地铁上覆盖商业用房深基坑开挖支护工程监理

朱效锋

浙江泛华工程咨询有限公司 浙江 杭州 310005

1 项目背景

本工程位于杭州市下城区62号地块，东靠东新路，南至应加河，西至规划二号线，北至打铁关三弄，地块内建有地铁一号线与五号线打铁关站，本工程地上建筑面积为128807m2，为四个楼栋，其中最高建筑高度为97.5m本工程地下建筑面积53210m2，地下均为3层，筏板底标高:车库及主楼区域-15.31m，坑中坑区域-18.76m。本地块地下室规划红线最窄处仅为1.9m，用地较为紧张，施工难度大。

2 地质概况

(1)填土:杂色、湿松散、以生活与建筑垃圾为主，厚度为0.5-4.5m,全场分布。

(2)素填土:灰色，湿松散，层厚0.4-1.5m，局部分布。

(3)粉质黏土:灰、饱和可塑、层厚0.8-3.4m，全场分布。

(4)砂土:灰黄色、湿稍密饱和层厚0.6-2.2m，全场分布。

(5)淤泥质土:灰色饱和流塑，高灵敏度，含有机质，强度中等无摇振反应层厚3.1-26.1m，全场大分布。

(6)粘土:灰黄色,饱和可塑，无摇振反应饱和可塑全场大部分布，层面埋深22.9-41.6m。

(7)粉质及粉砂质黏土:灰绿及灰黄色，饱和可塑，强度中等，全场大部分分布，层面埋深29.6m-45.8m。

(8)砂砾:灰及灰黄色，恨湿中密。含卵砾石约25-45%,砾石粒径为2-4cm，最大可达15cm；其余以细砂中砂及粗砂充填为主层面埋深为42.6m-53.4m，全场分布。

(9)中风化安山玢岩:青灰色，灰色，单轴饱和抗压强度平均值为52.3MPa,标准值为41.6MPa。属硬质岩，层面埋深54.1-56.2m全场分布，本层未揭穿。

3 工作重点难点及重大危险源

(1) 本工程位于地铁保护区内，对基坑围护施工，地下连续墙及基坑开挖等作业要求极高，基坑变形控制在毫米级，一旦变形超过控制指标，将影响地铁安全运营。

(2) 地铁1号线将本工程基坑分为南北独立又在变形控制上有一定联系的两个基坑，场地狭小，不利于机械分布与工序穿插施工。

(3) 场地紧靠地铁站B口，人流量大，南侧为应加河，水补给量大。

(4) 本工程基坑深度15米设置三道混凝土支撑，且在地铁两侧要求分坑开挖，土方开挖与换撑难度大。

(5) 本工程位于杭州市中心对于文明施工与环境保护要求较高。

(6) 本工程为地铁上盖物业TOD项目，且基坑内地铁一号线已运行。施工过程中的基坑检测数据要求精度高且检测频次高。

4 基坑开挖支护设计方案

本工程按照深基坑专项施工方案分六个区块开挖(S1、S2、S3、N1、N2、N3)。分两个阶段施工S1、N1对称开挖；S2、N2对称开挖。待S1、N1、S2、N2地下室整体浇筑完成后，再对称开挖S3、N3以避免基坑开挖对地铁运行影响过大。基坑止水帷幕采用850@600三轴水泥搅拌桩，被动加固区采用800mm与1000mm的地下连续墙，以及钢砼、冠梁、支撑围梁、连梁、格构柱等，新旧连续墙链接采用MJS高压旋喷桩。

5 施工程序

施工工程桩→施工水泥土搅拌桩/墙→施工地下连续墙、钻孔灌注桩→设坑外坡面及地表砼面层→设好排水明沟及集水井→围护体达到设计强度后，开挖土体至施工压顶梁、支撑梁施工工作面→施工第一道支撑梁→挖土至第二道支撑梁→施工第二道支撑梁底→挖土至第三道支撑梁→施工第三道支撑梁底→开挖至地下室底板底标高→人工边修土边设板垫层，并设好坑底集中排水→挖地槽至承台底标高，并立即设好垫层及砖胎模→设好二次围护措施，挖坑中坑土体至设计标高，并立即设好垫层→底板换撑→拆除支撑梁→向上作业。

