椅子式圍護結構的應用

陳關友

［摘要］ 本文介紹了一種新的椅子式圍護結構在上海西站乘務員公寓地下室基坑工程中的成功應用。

［關鍵詞］ 圍護結構 椅子式 插筋 斜撐

1 工程概況

上海鐵路西站乘務員公寓，地下一層，地上七層，框架結構，建筑面積5247m2。公寓樓地下室基坑開挖深度：平板底為－4.15m, 反梁底為－5.00m。

工程西面有圍墻距基坑邊3m，東面有多層住宅距基坑邊4m，北面相距火車站站臺2.30m, 且站臺高出基坑邊地面1.10m, 施工期間，必須保證臨近建筑物的安全，特別要保證北面鐵路站臺的安全，不影響鐵路的正常運行。

地質狀況：①雜填土厚1.30m；②粉質粘土厚2.50m；③砂質粉土厚2.70m；④淤泥質粉質粘土厚1.50m；⑤淤泥質粘土厚7.00m。 地下水位在地面以下0.50m。北面站臺邊3.50m左右寬的東西向地帶, 地下3 m深處有塊石等地下障礙物, 東北角區(qū)域有一暗浜, 浜底深3.40m。

2 基坑圍護方案

2.1 基坑圍護的必要性

基礎位于第③砂質粉土之上, 地下水豐富, 基土滲透系數大, 按基坑挖掘深度及周邊環(huán)境，不具備大開挖（結合井點降水）條件，必須采取相應的基坑圍護及隔水措施。

2.2 圍護方案選擇

2.2.1鋼板樁: 鋼板樁打拔時對周邊環(huán)境影響較大，且不能有效防止地下水的滲入，不能采用。

2.2.2鉆孔灌注樁擋土加外側深層水泥攪拌樁防水：造價高，建設單位不同意采用。

2.2.3深層水泥攪拌樁墻：能擋土隔水，但按常規(guī)重力壩構造要求，基坑西、北兩側埸地寬度不夠，不能采用常規(guī)的深層水泥攪拌樁墻方案。

2.2.4椅子式水泥攪拌樁圍護結構方案：在基坑周邊埸地寬度不夠的情況下，設想采用椅子式深層水泥攪拌樁墻，即高低樁截面形式的重力壩，高樁即為基坑外側的擋土墻，低樁位于坑內基底以下，是近似于坑底加固的攪拌樁，施工時將高樁和低樁兩者交接在一起，形成整體的椅子形高低截面擋土墻，能解決埸地寬度不夠的問題, 決定采用此方案。

2.3 椅子式水泥攪拌樁墻圍護結構設計

2.3.1 樁墻截面設計：盡量利用埸地有限的寬度，同時考慮鉆機施工的可能性，確定高樁樁墻的寬度：西面定為2.20m, 北面站臺邊定為2.00m, 東面定為2.70m, 南面埸地寬闊按常規(guī)設計樁墻寬為2.70m。西、北兩面已定高樁的寬度肯定不能滿足安全要求，東面因地下有暗浜，經計算2.70m的寬度也不能滿足安全要求，必須加設低樁。低樁設計：低樁長度即為高樁在坑底以下的入土深度，一般為基坑深度的0.8～1.2倍，本工程取5.00m；低樁樁墻寬度應滿足高低樁墻整體的抗傾覆、抗滑移及整體穩(wěn)定性要求，計算中樁墻向坑內轉動的原點為低樁底部的內角點。經計算，北面低樁寬度為2.50m, 西面低樁寬度為1.50m, 東 面低樁寬度為1.00m。圍護結構平面設計見(圖一)，高低截面剖面見(圖二)。

2.3.2 加強高樁懸臂部分的抗彎、抗剪能力：高樁與低樁的截面分界處，因樁墻截面削弱，特別是站臺方向，采用插毛竹予以加強。在北面及東、西兩轉角處5 m范圍內，在里外排樁中每隔1 m插1根5m長的毛竹，以增強高樁的抗彎、抗剪能力。

