朱召令
上海建工五建集团有限公司 上海 310107
摘要： 嘉定新城E17-1地块新建租赁住房项目是全国首批只租不售公共租赁住房项目，位于嘉定新城核心区域(东至合作路，西至云谷路，南至德茂路，北至双丁路)，涉及深基坑施工、地库顶板加固施工、塔吊基础施工关键施工技术
关键词： 深基坑；地库顶板加固；塔吊基础；关键施工技术
1.工程概况
嘉定新城E17-1地块新建租赁住房项目，总建筑面积99065.9m2，地下建筑面积27219.8m2。由3栋23层高层住宅、2 栋 29 层高层住宅、1栋16层高层住宅、1栋配套公建、辅助用房及1层整体地下车库组成。
地上住宅主体工程二层以上采用整体装配式剪力墙结构，配套公建采用整体装配式框架结构，各类附属建筑采用框架结构。地下室为钢筋混凝土框架结构，地下室基础采用下柱墩加筏板+XC 弹卡式连接预应力混凝土方桩形式。基坑周长约715m，基坑开挖面积26000㎡，号楼开挖深度为5.95m，地下车库基坑开挖深度为5.35m，基坑安全等级定为三级。
本工程创新点：1、基坑围护采用SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系。
2、地下车库顶板采用钢筋混凝土立柱顶板加固措施。
本项目由于基坑边线距用地红线较近，且地下车库为地下一层，开挖深度在6米左右，传统的重力坝围护体系不适用于本项目。因此SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系对于周边场地占用较少，且围护体系的可靠性较好，更加适用于本项目。
本项目PC构建材料堆场只能设置在地下车库顶板上，地下车库顶板荷载无法满足PC构建堆放要求，因此需要采取顶板加固措施。传统的钢管排架加固方式由于结构施工周期较长导致材料租金较为昂贵，且钢管排架加固立杆间距较小，对于地下车库结构施工阶段人员机械通行及材料运输均造成不便。而钢筋混凝土立柱加固措施相较于传统的钢管排架加固措施有其优势：1、施工成本低 2、对地下车库施工空间影响较小。
2.工程重点
2.1SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系安拆施工（本工程创新点）
2.1.1SMW工法桩施工、工具式组合钢支撑安装
SMW工法桩施工采用套接一孔法施工。每打完一幅大幅水泥搅拌桩后，跳一孔距打第二幅大幅水泥搅拌桩，然后在二幅大幅水泥搅拌桩之间套打），阴影部分为重复套钻，最后根据设计图要求位置插入型钢。SMW工法桩施工完成后卸土1.2m，之后施工钢筋混土冠梁，冠梁强度达标后安装钢支撑。
工具式组合内支撑钢构件安装，首先复核地下围护结构内边线及空间净距，采用分件吊装的方法，吊装围檩、角撑及鱼腹梁部分，结合现场围护施工及出土计划，分区按顺序拼装，待校正螺栓紧固后，依次进行千斤顶安装及预应力施加、钢绞线安装和预加应力，然后进行辅助固定。吊装采用汽车吊，坑内由挖机进行安装施工。
2.1.2土方开挖的相关要求
基坑开挖应按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序。基坑开挖前，支护结构、基坑土体加固、降水应达到设计和施工要求；
基坑土方分层开挖，每层开挖不得超过3.0m。在开挖过程中，应采取措施防止碰撞或损伤支护结构、工程桩或扰动基底原状土；
机械挖土应避免对工程桩、疏干井产生不利影响，挖土机械不得直接在工程桩、疏干井顶部四周；挖土机械严禁碰撞工程桩、围护墙、支撑、立柱桩、监测点等，其周边200~300mm范围内的土方应采用用人工挖除；
土方开挖完成并经坑底验收后,应立即施工地下室底板垫层,对基坑进行封闭。
2.1.3工具式组合钢支撑拆除的相关要求
工具式组合钢支撑拆除过程是利用已施工结构主体及传力带满足坑外土体受力要求的过程，拆除时要特别注意保证鱼腹梁预应力、角撑轴力的安全卸载，避免应力突变对围护、主体结构产生负面影响。钢支撑拆除必须在底板及换撑传力带强度达到设计强度后方可进行支撑拆除，换撑传力带严格按照设计图纸要求的换撑进行布置和施工.