6 深基坑开挖支护工程监理要点

由地铁运营单位组织的地铁专项保护施工方案及由施工单位组织的专项施工方案经专家论证通过后，经总监审核通过后，现场安排三轴水泥搅拌桩进行止水帷幕作业。待搅拌桩完成80%以后开始地下连续墙施工。在此时间监理主要工作为；1、水泥搅拌桩的水泥用量监控，2、三轴的升降速率及喷浆压力是否达到设计要求。下沉速度要小于0.8m/min，上升速度控制在1m/min以下。

1） 由于连续墙与地下室剪力墙二合一施工。监理管控的内容有以下几条；1、复核导墙测量坐标，导墙的放样必须准确无误。2、控制导墙内外墙及顶面的平整度，3、导墙混凝土自然养护达到70%以上强度时方可成槽作业。4、检查施工单位泥浆的各种性能指标确保成槽泥浆质量，5、严格按照施工方案的单元槽施工顺序施工。6、时刻关注成槽的垂值度，及时纠正垂直偏差。7、督促施工方及时清运成槽挖出的土方及泥浆。

图1 基坑围护结构示意图

2）钢筋笼制作与吊装 。1、所有的钢筋笼都应在统长的底模整幅加工成型；2、全部采用电焊焊接，不得采用铁丝绑扎；3、对照深化图纸检查钢筋焊接的横平竖直、间距、成型尺寸正确无误。检查钢筋笼纵向抗弯桁架及斜拉杆，吊点位置确保钢筋笼吊装的安全。钢筋笼吊装前应由专监与施工技术员进行专项检查必须通过”三检”并填写隐蔽工程验收报告单专项验收合格后才允许吊装。4、吊装前应用超声波检测所成槽的宽度与垂直度。5、吊装时应全过程旁站确保吊装安全。

3）墙体混凝土浇筑 。1、控制埋管的深度保持在2.0-4.0m，混凝土面高差控制在0.5m以下，墙顶面砼面高于设计标高1.0-1.5m，整幅砼浇筑时应连续浇筑，2、在顶拔反力箱时，要严格按照浇筑记录计算接头管允许顶拔的高度，严禁早拔，多拔。墙底注浆压力0.1-0.4MPa,每幅水泥用量为6000Kg,墙底注浆量控制满足以下一个条件时才可以停止注浆，注浆量控制在1T/延长米；压力达到1.2-1.4MPa；桨量比较大，压力也不大，但有明显冒浆时。

7 基坑开挖过程监理控制要点

1）本工程是在地铁站两旁开挖深基坑，所以要把地铁保护放在第一位，保证地铁正常安全运行是监理工作的重中之重。基坑开挖要严格按照专家论证修改审核后的方案执行。开挖时同一个坑内土坡高差要少于2m、坡度1：1以内，防止坑内土体滑坡。设备挖土不方便之处应进行人工修坡清土。要求施工单位做到分层开挖、严禁超挖，做到”五边施工”即边挖、边凿、边铺、边浇、边砌，保证基坑土体不长期裸露。开挖时采用自边角向中间开挖，优先施工有支撑梁栈桥及加固区范围，N1、S1；N2、S2；N3、S3进行对称开挖，由于南侧开挖区面积小北区大，开挖时先进行南边开挖，再开挖北侧，南北高差保持在1-2m的区间，使南北侧的应力释放基本保持平衡，减少地铁运行区的位移。

2）由于场地狭窄，土方运输车辆及施工机械须在第一道支撑梁上行走，按分坑施工，所以严格控制了车辆行走路线，使支撑竖向荷载控制在了30KPa以下。由于本工程采用逆施工法开挖，考虑到基坑围护与地铁运行安全，要求其施工单位支撑梁的结构件强度达到80%以上才进行下道工序开挖。

3）开挖过程中聘请了三个检测单位分别对地铁、基坑位移进行监测。本工程基坑各个区块开挖深度约 15m，基坑破坏后果严重，本工程基坑安全等级为一级[1]。基坑监测单位共委托3家，监理每天都对监测数据进行分析，发现位移偏大靠近报警值，总监立即组织专题分析会并联系设计单位提出处理方案，由施工单位立即采取措施，同时加密监测频率，进行动态化、信息化管理模式。本项目轨道交通结构安全状况偏安全的定为Ⅱ级，地铁1号线打铁关站~西湖文化广场站盾构法区间隧道水平位移控制值8mm、竖向位移控制值10mm、相对收敛8mm、变形相对曲率1/2500。已建成地铁1号线打铁关站~西湖文化广场站明挖法区间隧道、明挖车站水平位移控制值10mm、竖向位移控制值10mm、车站与附属结构交接处差异沉降8mm[2]。设计、评估单位明确该阶段各项变形指标控制值为工程建设周期变形控制总值的30%。