2.3.3 增強北面攪拌樁墻穩(wěn)定措施：為了嚴格控制北面攪拌樁墻的側向位移，在北面東西兩轉角處加設鋼筋混凝土斜向撐，斜撐長7m，截面650×250mm,北面和兩轉角部位的鋼筋混凝土壓頂板由100 mm加厚到200 mm。

2.3.4 攪拌樁布置: 東、西、南三面攪拌樁采用格柵式布置，北面回填土中難以格柵成樁而采用滿布。

2.3.5 攪拌樁采用32.5級普通水泥, 摻量13%。攪拌樁施工順序從低樁到高樁，若反向施工，在低樁施工時，因低樁在坑底以上段不噴漿，攪拌樁相互交接會削弱高樁截面。

3 方案實施

3.1攪拌樁施工：在排除地下障礙物，并分層回填夯實后開始攪拌樁施工。攪拌樁采用Φ700雙鉆頭SJB-1型鉆機，施工流向從北面東端開始，依次向西環(huán)向施工。攪拌樁施工工藝流程：樁機定位→攪

瀝青木絲板主要用于道路、基建等伸縮縫，沉降縫等工程的建設，安放在構件中能長時間使用不腐敗，基建因環(huán)境溫度變化變形時不被自己的應力所破壞的作用，現國內很多基建往往是因為伸縮縫中材料使用不當，導致基建工程出現被自己的應力漲開，或材料彈性不夠，收縮時隨著塵土等雜質的進入后等再膨脹時漲開裂縫，在安裝后能阻止水流通過收縮縫進入構件內部，沖刷基建基礎層，導致基建受力不平衡出現裂縫、塌陷等現象。

3.2 樁體加筋：北面及東、西兩轉角處5 m范圍內的攪拌樁，在成樁后4h內每隔1m加插5長毛竹。

3.3 攪拌樁壓頂施工：壓頂施工時先清除樁頂的浮漿，配置Φ8雙向@200鋼筋，北面角部斜撐與壓頂同時施工。

3.4 基坑土方開挖：在攪拌樁成樁后28d，壓頂混凝土澆筑后15 d開始基坑土方挖掘，基坑土方采用機械分二層挖掘, 坑內集水井排水。

3.5 基坑位移監(jiān)測：基坑位移控制的重點部是與火車站站臺相鄰的北面圍護墻，在北面攪拌樁墻的兩轉角處和中部設置了水平位移監(jiān)測點。在土方開挖前進行第一次測設，在土方開挖至地下室底板澆筑前，每天監(jiān)測一次，地下室底板澆筑后每7 天監(jiān)測一次，三次監(jiān)測數值相同，則停止監(jiān)測。 從基坑土方開挖到地下室底板澆筑完畢，北面圍護結構跨中向坑內的最大位移為25MM，基礎底板澆筑后，北面圍護結構處于穩(wěn)定狀態(tài)，站臺面沒有出現裂縫，確保了鐵路站臺的安全。

4 結束語

1）本工程在周邊埸地較小，不能布置常規(guī)的水泥攪拌樁墻時，采用了水泥攪拌樁高低截面圍護結構，實踐證明是成功的，不失為一種新的圍護結構形式。

2) 水泥攪拌樁墻圍護結構中，加設鋼筋混凝土角撐，能增強圍護結構的穩(wěn)定性。

3）本工程沒有樁基， 設計預計本工程最終沉降量為200mm左右，工程竣工時最大沉降量為28mm，最大沉降差7mm。這與圍護結構中三側的低樁伸入基礎底板下面，連同高樁一起提高了地基承載能力有關。

2008年8 月25 日

作者簡介：

姓 名：陳關友 男 1951年7月 長業(yè)建設集團上海公司總工程師　高級工程師