情况及环境要求，选用地墙、SMW和钻孔灌注桩作为围护结构。
2.1工程地质
场区从上至下依次为①1人工填土、②2粉质粘土、②3-1灰色粘质粉土夹粉质粘土、②3-2灰色粉砂、④灰色淤泥质粘土、⑤1灰色粘土、⑤2灰色砂质粉土、⑤3灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粉质粘土、⑦草黄～灰色粘质粉土、⑧灰色粉质粘土、⑨1灰色粉细砂夹粘性土。
表1. 各土层主要物理力学性能
2.2水文地质
工程浅部土层中的地下水类型为潜水，潜水稳定水位埋深为0.30～2.30m。⑤2砂质粉土层为微承压含水层，⑦层和⑨1层为承压含水层，⑦层为该地区第一承压含水层。
现场抽水试验结果显示，⑦层承压水初始水位埋深为2.30～0.89m，水头具一定变化，与邻近江水潮汐有一定相关性。承压含水层⑦层水平渗透系数K为1.30m/d，垂直渗透系数K取0.50m/d。
3结构设计
工作井外包尺寸为50.4m×25.4m，开挖深度为28.35m，故依次设置顶框架、中框架、竖框架、底板、底梁，与内衬墙共同构成施工和使用阶段受力体系。基坑采用地墙围护的明挖法施工，并与邻近暗埋段同步施工。采用27幅1.2m厚、52.1m深地墙作为围护结构，1.2m厚地墙墙底标高-48.8m，墙址插入⑧灰色粉质粘土层中。
图1. 工作井围护及内部结构平面布置图
4施工技术措施
4.1 围护结构
地墙施工采取锁口管接头、钻孔引导、控制泥浆配比、坑外喷射井点降水、深导墙、选用先进设备等一系列施工措施，保障围护结构施工质量。
工作井52.1m地墙属于超深地墙，土质情况复杂，垂直度控制难度较大，考虑到施工误差及保证结构有效净宽，地墙施工时其外形尺寸每侧外放10cm。
针对②3层砂质粉土在动水情况下易产生槽体塌方，在坑外②3层粉砂内采用喷射井点进行预降水处理，降低②3层粉砂层内槽体两侧水头差，保证槽壁稳定。
地墙墙趾进入⑨1层约5.0m，成槽、起拔锁口管等施工难度较大，通过选用先进成槽设备、设置φ1200先导孔、提高导墙基础强度、减小锁口管摩阻力等措施，保证地墙施工顺利进行。
4.2 地基加固
盾构进出洞加固区采用Ø850mm三轴搅拌桩加固。进出洞加固区与地墙间50cm夹缝采用双重管高压旋喷桩加固。由于工作井正面斜撑传力后会形成土体被动抗力区，为增加土体稳定性，防止地墙可能发生扭转变形，工作井腋角部位采用三重管高压旋喷桩对该区域进行地基加固。
为控制基坑开挖引起的支护结构变形、降低对周边环境的影响，坑内裙边加固采用双重管旋喷桩对工作井与暗埋段台阶、暗埋段落深区台阶进行地基加固。工作井至第四结构段地墙共52条新老地墙接缝采取高压旋喷桩加固防渗措施，每条接缝处外侧实施3根品字形防渗桩。
4.3井点降水
根据工程场区水文地质条件、基坑开挖深度、围护结构布置情况，采用以下降水措施。
本场地区域浅部存在粉土、砂土，其含水量大，暗埋段通过布设疏干井来减少坑内土体含水量，方便坑内土方开挖作业。工作井至暗埋段，围护结构将⑤2层隔断，故在疏干井基础上加深疏干井用于疏干上部潜水和降低下部微承压含水层压力。同时布设一定数量独立的⑤2层备用兼观测井。
工作井至暗埋段，因围护结构将下部⑦层隔断，但一侧仍有补给，工作井中将疏干兼降压井加深至⑦层，布设适当的降压井，同时在暗埋段布设若干⑦层降压井，减缓⑦层的承压水补给，以保证基坑的安全。
4.4 基坑开挖
基坑开挖是整个工程实施过程中风险最大的工序，围护接头渗漏、纵坡稳定、围护变形过大、支撑失稳、邻近建筑物沉降过大等多种因素都将对工程实体和周边环境带来较大影响。
基坑开挖按“时空效应”原理，基本原则是“土方开挖分层、分块、对称、平行、留土护壁，限时完成开挖与支撑”。基坑分层开挖中临时放坡坡度小于理论计算安全坡度，开挖到坑底标高时放坡坡度为1:3。按照随挖随撑原则进行支撑作业。
基坑开挖分段、分层、分单元实施，基坑分段以设计分段为准，深度方向按每道支撑分层，以6m宽为单元，土方开挖、支撑、底板浇筑各工序集中快速完成，以利基坑安全和变形控制。
5 施工监测
5.1 报警值设定
根据工作井周围环境以及开挖深度，基坑安全等级均定为二级，即坑外地面最大沉降量≤2‰H0，约57mm，地墙最大水平位移量≤3‰H0（H0为基坑开挖深度）。
为保障基坑施工安全，现场实施信息化施工，为基坑位移和支撑轴力等监测项目设置了监测频次和各项警戒值。
表2 基坑施工監测报警值
5.2 监测成果
（1）墙体测斜：各监测孔累计变化均出现报警，累计变化量为+63.24mm(点号CX03、深度-19m，报警值为85.05mm)。
（2）支撑轴力：各测点变化范围在171.74KN~696.28KN，均在设计要求范围内。
（3）地表垂直位移监测：变化范围在+0.3mm~-25.3mm，均在报警值范围内。
