上海港国际客运中心客运综合大楼基坑施工总结Word格式文档下载.docx
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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2～3m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①填土、②0粘质粉土、③淤泥质粉质粘土、④淤泥质粘土、⑤1粉质粘土和⑤2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γ
粘聚力C
内摩擦角℃
①1
杂填土
2.88
①2
浜填土
3.50
②0
粘质粉土
4.89
31.7
18.2
8
28.5
②1
粘土
1.46
35.4
23
18.0
③
淤泥质粉质粘土
4.96
40.5
17.5
11
22.0
④
淤泥质粘土
7.17
49.7
16.6
14
13.0
⑤1
粉质粘土
7.31
34.0
17
17.0
⑤2
4.05
33.3
17.8
29.0
⑤3
17.23
33.2
17.9
23.5
二、施工技术研究
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2～3m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。
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214m×
98m，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围护体方面的改善
采用钻孔灌注桩作为挡土墙。
一般部位采用Ø
950@1150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Ø
950@1150改为Ø
1150@1250钻孔灌注桩，桩长从26.0m改为27.0m。
用搅拌更为均匀的SMWØ
850@600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L＝20.8m。
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
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Ø
800@600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Ø
1100mm钻孔灌注桩代替Ø
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Ø
700@500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”侧基坑底加固区域图
沿“中远老楼”围墙布置隔离桩，隔离桩采用Ø
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1000×
600mm。
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6～7m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①1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Ø
48×
3.5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→回檩支撑施工→纵向放坡开挖清除超深部位的地下障碍物→回填灰土夯实
2）优质土回填：
基坑回填采用优质素土（有机质含量不得超过5%）。
回填分层厚度为500mm，采用挖土机分层来回压实，并在回填土中掺入的水泥，其与土之体积比为1：
9。
具体为一层土经机械分层压实后，在其面上铺一层水泥，随后进行下一层土回填。
采用环刀法检验压实系数。
回填土必须经过分层压实及采用掺量为5％～7％的低掺量水泥土搅拌桩进行回填土区域内的土体加固，回填后的土体强度基本到达0.3Mpa，否者会容易造成坍孔和扩径，对围护钻孔桩连续施工造成影响。
清除障碍物后，回填土最大颗粒直径不得大于2cm，超出2cm以上石块或混凝土块将影响成孔或造成孔内事故。
清除障碍物后施工范围内不得再有木桩、混凝土桩等大型的物块，即清理障碍物必须清理干净。
3）土体加固及空钻扫孔：
由于基坑周边清障施工，其原状土受到扰动，致使土质松软。
为了保证阻水结构施工质量，采用双头水泥土搅拌桩进行土体加固，水泥掺量为5%--7%，有效桩长为7m。
最后在SMW工法桩正式施工前，采用双轴搅拌机进行空钻扫孔，扫孔深度为13m。
以确保围护止水帷幕的顺利进行
4）遇较深且无法清除的障碍物的处理方式：
对于初步清障中已发现的无法清除的较大障碍物（如位于西区基坑8～11轴的地下船坞及东2区素混凝土桩），由于地下船坞其内部结构极为复杂，致使清障工作受到极大阻力，其地下木桩难以清除，给围护桩施工带来困难，我针对这一特殊情况进行多次讨论，最终确定钻孔桩与三轴搅拌桩同时移位，以有利于避开已经暴露出的素混凝土桩。