工程出现紧急情况或监测数据超过预警值时，应采取如下的应急预案措施，配合相关部门实施工程应急预案：

(1) 立即按照相关程序向主管部门和施工单位、、第三方监测单位及业主代表报告现场情况；

(2) 组建应急监测工作小组；

(3) 增加监测人员和监测仪器设备；

(4) 增加监测对象或项目、监测点和监测频率；

(5) 做好与紧急情况或监测数据超过预警值时工程场地现状的各种文字、影像记录；

(6) 协助相关部门处置紧急情况，并对工程应急处置工作提出建议。

4）由于本工程处于闹市区商品混凝土运输比较麻烦，在每次浇筑前，监理都督促施工单位做好混凝土用量的计划防止出现混凝土浇筑间隔时间过长。

8 地下结构施工及支撑梁拆除

本工程共设计三道支撑，第一道支撑顶标高-1.400（车库顶板标高-1.2m~-1.6m，主楼区域-0.5m），第二道以及第三道支撑与楼板位于同一标高位置上，换撑时需要首先将旧支撑拆除，然后才能在相同的位置上再施工楼板，详见图2。

图2 撑梁拆除示意图

1）换撑拆撑工作也是保证深基坑开挖的一道关键工序，期间要防止拆撑长时间搁置，不进行结构施工，全部已建结构及传力带混凝土强度经第三方监测单位检测达到80%以上时，且开挖工作面进行书面移交后，方开始下一道工序施工。支撑拆除采用静力切割法，切割后督促施工单位及时运离施工区域再破拆，禁止施工单位在现场用捣机破拆。

2）拆换撑要求监测单位加密监测时间，以保证基坑位移变形值在报警值以内。浇筑基础底板混凝土时，应同时施工与底板同厚素砼换撑带，施工传力带前应将围护桩上的泥皮清理干净。

3）拆除过程中严禁过量堆载(堆载应小于20 kPa)，同时监测单位应加强对围护体周边的监测。

信息化管理：

由于本工程的特殊性，在管理过程中将精心组织、合理管控，并力争做到信息化管理。

(1) 进场材料系统的管理

建立材料信息数据库，掌握材料进料、库存、施工情况，对材料的批次、试验等数据进行统计分析，掌握对供应商供料信息，确保材料的质量。

(2) 监理资料管理

根据管控情况，运用电脑及时进行资料的填写、整理与统计，保证监理资料的及时性与准确性。

(3) 信息化管控

为了保证地铁以及临近建（构）筑物的安全和使用功能，在管控过程中，要求实施全过程的、动态的施工监测，以使整个过程处于监控之中。掌握施工对周围环境的影响，以有效地指导施工，及时调整施工措施，确保已建成地铁明挖区间以及站台以及周边建（构）筑物的绝对安全。

(4) 监测数据信息化管理

基坑开挖过程中必须进行动态管理， 加强监测工作，及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的受力与变形信息，以求事先掌握基坑开挖的影响情况，为地下室顺利施工提供指导，进行”信息化”施工，主要监测内容为基坑坑侧土体深层 位移、地下水位变化、周边道路和管线沉降以及裂缝观察、基坑周边土体沉降与位移等。

4）由业主单位牵头，创建1个由施工方、监理方、第三方监测、地铁监测主要人员共同参与的微信群，做到信息实时共享，出现问题立即处理。

9 结束语

通过监理高效、细致、全程管控措施，为地铁两侧深基坑的开挖围护顺利施工提供了保障。轨道交通地铁站上覆盖项目深挖地下室工程越来越多，基坑安全责任重大，杭州地铁地铁施工曾经出现事故给我们监理人员敲响警钟，要求我们监理人员了解并掌握施工环节各节点的重点难点，预控各环节易发生的质量、安全问题。