（4）房屋垂直位移监测：变化范围在+2.8mm~-17.7mm，沉降可控，未发生房屋明显裂缝。
施工监测及时掌握基坑施工对周围环境的影响及基坑本身形变情况，及时捕捉到施工中发现的细小变化，达到了信息化施工目的，变形量得到了有效控制，较好地完成了基坑和周围环境的监测任务，保障了基坑开挖安全高效进行。
6 结语
针对长江路隧道浦东岸边段软弱富水地层条件下基坑施工特点和难点，通过采取围护结构、地基加固、井点降水、基坑开挖、施工监测等综合一系列施工措施，确保深基坑结构施工安全。施工中在加强施工组织管理，确保人力、物力及时有效地投入的同时，对关键工序进行了深入研究和试验后指导施工，取得了很好的成效。
参考文献
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]刘招伟，赵运臣.城市地下工程施工监测与信息反馈技术.北京：科学出版社，2006
[3]上海市建设工程安全质量监督总站.中心城区深基坑工程建设周边环境风险控制指南.北京：中国建筑工业出版社，2011
彭学良，男，汉族，大学本科，工程师，1976年11月8日出生，现任职上海长江隧桥建设发展有限公司，担任项目经理。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract: taking the pudong deep foundation pit construction of shanghai changjiang road river-crossing tunnel along as the background, introduced in soft stratum abandunt water conditions by retaining structure construction, well point dewatering, foundation pit excavation, site monitoring measurement and integrated with a series of construction measures, safety and high quality completion of foundation pit construction.
关 键 词：软弱富水地层 深基坑 围护结构施工 地基加固 井点降水 施工监测
Keyword：soft stratum abandunt water Deep foundation pitfoundation reinforcementwell point dewateringsite monitoring measurement
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1 引言
近年来轨道交通、超大直径隧道和超高层建筑建设进展迅速，各种结构型式各异、深度不一的基坑工程得到迅猛发展。深基坑四周往往有建筑物和地下管线，施工所引起的土体变形将在一定程度上改变建筑物和地下管线的正常状态，可能造成邻近结构和设施的失效或破坏。因此需要设计、施工和监测紧密结合，在确保基坑支护体系安全的前提下，采取合理的技术经济措施，确保基坑工程本体安全，确保对周边环境影响降至最低程度。
2 工程概况
长江路隧道工程起于上海市宝山区郝桥港以东，穿越黄浦江，止于浦东港城路双江路交叉口，全长4912m，由浦东接线道路、浦东岸边段、圆隧道段、浦西岸边段组成。
浦东岸边段包括工作井、暗埋段、敞开段。基坑底部位于软弱粘土层中，针对工程地质情况及环境要求，选用地墙、SMW和钻孔灌注桩作为围护结构。
2.1工程地质
场区从上至下依次为①1人工填土、②2粉质粘土、②3-1灰色粘质粉土夹粉质粘土、②3-2灰色粉砂、④灰色淤泥质粘土、⑤1灰色粘土、⑤2灰色砂质粉土、⑤3灰色粉质粘土、⑥暗绿～草黄色粉质粘土、⑦草黄～灰色粘质粉土、⑧灰色粉质粘土、⑨1灰色粉细砂夹粘性土。
表1. 各土层主要物理力学性能
2.2水文地质
工程浅部土层中的地下水类型为潜水，潜水稳定水位埋深为0.30～2.30m。⑤2砂质粉土层为微承压含水层，⑦层和⑨1层为承压含水层，⑦层为该地区第一承压含水层。
现场抽水试验结果显示，⑦层承压水初始水位埋深为2.30～0.89m，水头具一定变化，与邻近江水潮汐有一定相关性。承压含水层⑦层水平渗透系数K为1.30m/d，垂直渗透系数K取0.50m/d。
3结构设计
工作井外包尺寸为50.4m×25.4m，开挖深度为28.35m，故依次设置顶框架、中框架、竖框架、底板、底梁，与内衬墙共同构成施工和使用阶段受力体系。基坑采用地墙围护的明挖法施工，并与邻近暗埋段同步施工。采用27幅1.2m厚、52.1m深地墙作为围护结构，1.2m厚地墙墙底标高-48.8m，墙址插入⑧灰色粉质粘土层中。
