上海广联环境岩土工程股份有限公司200444
摘要：随着中国城镇化的不断发展，越来越多的基坑项目周边环境保护要求很高。本项目东侧地下室外墙距离采用天然地基的住宅仅4.3m，环境保护要求很高。本文通过围护结构选型分析、工程实践，为类似工程的基坑围护方案选型、围护结构变形控制措施提供参考。
关键词：紧临住宅，基坑工程实例，变形控制
1引言
随着城市建设用地的不断开发，周边环境保护要求宽松的项目越来越少，而且不少项目紧临采用天然地基或短桩基础的住宅、学校、医院等人员较为密集的区域。如何在节省工程造价的要求下，保证基坑周边环境的安全是房产开发商、设计院共同关注的焦点。
2工程实例
2.1工程概况
工程位于上海市浦东新区，包括3幢高层（5~7号楼，17~18层，采用桩筏基础形式）住宅、4幢多层（1~4号楼，6~7层，采用桩基础、独立承台＋基础梁形式）住宅、地下一层车库。其中，地下车库的开挖面积约10700㎡，地库大面积的挖深为5.2~5.6m，东侧局部挖深约6.2~6.5m；1~4号楼挖深约1.2~1.5m，5~7号楼挖深约2.45~2.85m。基坑东侧紧临采用天然地基的3层住宅(见图1)，地下室外墙距离住宅外墙线仅约4.3m；其余三侧的环境相对宽松。
2.2工程地质概况
基坑开挖影响范围内土层情况如下：
第①1-1层杂填土，平均厚度0.65m。第①1-2层素填土，平均厚度1.00m，以粘性土为主。第①2层浜土，平均厚度1.34m；明浜底部，以淤泥为主，含大量有机质、夹腐植物；暗浜（在东侧地下室外墙位置由南至北通长分布）由碎石、碎砖、粘性土、淤泥构成，夹腐植物、垃圾。第②层褐黄～灰黄色粉质粘土，平均厚度1.26m，可塑，压缩性中等。第③层灰色淤泥质粉质粘土，平均厚度4.02m，饱和，流塑，高压缩性，夹薄层粉性土。第③夹层灰色砂质粉土，平均厚度2.48m，饱和，松散状，压缩性中等。第④层灰色淤泥质粘土，平均厚度8.90m，饱和，流塑，高压缩性。第⑤1层灰色粘土，平均厚度6.03m，软塑，高压缩性。
2.3基坑围护设计方案
本工程由于开挖深度不深，而且除东侧以外的其余区域的环境保护要求宽松，因此，除东侧外的地库周边主要考虑采用重力式挡的围护方案，而号楼与地库之间主要采用重力式挡墙或放坡开挖的方案。
由于东侧住宅的保护要求很高，可考虑采用的围护形式主要钻孔桩＋止水桩或SMW工法，竖向设置一道内支撑的板式支护体系。
SMW工法与钻孔桩方案的主要优缺点如下：1、当围护桩刚度与钻孔桩相当的情况下，SMW工法围护结构的变形相对较大。2、SMW工法在H型钢拔除时，还会周边环境产生较大的影响。3、当地下室外侧无场地拔除H型钢时，可能需对地下室顶板进行加固，方可上顶板拔除H型钢，需增加一定的加固费用。4、SMW工法的施工速度相比钻孔桩方案快。5、在H型钢的租赁期少于10个月的情况下，SMW工法方案的围护造价较钻孔桩方案经济。
经比较，虽然本工程采用SMW工法方案较为经济，但考虑对东侧住宅的保护，东侧围护桩采用钻孔桩＋三轴搅拌桩止水的形式。
支撑体系如何设置是本工程的难点。最可靠的方案是在号楼与东侧围护桩之间设置分隔桩，再在竖向设置一道水平支撑体系。分隔桩如果考虑钻孔桩，则整体的围护造价很高；而且需要凿除大量的分隔桩，施工较为不便。如果考虑采用SMW工法或钢板桩，由于分隔桩与东侧围护桩之间的宽度较小，仅靠底板与土体之间的摩阻力难以平衡东侧的水土压力；需考虑分段拔除地库位置的分隔桩、并连接分隔桩两侧的地库底板后，方可拔除号楼边上的分隔桩。最终，为节省造价，同时，方便现场施工，考虑利用号楼与地库之间高差的围护结构等做为平衡东侧水土压力的撑点（根据建设单位的开发要求，需先开挖号楼区域）。基坑围护平面布置示意图及东侧围护结构的典型剖面图如下：
图1基坑围护平面布置示意图
图2东侧围护结构的典型剖面图
基坑设计主要注意要点如下：
1、经与主体结构设计单位、总包单位协商，取消东侧地下室底板的外挑部分，外墙改用单侧支模的方式，东侧围护桩内边线距离外墙仅0.1m，尽可能增加三轴搅拌桩与3层住宅之间的净距，减少三轴搅拌桩施工对住宅的影响。
2、考虑本场地③夹层灰色砂质粉土的渗透性较好，为提高止水可靠性，东侧在两排三轴搅拌桩中套打钻孔桩。同时，也可增加三轴搅拌桩与3层住宅之间的净距。
3、考虑民宅的基础埋深约1.5m，东侧围护桩顶圈梁的底标高不宜压的过低，设置在地面以下约1.2m处，以减少顶圈梁施工对民宅的影响。
