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1、上海大型建设项目案例深基坑施工技术与施工监测技术总结上海港国际客运中心客运综合大楼基坑施工总结建设单位：上海港国际客运中心开发有限公司设计单位：上海现代建筑设计集团有限公司围护设计：上海申元岩土工程有限公司勘探单位：上海岩土工程勘察设计研究院总包单位：上海建工股份有限公司土建单位：上海市第四建筑有限公司一、 工程概貌及施工基本情况1 工程概况上海港国际客运中心地处北外滩，北靠东大名路，西邻虹口港，东接高阳路，南临黄浦江，拥有850的沿江岸线，是北外滩滨江地段上一个集客运、办公、休闲等功能于一体的综合建筑群。整个客运中心基地面积13.63万m，总建筑面积40万m，其中地上16万m，地下24万m。
2、整个客运中心有东、西两块组成。其中西区为港务办公大楼、客运综合大楼；东区为公寓式酒店、办公楼等商业配套设施。东、西区之间为170m宽的绿化景观区域。港务大楼是一座独立的高层建筑，位于地块的最西端；综合大楼是按照当今第四代标准建造的国际客运中心，也是西区的主要建筑，其建筑功能主要安排在地下，地面是一个大型绿地公园，地面10m高处有一“水滴”状的玻璃观光球体“悬浮”在公园之上。整个客运中心为地下三层结构，地下一、二层是海关、检疫、出入境联检大厅等，设有地下巴士站，地下三层是停车库。东区为地下三层，地上有11栋建筑高度为28m116m的组成建筑群，主要功能为超星级酒店、商住楼、购物、休闲中心、文化艺
3、术广场等设施。工程0.000相当于绝对标高+7.500m，地下三层为钢筋混凝土结构，基础为筏板加桩基础；底板厚度为1200mm。2 周边环境及地质情况介绍中远老楼基坑所处的环境比较复杂，离基坑南侧近4.6m处为黄浦江，距离北侧基坑仅5.0为中远老楼，该楼属于市级保护性建筑，为砖混结构体系，基础埋深1.5，其结构形式对地基的变形及沉降的要求极高。除此之外，基坑离东大名路较近，路下市政地下管线众多，部分管线较为陈旧。商业配套工程东 大 名 路客运综合大楼三期防汛墙黄 浦 江此外，工程处于原高阳港区，经过数百年的改建、扩建，其下存在23m的杂填土及3.5m的浜填土，基坑将穿越的土层从上向下依次为填土
4、、0粘质粉土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、1粉质粘土和2粉质粘土。并且在基坑中间有一条贯通基坑南北的旧船坞，船坞下存在素混凝土桩及木桩等，地下障碍物众多。临江侧剖面图土层物理力学性质参数表土层层号土层名称层厚m含水量重度粘聚力C内摩擦角1杂填土2.882浜填土3.500粘质粉土4.8931.718.2828.51粘土1.4635.418.22318.0淤泥质粉质粘土4.9640.517.51122.0淤泥质粘土7.1749.716.61413.01粉质粘土7.3134.018.01717.02粘质粉土4.0533.317.8829.03粉质粘土17.2333.217.91723.5二、 施工技
5、术研究1 技术难点这一黄浦江边进行的、迄今为止最大规模的改造项目，因其规模超大、地质条件复杂、地理位置特殊、保护对象特殊、节点控制严格等一系列特点，造成深基坑施工的风险极大，施工难度极高。1.1 紧邻黄浦江，地质条件复杂基地沿江岸线850m，东、西基坑长度分别为214m、450m，基坑最宽处约144m，基坑挖深约13m，基坑边距南侧三期防汛墙最近处约4.6m。防汛墙外侧为黄浦江。基地地质情况较为特殊，土质砂性很重且不均匀，局部有暗浜和微承压水层分布。工程地处原高阳港（始建于1825年）港区内，历次迁建、改建，地质条件相当复杂，木桩、地下船坞、素混凝土桩、大石块等地下障碍物，分布范围广、埋置深且