图1. 工作井围护及内部结构平面布置图
4施工技术措施
4.1 围护结构
地墙施工采取锁口管接头、钻孔引导、控制泥浆配比、坑外喷射井点降水、深导墙、选用先进设备等一系列施工措施，保障围护结构施工质量。
工作井52.1m地墙属于超深地墙，土质情况复杂，垂直度控制难度较大，考虑到施工误差及保证结构有效净宽，地墙施工时其外形尺寸每侧外放10cm。
针对②3层砂质粉土在动水情况下易产生槽体塌方，在坑外②3层粉砂内采用喷射井点进行预降水处理，降低②3层粉砂层内槽体两侧水头差，保证槽壁稳定。
地墙墙趾进入⑨1层约5.0m，成槽、起拔锁口管等施工难度较大，通过选用先进成槽设备、设置φ1200先导孔、提高导墙基础强度、减小锁口管摩阻力等措施，保证地墙施工顺利进行。
4.2 地基加固
盾构进出洞加固区采用Ø850mm三轴搅拌桩加固。进出洞加固区与地墙间50cm夹缝采用双重管高压旋喷桩加固。由于工作井正面斜撑传力后会形成土体被动抗力区，为增加土体稳定性，防止地墙可能发生扭转变形，工作井腋角部位采用三重管高压旋喷桩对该区域进行地基加固。
为控制基坑开挖引起的支护结构变形、降低对周边环境的影响，坑内裙边加固采用双重管旋喷桩对工作井与暗埋段台阶、暗埋段落深区台阶进行地基加固。工作井至第四结构段地墙共52条新老地墙接缝采取高压旋喷桩加固防渗措施，每条接缝处外侧实施3根品字形防渗桩。
4.3井点降水
根据工程场区水文地质条件、基坑开挖深度、围护结构布置情况，采用以下降水措施。
本场地区域浅部存在粉土、砂土，其含水量大，暗埋段通过布设疏干井来减少坑内土体含水量，方便坑内土方开挖作业。工作井至暗埋段，围护结构将⑤2层隔断，故在疏干井基础上加深疏干井用于疏干上部潜水和降低下部微承压含水层压力。同时布设一定数量独立的⑤2层备用兼观测井。
工作井至暗埋段，因围护结构将下部⑦层隔断，但一侧仍有补给，工作井中将疏干兼降压井加深至⑦层，布设适当的降压井，同时在暗埋段布设若干⑦层降压井，减缓⑦层的承压水补给，以保证基坑的安全。
4.4 基坑开挖
基坑开挖是整个工程实施过程中风险最大的工序，围护接头渗漏、纵坡稳定、围护变形过大、支撑失稳、邻近建筑物沉降过大等多种因素都将对工程实体和周边环境带来较大影响。
基坑开挖按“时空效应”原理，基本原则是“土方开挖分层、分块、对称、平行、留土护壁，限时完成开挖与支撑”。基坑分层开挖中临时放坡坡度小于理论计算安全坡度，开挖到坑底标高时放坡坡度为1:3。按照随挖随撑原则进行支撑作业。
基坑开挖分段、分层、分单元实施，基坑分段以设计分段为准，深度方向按每道支撑分层，以6m宽为单元，土方开挖、支撑、底板浇筑各工序集中快速完成，以利基坑安全和变形控制。
5 施工监测
5.1 报警值设定
根据工作井周围环境以及开挖深度，基坑安全等级均定为二级，即坑外地面最大沉降量≤2‰H0，约57mm，地墙最大水平位移量≤3‰H0（H0为基坑开挖深度）。
为保障基坑施工安全，现场实施信息化施工，为基坑位移和支撑轴力等监测项目设置了监测频次和各项警戒值。
表2 基坑施工監测报警值
5.2 监测成果
（1）墙体测斜：各监测孔累计变化均出现报警，累计变化量为+63.24mm(点号CX03、深度-19m，报警值为85.05mm)。
（2）支撑轴力：各测点变化范围在171.74KN~696.28KN，均在设计要求范围内。
（3）地表垂直位移监测：变化范围在+0.3mm~-25.3mm，均在报警值范围内。
（4）房屋垂直位移监测：变化范围在+2.8mm~-17.7mm，沉降可控，未发生房屋明显裂缝。
施工监测及时掌握基坑施工对周围环境的影响及基坑本身形变情况，及时捕捉到施工中发现的细小变化，达到了信息化施工目的，变形量得到了有效控制，较好地完成了基坑和周围环境的监测任务，保障了基坑开挖安全高效进行。
6 结语
针对长江路隧道浦东岸边段软弱富水地层条件下基坑施工特点和难点，通过采取围护结构、地基加固、井点降水、基坑开挖、施工监测等综合一系列施工措施，确保深基坑结构施工安全。施工中在加强施工组织管理，确保人力、物力及时有效地投入的同时，对关键工序进行了深入研究和试验后指导施工，取得了很好的成效。
参考文献
[1]刘建航,侯学渊.基坑工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.
[2]刘招伟，赵运臣.城市地下工程施工监测与信息反馈技术.北京：科学出版社，2006
[3]上海市建设工程安全质量监督总站.中心城区深基坑工程建设周边环境风险控制指南.北京：中国建筑工业出版社，2011
彭学良，男，汉族，大学本科，工程师，1976年11月8日出生，现任职上海长江隧桥建设发展有限公司，担任项目经理。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。