地下结构与内支撑支护体系换撑及拆除协同施工技术

龚文杰

（上海长宁建设项目管理有限公司，上海 200335）

1 工程概况

某深基坑工程总用地面积为32 228m2，总建筑面积为117 121.24m2，其中，地上建筑面积为33 105.55m2，地下建筑面积为84 015.69m2，地上为4层综合性体育建筑，整个场地设4层地下室，埋深21.2m。

场地西侧临近中山西路，上方有内环高架路，地下有较多市政管线，南侧临近武夷路，道路下管线较多，周边临近较多的保留建筑，特别是北侧和东侧临近住宅楼，周边环境非常复杂，故周边保留建筑、内环高架、市政道路及地下管线是施工过程中的重点保护对象。

场地内存在废弃地下1层停车库面积约7 300m2，废弃地下1层人防结构面积约3 500m2，原训练馆和疏散平台下地基加固深层搅拌桩面积约2 900m2。整个新建场地约21 500m2，上述废弃结构面积约13 600m2，占新建场地63%。

2 障碍物概况

2.1 废弃地下室

废弃地下1层车库±0.000相当于绝对标高4.700m，底板面标高为0.500m，顶板高于现有自然地面1.2m。其桩基采用预制方桩（450mm×450mm），桩长33m，分2节，共423根；承台与连梁、底板同时现浇，承台厚度为1 000mm，桩顶进入承台100mm，共计106个；底板厚度为600mm，顶板厚度为200～300mm 不等，梁宽 350～500mm、高 750～1 050mm，外侧侧墙壁厚400mm（见图1）。

图1 废弃地下室与周边关系示意

2.2 废弃疏散平台

废弃疏散平台及北侧训练馆下存在深层搅拌桩加固，搅拌桩形式为柱状，共799根，直径为700mm，桩顶标高为2.500m，桩底标高为-12.000m。

2.3 废弃人防

废弃人防位于武夷路与中山西路交界区域，六级人防地下工程，地下室地坪标高为-2.730m，顶板顶标高为2.100m，室外地坪标高为绝对标高3.450m。废弃人防结构主次梁截面为1 300mm×1 500mm、1 200mm×1 600mm不等，结构柱1 200mm×800mm、1 200mm，外墙板厚400mm；其外侧留有原围护结构，止水帷幕搅拌桩（1 200mm宽）+冠梁（1 100mm×800mm）+排桩（800mm）。

3 协同施工技术路线

采用中隔墙（1 000mm地下连续墙）将场地划分为南、北2个施工区（一区、二区），利用废弃地下室、废弃人防自身结构作为临时内支撑支护体系，组织拆除与桩基、围护结构施工同步进行。

4 废弃地下室区域

4.1 废弃地下室的拆除

根据原有地下室车库结构设计图纸，现场拆除施工顺序应由上至下，分块拆除。按楼板、非承重墙、梁、承重墙、柱顺序依次进行或依照先非承重结构后承重结构原则进行拆除。现场进行拆除工作前应先考虑留有作业通道，平面运输通道应为1.5～2.0m。现场拆除作业前还需考虑搭设脚手架，根据现场地下车库情况搭设钢管脚手架。

4.2 地下室区域桩基施工

1）一区工程桩施工 先行施工废弃地下室区域外的工程桩，待施工完成后，破除位于一区废弃地下室顶板、梁柱，同时将已完成地下连续墙至废弃地下室外墙间土方卸载1.6m，再利用其底板及外墙板作为水平支撑体系抵抗侧土压力，并在地下室底板上破孔施工废弃地下室区域的工程桩。

2）二区工程桩施工 桩架布设于地下室顶板，对顶板、底板进行破孔施工。若遇到梁柱、墙以及方桩等原结构，采取避让原则，若无法移位处理，待破除二区废弃地下室顶板、梁柱后再进行该部分的桩基施工。

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3）废弃地下室侧墙处工程桩施工 对于地下室侧墙处桩基施工，采取避让原则，一方面使现工程桩移位避开侧墙，另一方面使桩架具有足够的作业平面。若无法移位，则现场搭设移动支架，保证桩架作业面。

4）对于废弃地下室方桩区域 本工程桩基为钻孔灌注桩，桩位位于方桩部位时，原则上采取钻孔灌注桩移位处理，如果无法移位，则采用TR-200全回转钻机配合800mm钢套管进行方桩的清障工作，清障完成后施工钻孔灌注桩。

4.3 围护中隔墙施工

围护结构地下连续墙中隔墙施工位于废弃地下室区域时，采取避让废弃地下室方桩、承台的原则，后调整中隔墙分幅位置，将中隔墙分为两个不同阶段进行施工。围护结构地下连续墙中隔墙施工遇废弃地下室预制方桩时，处理方法如下。