4、号楼处撑点的处理(5~7号楼与地库的高差约2.35~2.75m，4号楼与地库的高差约3.7~3.8m)：（1）尽可能将部分支撑荷载传递至号楼南北两侧的重力式挡墙上。（2）号楼东侧采用钻孔桩＋两轴搅拌桩的围护结构，充分利用该侧的静止土压力平衡部分支撑荷载。（3）5~7号楼底板与围护钻孔桩顶圈梁之间设置砼传力梁，将部分支撑荷载传递至底板。经复核计算，底板与土体之间的摩阻力、局部深坑被动区的土压力等可以平衡主要的支撑荷载。
5、为减少拆除钢管支撑对住宅造成的不利影响，需设置H型钢换撑。如果H型钢撑在顶圈梁上，则H型钢需穿越外墙与顶板连接的拐角处，使得该处的暗梁钢筋难以施工、而且该位置容易产生渗漏。因此，本方案考虑将H型钢换撑撑在围护钻孔桩上，但设计时需注意复核撑点位置钻孔桩的抗剪承载力。
6、为减少三轴搅拌桩施工对住宅的影响，在临近东侧住宅区域，三轴搅拌桩的水灰比减小至1.2，并应减缓施工速度，加强监测和观察，通过监测数据及观察信息调整搅拌施工速度。
2.4施工情况及处理措施
本项目工程桩采用预制方桩，在工程桩基本施工完成后再施工东侧三轴搅拌桩。在三轴搅拌桩差不多施工完成时，住宅沉降累计值出现报警的情况。经分析，主要由以下原因造成：
1、工程桩压桩完成后，挤土效应造成的增大的土体应力和超静孔隙水压力消散引起住宅的沉降。
2、本项目东侧的三轴搅拌桩位于旧河浜位置，周边回填质量较差。而且，三轴搅拌桩施工过程中对土体的扰动，造成短时间内土体地基承载力的下降，引起住宅沉降。
3、部分旧河浜回填区域由于存在较大的石块，三轴搅拌桩无法施工。在清障的过程中，住宅出现明显的沉降。
针对基坑开挖前，住宅已经出现较大沉降的情况，从设计与施工角度主要采取如下处理措施：
1、建议委托相关检测单位对东侧民宅再次进行检测，判断房屋结构的安全性。
2、将沉降数据已经出现报警的住宅位置的单根钢管支撑增强为双拼钢管支撑，减少后期开挖时支撑的压缩量，减少围护结构变形。
3、建议将钢支撑的预加轴力时间安排在当天气温较低的时刻，减少钢材热胀冷缩的不利影响。
4、将双拼钢管支撑的预加轴力增加至不小于1600kN且不大于2000kN；并控制在预应力施加过程中，圈梁的反向位移不大于10mm。
5、在东侧增加3条施工缝，将每次开挖的分区面积控制在1000m2以下；每个分区从开挖至底板浇筑完成的时间控制在7天以内；减少基坑暴露时间，控制围护结构变形。
在后续施工过程，围护结构出现一定的变形，但住宅的结构体系安全可控，整个项目的地下室结构施工顺利完成。
3结果分析
从以上基坑工程实例可以得出以下几点有益结论；
（1）对支撑两端水土压力不平衡的情况，设计单位应重视对水土压力较小一端的撑点设计。
（2）对于紧临住宅项目，应严格控制工程桩、围护桩施工及明暗浜处理等对住宅的不利影响。
（3）在围护桩施工完成的情况下，对支撑系统进行加强、减少分区开挖面积、加快分区开挖及底板浇筑速度是变形控制的有效措施。
参考文献
[1]刘建航，侯学渊．《基坑工程手册》．北京：中国建筑工业出版社，2009．(LIUJian-hang,HOUXue-yuan.Excavationengineeringhandbook.Beijing:ChinaArchitectureandBuildingPress,2009.)
[2]中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中华人民共和国住房与城乡建设部，2012．（TheIndustrialstandardofthePeople'sRepublicofChinaTechnicalSpecificationforretainingandprotectionofbuildingfoundationexcavations（JGJ120-2012）PRCMinistryofConstruction,2012.）
[3]上海市标准《基坑工程技术规范》（DBJ08-61-2010）上海市城乡建设和交通委员会，2010．（ShanghaistandardCodefordesignofexcavationengineering（DBJ08-61-2010）Shanghaiurbanconstructionandcommunicationscommission,2010）
作者简介：林正淳（1981～），男，工程师，主要从事基坑围护设计工作。