具体施工步骤：
首先，在距三期防讯墙底板内侧150mm处打设12m长拉森钢板桩，总长约30m。
拉森钢板桩打完后，拔除原来的12m长拉森钢板桩。
其次，采用12m长拉森钢板桩使用EX300带机械臂挖土机进行地下障碍物的触探，以此确定地下是否有埋置较深难以清除的地下障碍物。
触探面积总长为30m，宽约为2.2m，触探间距400mm，梅花形布置（见地下障碍物触探点分布图），现场记录并分析地下障碍物的分布情况及清障难度。
当无障碍物的情况下，在三轴搅拌桩位置处采用1.2m宽的二轴水泥土搅拌桩进行扫孔，水泥含量为7%，深度至地下室底板以下3m，即至标高-12.200m处。
扫孔的作用有两点：
1.加固土体；
2.进一步探明地下是否有未发现的障碍物。
最后，进行钻孔灌注桩的试成孔，试桩成功后，安排钻机及时施工。
钻孔灌注桩和三轴水泥土搅拌桩同时移位，地下船坞后处理的方案，对工期、安全的影响最小，船坞部位的围护约向外移750mm，使钻孔灌注桩避开地下木排桩，地下船坞最终在挖土过程中将其清除，最大限度的减少基坑变形。
5）试成孔及全过程管理制度:
为了保证灌注桩及SMW工法桩施工过程中的质量，在大面积施工前对其进行试成孔和做试验段，为围护体施工提供可靠参数。
并且对钻孔灌注桩及止水帷幕进行施工全过程控制。
对钻孔灌注桩进行现场定期检测桩孔直径、泥浆比重，沉渣厚度，以保证桩身质量；
对SMW工法桩实行24小时值班制度，控制其注浆搅拌时间、每幅桩搭接间隔时间，并做好记录。
2.3保证围护安全的其他技术措施
2.3.1降水过程的控制
深井降水控制：
本工程西区基坑布置102口井深井降水井，配置20套真空泵。
深井成孔直径Ø
600mm，井管直径为Ø
270mm，井管长为18m，孔深18.5m。
1）降水时根据水位观测情况控制降水
根据深井排水时间和时间间隔，控制真空泵抽吸力度。
开始降水时不需要加真空，待每口井的单次出水量小于0.3m时再加真空，真空度一般控制在0.06~0.08Mpa之间，先期以小为好，后可逐渐适当增加，以减小对坑外水位的影响。
2）降水过程中注重观测坑内外水位的变化
制定每日降水曲线，一旦发现坑外水位下降超过规定值，应立即控制抽水力度或者停抽，然后查明原因，如因为地下围护结构渗漏而引起的坑外水位下降超过规定值时，应立即根据实际漏水情况进行堵漏。
3）降压井降水过程的控制
由于基坑东侧⑤2层土层中存在局部微承压水，围护施工完后，拟进行降压井降水，以减小承压水对基坑围护的影响。
为了确定微承压水是否与黄浦江水有联系，我们先在存在微承压水的区域做了3口观察井，井内地下水位及黄浦江水位变化情况如下图，从图中可以看出，微承压水与江水没有直接联系。
此外为了测定承压水层的地质参数作为降水设计的依据，我们先在基坑东面施工了3口降压井做试验，3口井为井深36m的完整井，滤头长8m，孔径为650mm，井管外径为273mm。
三口井完成后，首先对其进行了静水观测，基本上⑤2层水头在地面以下1.650m左右，受黄浦江潮汐影响不大，近黄浦江一侧影响有一点，影响范围在20cm左右，远离的井基本上不受潮汐影响。
通过试验计算，其承压水层的渗透系数为0.240K（m/d）,导水系数为0.96m2/d,储水系数为1.73×
10-5。
通过降水水文地质计算，拟在东基坑坑外布置9口降压井（包括其中1口水位观测兼备用井）以降低承压含水层水头。
9口井为井深36m的完整井，滤头长8m，孔径为650mm，井管外径为273mm。
抽水井个数和抽水量大小应根据基坑开挖深度和承压水头埋深要求进行控制，随开挖逐步降低承压水头，以减少对周边环境和围护桩的影响。
若水头降深不能安全满足要求，可增大单井的出水量，原来作为备用井的，也进行抽水。
2.3.2
北侧通道施工过程中对“中远老楼”的保护
1）保护难点
“危房”
“中远老楼”北侧有一4.8x6.0m的二层简易房，简易楼层利用原仓库围墙向上搭建而起，对基础等均查无资料，距通道处围护桩最近处1.5m左右。
由于围护桩施工区域内原为旧仓库，故存在地下障碍物（混凝土地坪等），障碍物约位于自然地面以下3m，围护施工前必须清除地下障碍物，但围护桩距老楼危房过近，清障过程中可能引起危房突然倾覆。
2）
“中远老楼”与通道平面位置关系
保护措施的制定
a.围护形式的更改:
由于客运综合大楼施工过程中，在“红楼”南侧增打了一排隔离桩，且取得了一定的效果，所以在通道西侧靠“红楼”围墙边同样增加了一排隔离桩，但由于隔离桩边距“红楼危房”仅1.3m距离，若强行进行清障，可能导致“危房”倾覆。
因此决定取消通道西南角处6根Ø
800隔离桩，而以双排Ø
900高压旋喷桩代替，并在旋喷桩侧的双头水泥土搅拌桩内加Ø
48钢管，长9m，间距500mm。
该处的搅拌桩上需做压顶梁，梁截面尺寸为1400×
600m，并与其它隔离桩上的压顶梁连通。
此外，在紧临危房区域的坑内用Ø
900@600旋喷桩进行坑内加固，加固深度为1.5m至-14.0m，水泥掺量为550kg/m3。
原围护平面图更改后围护平面图