1）废弃地下室工程桩桩位位于中隔墙内，调整分幅位置使此桩位于槽段中间部位，采用成槽机将此工程桩两侧槽壁土抓空，再抓出此工程桩。

2）废弃地下室工程桩桩位侵入中隔墙，采用TR-200全回转钻机配合800mm钢套管进行清障，并回填水泥土，水泥掺量为7%，然后施工中隔墙。

3）围护结构坑中坑旋喷加固位于废弃地下室区域时，采用引孔穿顶板及底板进行施工。

5 废弃人防处理

5.1 人防清障施工流程

1）原人防结构顶板覆土挖除。

3）先破除废弃人防结构顶板（保留3处），分段破除人防结构底板及底板横梁，分段原则按照人防结构次梁及柱排布间距确定，并及时分层夯实回填。

4）待回填至顶板梁下口后，拆除顶板梁。废弃人防结构拆除过程中仍保留底板纵梁及跨中柱、边跨柱及侧墙，根据新建工程图纸核对，共计4幅地下连续墙与废弃人防处触碰，需利用全回转钻机进行清障。

5.2 人防区域桩基施工

在废弃人防清障阶段，利用局部工程桩作为立柱桩，通过在人防顶板及底板上开洞进行施工。

待回填完成后，对于人防区域桩，应尽量避开底板纵梁、侧墙及冠梁排桩区域，若无法避开，则采用旋挖机配合进行局部清障，待清障完成再进行桩基施工。

5.3 人防区域围护施工

1）对于地连续墙与人防侧墙及围护冲突时的解决措施：人防回填完成后，总计4幅地连续墙与废弃结构冲突，现场配置1台TR-200全回转钻机配合局部清障，清障施工顺序采用“清一跳一”原则。

2）对于槽壁加固与侧墙及围护冲突时的解决措施：待人防回填完成后，现场总共有122幅槽壁加固需进行调整，后改用引孔高压旋喷。

6 全回转钻机清障施工工艺

6.1 施工准备

在施工准备阶段，相关人员要在技术、安全和管线等方面做好交接工作；同时，在正式施工前，以开挖样洞的方式调查施工区域内的管线，从而更好地明确其与需清除障碍物的关系，并在此基础上及时采取搬迁或保护措施。

另外，要测量放样，即明确人防障碍物位置并现场标注。根据放样挖掘并露出人防障碍物区域。

6.2 全回转设备就位、固定

1）在定位钢板的安放环节，必须保证定位钢板的平整性，且其孔位中心与待清障物的孔位中心精准重合，即定位钢板的4个定位基点必须全部位于路基板的中心，该中心通常使用2根细线确定。定位钢板在安放时一定要与预先测量好的需清障物的孔位中心重合。

2）安放钻机时，其4个支腿应全部与上述所提及的定位钢板4个基点重合；在安放完毕后，可运用钻机的垂直监视系统或经纬仪来确定钻机垂直度，并通过调整4个支腿使钻机可水平线安放。

3）在液压泵站就位环节，要确定其已与钻机液压系统连接完毕。在此基础上，还要检查与调试设备，以确保各个工作系统状态正常。

6.3 钢套管钻入

1）启动液压泵站，将发动机的转速从低转速逐渐调整为高转速，钻机回转液压马达调至0位，启动加紧油缸按钮，确认钻机夹紧机构已将套管加紧之后，方可启动回转钻机系统，回转马达初始启动必须低转速运行，待回转阻力稳定且低于设定值时，方可适量调高转速。

2）试运转正常及垂直度修正完成后，开始正式钻进。正式钻进同样是发动机高转速、钻机低转速，压力、扭矩稳定且未达到设定值时，可适量调整转速及收缩支腿油缸进行钻进。一般初始5m以内，钻机速度控制在3～5r/min，旋转扭矩稳定在额定最大扭矩的30%～50%，以确保初始钻机设备的稳定及钻进垂直度。

6.4 拔除

根据施工经验，在钢套管钻进过程中因土体扰动，需清除的障碍物处会发生扭断或破坏，然后用冲抓斗抓出断裂的人防部位及附近的土，并不断补充清水或泥浆。

6.5 孔位回填

孔位填充是清障施工过程中一个重要环节。待障碍物清除完毕后，在钢套管内回填优质黏土或8%的水泥土。为避免塌孔的情况发生，回填作业随起拔套管同时进行，即套管正式起拔前，先在套管内回填一定高度的优质黏土，再边拔套管边回填，始终保持套管内回填土面高于套管底面一定高度，最终回填至场坪标高。

7 结语

对于深基坑工程施工来说，利用废弃地下结构作为临时内支撑支护体系，组织换撑及拆除协同施工，除可有效保障相关工程的施工安全与施工质量外，还能节省施工单位的开支，从而保障工程的高品质与科学性，促进我国深基坑施工技术的发展。