6、杂乱无章。1.2 大型临江基坑在不平衡荷载和潮汐双重作用下，受力情况复杂基坑北侧远离黄浦江，土体较为厚实，土压力较为稳定，基坑南侧距黄浦江临时防汛墙的最近距离不足5m。防汛墙建在黄浦江的江岸土坡上，墙外土坡的土体宽度不均匀，且防汛墙底下的土体不完整，很多部位表层是冲积物，土体外面是黄浦江水。根据潮位预测结果，基坑施工期间，黄浦江每天高低潮位差在23m左右变化，潮汐使得基坑长期处在不断变化的不平衡侧压力作用下。因此基坑两侧的压力存在着不平衡的情况，远离黄浦江的一侧受的是典型的土压力，靠黄浦江一侧所受的压力是受水压力影响的不完整土体所产生的压力。而且这种不平衡的情况又在黄浦江的潮汐作用下更加复杂。
7、1.3 基坑紧靠防汛墙和保护建筑，开挖风险大，环境保护要求高本工程的基坑有近660延长米的坑壁平行黄浦江，距离防汛墙最近处仅4.6m，最远处不超过10m。防汛墙由桩基承载，建造在江岸土坡之上。基地北侧为上海市三级保护建筑“中远老楼”。其为5层砖混结构，距离基坑不足5m，基础采用砖砌条形基础，且墙体十分破旧，自身调节能力差，对基坑变形极为敏感。此外，由于基地北侧为上海的老城厢，人口密集，东大名路下的地下管线事关几十万上海市民的日常生活，而路面下众多的管线埋设年限又较为长远，对土体变形较为敏感。1.4 基坑超大、超长，变形控制较为困难上海港国际客运中心的东西总长850余米，西坑平面尺寸分别为214
8、m98m，基坑挖深约13m，“长边效应”的存在，使得基坑中部的变形较难控制，而部分保护对象又恰好位于基坑长边的中部，如中远老楼等。深基坑的超大、超长带来的工作量相当巨大，以土方为例，须开挖约35万m。基坑开挖和基础结构的施工周期较长，造成基坑暴露的时间相对较长，对控制变形极为不利。1.5 工程量大、工期紧，造价控制严格本工程的地下空间开发面积近24万m，无论是基坑工程还是基础结构工程，工程量相当巨大。作为建设上海国际航运中心的重要组成部分，以及2010年上海世博会的重要配套设施项目，建设工期极为紧张。由于资金来源的特殊性，建设方对造价的控制极其严格，一些通常方案如地下连续墙的“两墙合一”等很难
9、付诸实施。此外，建设方对建筑方案的不断改变，对建设周期的延长造成潜在的影响。2 针对客运综合大楼基坑难点对策措施2.1 组织技术人员参与围护方案的制定，引入我们施工方的思想客运综合大楼北侧为中远老楼保护建筑及东大名路地下管线，由于防汛墙、“红楼”及地下管线对基坑的变形极为敏感，而客运综合大楼基坑又属超长、超大型深坑。另外，根据现场实地勘测，止水帷幕施工已处于黄浦江江水影响之中。基坑南、北两侧的土、水压力极不平衡，进而危及基坑及周边环境安全。为减少基坑变形、保证环境安全，我们积极参与围护方案的确定工作，希望从提高围护刚度、止水帷幕的可靠度等方面提高基坑安全系数，降低施工风险。2.1.1 围护体方
10、面的改善采用钻孔灌注桩作为挡土墙。一般部位采用9501150钻孔灌注桩，特殊部位，如与中远老楼相邻的区域，围护桩桩径由原来的9501150改为11501250钻孔灌注桩，桩长从26.0m改为27.0m。用搅拌更为均匀的SMW 850600工法桩替代原设想的双轴深层搅拌桩作为基坑的止水帷幕，水泥掺量20%，有效长度L20.8m。为消除潮汐的动水压力对止水帷幕桩的成桩质量影响，对基坑南侧（临江面）的止水帷幕桩外侧增加一排SMW工法桩，作为原止水帷幕三轴桩施工时的屏障。止水帷幕桩与钻孔灌注桩之间进行压密注浆，其中在基坑靠黄浦江一侧，钻孔灌注桩与三轴搅拌桩之间用高压旋喷桩代替原压密注浆，并且在两道工法