b.“老楼危房”侧双头搅拌桩位置处的清障应先撑后挖
“老楼危房”侧约8.2m长度范围内，距钻孔灌注桩边约1.7m处打设钢板桩（28#槽钢），钢板桩长6m，插入自然地面以下5m。
在钢板桩内侧2.3m标高处设置钢围檩，钢围檩采用双拼28#槽钢，采用沟槽式开挖清障，钢板不予拔除。
危房侧相对应钻孔灌注桩上的压顶梁（第一道支撑围檩1200×
800mm）先施工，并在围檩侧预埋钢板，钢板尺寸300×
350×
8mm。
围檩达到设计强度的75%后，可在钢围檩与混凝土围檩间设置三道对撑，对撑采用双拼28号槽钢。
“红楼”危房侧清障必须遵循先撑后挖的原则。
危房侧搅拌桩清障平面图危房侧搅拌桩清障剖面图
c.在危房内搭设临时支撑排架
在北侧通道施工期内，在简易房内采用Ø
3.5钢管搭设临时支撑排架。
排架布置沿原围墙（室内）周围搭设，立杆间距一般不大于300mm，已在使用设备管道影响除外；
其次，简易房中间混凝土梁下进行支撑加固。
危房内排架搭设平面图
危房内排架搭设剖面图
利用钢管搭设成组合柱构架，钢管与混凝土楼板及混凝土地坪接触点均设垫木（50×
100mm），不宜采用点接触，发现立杆较为松动时，上、下必须加设木榫。
d.搭设室外防护架
室外防护架的作用是为了防止房屋（山墙）向基坑内一侧发生过大倾覆，而导致墙体产生裂缝。
在通道西侧搅拌桩的混凝土压顶梁内，预埋Ø
3.5的短钢管（L=1.5m，间距1.5m），钢管露出围檩面500㎜，搭设三角防架体。
2.3.3
合理选择挖土流程，加快地下室施工进度，缩短基坑暴露时间，减少变形可能
由于基坑超长，挖土流程的选择将在很大程度上影响到基坑围护变形的大小及坑外土体的位移，因此在经过各方商议并通过专家委员会评审确定，基坑挖土原则为“化大坑为小坑，随挖随撑”，即基坑从中间向两侧开挖，以较快的速度形成中间对称。
并且将整个基坑的土方与支撑分区分块，每完成一块土方立即进行该区域的支撑施工，随挖随撑，最大程度减少基坑水平位移。
客运综合大楼基坑支撑分区、分段施工
基坑挖土分区：
客运综合大楼基坑根据施工栈桥及底板后浇带的分布情况，分成A、B、C、D，挖土施工从中间向两侧进行，以尽快形成中间支撑，减少基坑变形可能。
同时尽量利用“时空效应”，即如在完成A区施工及与A区相邻的B、C区的南北向对撑并达到设计强度的80％后，根据基坑变形监测报告（在正常变形值范围内）可连续施工第三道中间对撑的土方开挖。
商业配套工程东2区按照基坑挖深不同分为A、B两个区，亦从中间向两边进行挖土及支撑施工。
分区的目的是为了能使土方施工连续施工，以缩短基坑施工工期，减少基坑变形。
客运综合大楼基坑分块情况：
在分区的情况下再进行分块施工，客运综合大楼二、三道支撑由中间向两侧依次分为对撑1、对撑2、对撑2'
、对撑3、对撑3'
、对撑4、对撑4'
及角撑1、角撑1'
；
同时对每组支撑分成若干段进行施工，采用盆式挖土，控制挖土进度，缩短支撑形成的时间差，确保及时形成混凝土支撑，“大坑化小坑”，有效的控制变形。
客运综合大楼支撑施工流程：
对撑1a-->
对撑1b（1c）-->
对撑2a、2a'
-->
对撑2b（2c）、2b'
（2c'
）-->
对撑3a、3a'
对撑3b（3c）、3b'
（3c'
对撑4、4'
角撑1、1a'
角撑1b'
。
客运综合大楼基坑挖土及支撑施工分块、分段图
客运综合大楼每日出土量曲线
挖土工期的确定在整个基坑挖土过程中，确保平均每日出土3000m以上，以加快挖土进程，减少基坑暴露时间，减少围护变形开裂。
客运综合大楼日出土量曲线
2.3.4增加垫层刚度，为底板施工迎取时间，及时进行换撑，减少基坑变形
底板垫层钢筋铺设
对于一个临江超长、超大型深基坑，其最危险的时刻莫过于完成挖土后的底板施工阶段，由于该段时间底板正处于施工阶段未形成强度，基坑处于最容易产生最大变形时期，发生基坑坍塌的概率比以往任何时期都高。
针对这一特殊情况，我们提出增加垫层刚度，减少基坑变形，为底板施工争取时间。
根据本工程底板垫层厚度为200mm的特点，在垫层中配置Ф10@200单皮双向钢筋，并提高垫层混凝土强度至C35，利用垫层本身的刚度支撑围护体，减少围护体变形。
深坑钢支撑施工
此外由于电梯井、雨水集水井、沉砂隔油池的需要，客运综合大楼基坑底部共有各类大小深坑32个。
深坑的存在影响局部区域传力的连续性，为了保证垫层真正起到临时支撑的作用，有效减少基坑变形，在每个深坑周边设置圈梁，圈梁截面为600×
400mm，内设12Ф25钢筋，并沿基坑南北向设置2榀28号槽钢。
基坑中深坑换撑平面布置图（局部）
1-1剖面
2.3.5
防渗应急预案
根据不同的渗漏情况制定不同的应急预案，保证在基坑一旦有渗漏发生时能作出最快的反应，保证基坑的安全。
成立现场抢险领导小组及公司抢险领导小组，确定抢险单位，配备足够的用于抢险突发事件的机械配备与材料物资。
每天24小时轮班值班巡视制度，巡视间隔时间为2小时/次，检查坑壁、坑底的水迹，查找漏水源等工作。
一旦发现渗漏水现象，按应急预案设定的“情况”进行第一时间的修补和堵漏，当渗漏比设定情况严重时，由项目工程师提请总包
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