2.2装配式结构施工重点难点及应对措施
2.2.1场地有限，将堆场设置在地下车库顶板，对地库顶板进行加固。（本工程创新点）
在主体施工阶段，受到场地限制及塔吊覆盖半径限制，需在地下车库顶板上设置6块装配式PC构件材料堆场，同时需在地下车库顶板上设置一条临时道路作为运输通道。为满足以上要求，对地下车库顶板进行加固处理，综合考虑施工可行性、施工便利性、成本控制及减少对后续施工的影响，最终决定采用一体式混凝土立柱进行加固。在地下车库临时道路和临时堆场下面，每跨梁中增设截面为250×250的混凝土立柱。在地下车库顶板临时道路和临时堆场位置提高顶板配筋。为防止载重车辆超出顶板加固范围，在地下车库顶板临时道路两侧搭设警示栏杆，刷黑、黄相间的警示油漆。
2.2.2塔吊选型考虑经济性、合理性，塔吊基础设置在地下车库顶板以上。
本工程根据工程各方面因素（如：塔吊覆盖半径、起重量、高度、最远端PC构件重量等），为确保PC施工阶段，PC构件正常起吊，现场布置4台T7020-12E塔吊，2台TC6513-6塔吊以满足现场施工要求。塔吊基础基桩采用四根混凝土钻孔灌注桩、内插格构柱、基础承台采用钢筋混凝土承台。塔机承台底标高为-1.6m，地库顶板标高-2.1m，高于地库顶板标高0.5m。
3.主要攻关措施
3.1SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系施工措施：
3.1.1预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系安装施工
针对该项目工具式组合内支撑钢构件安装，首先复核地下围护结构内边线及空间净距，采用分件吊装的方法，吊装围檩、角撑及鱼腹梁部分，结合现场围护施工及出土计划，分区按顺序拼装，待校正螺栓紧固后，依次进行千斤顶安装及预应力施加、钢绞线安装和预加应力，然后进行辅助固定。吊装采用汽车吊，坑内由挖机进行安装施工。
具体施工流程：施工准备；立柱施工；围檩、牛腿、支撑梁安装拼装；装配式支撑部件安装（设置轴力监测点）；施加预应力，钢绞线张拉（环境监测）；土方开挖；垫层及底板施工。底板混凝土强度达到设计要求后拆除相应部位鱼腹梁。
3.1.2土方开挖
根据设计规范及有关部门的相关要求，基坑开挖应按照分层、分段、分块、对称、平衡、限时的方法确定开挖顺序。由于地库面积将近26000㎡，将地下车库分成1～11区共11个部分分别开挖，以车库后浇带为界。首先开挖地库西侧1区、2区，其次为3区、4区，接着为5区，接着为6区、7区，接着为8区，接着为9区、10区，最后为11区。整体由西向东推进。场地内道路，采用300厚道渣+250厚C25混凝土硬化。土方开挖基坑内临时道路，采用500厚道渣+满铺钢板，道路宽度为6m。
3.1.3预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系拆除施工
工具式组合钢支撑拆除过程是利用已施工结构主体及传力带满足坑外土体受力要求的过程，拆除时要特别注意保证鱼腹梁预应力、角撑轴力的安全卸载，避免应力突变对围护、主体结构产生负面影响。
钢支撑拆除必须在其底板、中层板及换撑传力带强度达到设计强度后方可进行支撑拆除，换撑传力带要严格按照设计图纸要求的换撑进行布置和施工；拆除过程中加强基坑本体及周边环境变形的各项监测，根据监测情况调整拆除区域和长度。支撑拆除区域内预应力采用分级卸载方式，并且安全卸载后，需观察4～5个小时基坑变形情况，等稳定后再拆除装配式钢支撑，以保证基坑的安全稳定。
结合该项目工程现场情况，拟采用叉车拆除构件和采用吊车和塔吊进行吊运构件至对撑处，由吊车直接吊出装车。
4.总结
4.1 工具式组合钢支撑拆除过程中基坑监测结果。[1]
从围护开始施工至围护拆除完成，基坑监测的各项数据均处于受控状态，结合施工现场每日巡查观测的围护实际变形、裂缝、渗水等情况，保障了围护施工全过程的质量、安全总体受控。
4.2 SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系的优点。
上海地区挖深6米左右的深基坑通常采用的是重力坝围护，该项目由于基坑边线距红线较近，无法采用混凝土重力坝围护，通常采用混凝土支撑围护体系。该项目采用SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系相较于传统混凝土支撑围护体系有以下优势：1、占地面积小；2、施工成本低；3、施工效率高；4、建筑垃圾少；5、可靠性高、变形小。
4.3 钢筋混凝土立柱顶板加固措施的效果及优点。
该项目采用钢筋混凝土立柱的顶板加固措施，在确保结构可靠性的前提下，解决了项目PC材料运输及堆放的难题，为工程顺利推进创造了有利的条件。从经济性角度看，钢筋混凝土立柱加固措施相较于传统的钢管排架加固措施有其优势：1、成本低，钢筋混凝土立柱加固措施主要费用包括立柱结构施工费用及拆除外运费用，由于PC结构施工工期较长，相较于钢管排架的搭设拆除以及租赁费用，钢筋混凝土立柱加固措施成本更低。2、钢筋混凝土立柱加固措施对地下车库施工空间影响较小，其立柱间距为4m；钢管排架加固措施通常情况下立杆间距小于800mm，对于地下车库结构施工阶段人员机械通行及材料运输影响较大。
4.4 创新点应用的经验与价值。
1、SMW工法桩+预应力鱼腹梁工具式组合内支撑体系的价值。
该项目从围护开始施工至围护拆除完成，基坑监测的各项数据均处于受控状态。该围护支撑体系为类似基坑边线距用地红线较近的深基坑工程，提供了一种经济适用、结构可靠、施工便利的围护支撑形式。
2、地下车库顶板钢筋混凝土立柱顶板加固措施的价值。
该加固措施为施工场地内大部分范围为地下室、缺少材料堆场的PC装配式结构项目提供了一种有别于传统的顶板加固方案，在成本控制、结构可靠性、施工便利性等方面都具有一定的优势。
通过上述对基坑围护、地库顶板加固、塔吊、装配式结构工程的研究并制定具有针对性和创新性的措施，确保了工程的顺利完成并保证了施工质量，积累装配式结构施工经验。
参考文献
[1]该工程：《项目基坑施工监测报告》（报告编号：2019BX024）
基金项目：上海市科学技术委员会科研项目课题（15DZ1225310）