11、桩之间预埋注浆管，注浆深度11.50m，间距1100mm。基坑靠黄浦江侧新增三轴搅拌桩平面图2.1.2 支撑体系方面的改善采用三道钢筋混凝土支撑代替一道混凝土支撑两道型钢支撑的围护支撑形式，以增大支撑刚度，减少基坑变形。由于工程现场可利用的场地极为有限，为了加快施工进度，减少基坑因长时间暴露产生过多变形，经与设计、业主进行多次协调，最终利用第一道支撑的部分对撑设置钢筋砼形式的栈桥，并在东西方向予以贯通。在解决施工场地的情况下，第一道支撑的整体刚度亦得到加强。支撑平面布置图在栈桥区域下部立柱桩格构柱间设置剪刀撑，增强支撑之间的整体刚度，抵抗南北两侧主动区土压力的不平衡。2.1.3 土体加固的改善
12、一般加固采用双轴水泥土搅拌桩（格栅型），宽度5400mm，深度5m，水泥掺量13%。中远老楼及地下船坞部位采用高压旋喷桩代替双轴搅拌桩。局部深坑采用800600的高压旋喷桩封边，压密注浆封底。2.1.4 中远老楼保护建筑处基坑的加强紧临“老楼”处的围护桩采用1100mm钻孔灌注桩代替950mm，桩底标高24.500m，有效桩长27.0m，以提高该区域的围护刚度，减少基坑变形对保护建筑的影响。增大靠“中远老楼”侧基坑边坑底加固的范围，采用700500双轴水泥土搅拌桩进行连续的坑底加固，加固深度从第二道支撑面至坑底以下4.5m，坑底以上水泥掺量为7%，坑底以下水泥掺量为13%。“中远老楼”侧基坑底
13、加固区域图沿“中远老楼”围墙布置隔离桩，隔离桩采用800钻孔灌注桩，间距1000mm，桩顶标高3.3m，桩底标高-24.5m，并在桩顶上设置压顶梁，截面尺寸为1000600mm。隔离桩平面位置图2.2 优化围护桩施工环境，保证围护施工质量2.2.1 施工条件分析地下船坞照片工程地处始建于1825年的原虹口港区域，经过数百年的改建、扩建，其地下存在67m厚度的杂填土，并且位于西区基坑中间有一条贯通整个基坑南北的地下船坞，整个障碍物清理困难极大，造成钻孔灌注桩及止水帷幕施工困难，影响其成孔质量，并且导致围护 封闭困难。2.2.2 钻孔灌注桩及止水帷幕质量措施制定由于基坑所处位置的特殊性，其对基坑变
14、形有着较高的要求，而做为围护体系中主要用于承受土压力的刚性体钻孔灌注桩，其施工质量的好坏将直接影响到基坑变形的大小，因此为了保证钻孔灌注桩施工质量，根据工程现场的地理、地质条件，我们对其进行了围护范围内的清障处理、优质土进行回填、二轴空转扫孔及土体加固，并在正是施工前进行试成孔，为大面积施工提供可靠参数，以保证钻孔灌注桩成孔质量、桩身直径和强度。1) 清障处理:围护体范围内清障处理场地1层杂填土中，含有较多碎石块，部分钻孔尚见铁板、木块等杂物，这对围护桩施工造成一定难度，围护桩施工前必须将该类杂物清除，回填密实土，并进行土体加固，在土体置换时，拟采用分段进行清障。以间隔50m左右为一段，杂填土埋置较浅的（挖深小于3m的）采用1：1.15放坡开挖，大于3m的采用横撑式沟槽开挖。沟槽开挖拟采用EX200镐头机处理混凝土地坪、旧基础的粉碎，0.4m挖土机开挖，清障物全部外运，每完成一段后，及时采用优质灰土进行分层回填分层压实。超深部位的障碍物清除采用止水钢板桩压入基槽内，挖深与入土深度之比为1:1.5，20#槽钢作围檩，围檩间距为800mm，上下道围檩支撑必须相互错开设置，水平对撑为483.5钢管的调节支撑，布置间距每隔1.5m一道，做到先撑后挖，沟槽内采用1:1.15纵向放坡。施工顺序：地面上放出清障范围灰线 原道路混凝土破碎 自然地面开始3m以内地下障碍物清除 超深处止水钢板压入
