图2 半逆筑法施工剖面图
为进一步优化、细化施工工艺,确保方案能够安全、优质、快速地实施,采取的具体措施有:
(1)基坑开挖分段(以设计分段为准)、分层、分单元实施,在每段开挖完成后立即浇筑300mm素混凝土垫层和底板;分层开挖以设计支撑位置顶部为层高,钢支撑全部抽槽安装。
(2)本工程东侧是高架,西侧是民宅,按“二十二条”要求,基坑两侧均必须留土堤护壁。
(3)采用小型液压挖掘机在基坑内开挖、水平驳送,KH-180履带吊在基坑中部取土,垂直运输;小型挖掘机也可以直接抽槽开挖,为抽槽设置支撑创造了条件。
(4)以 6m为一个单元.开挖后立即安装对应的2根支撑,并同时施加预应力。自开始开挖起至支撑安装完毕的时间均控制在12小时内,一般作业安排夜间8点开始挖土,至次日凌晨4点挖土结束.8点前应施加预应力完毕,预应力均达设计轴力的70%,并要求复加预应力。
(5)设置稳定可靠的支承立柱桩,随着基坑的开挖,随时监测立柱桩的回弹,并及时调整立柱桩与支撑的抱箍、楔子。
(6)采用适度降水措施。
(7)由于逆筑法施工作业空间狭小,支撑安装后挖掘机往往无法作业。为不使开挖与支撑安装发生冲突,延误支撑安装,因此将中楼板构筑前已经支撑到位的第四道下落形成第五道支撑,从而保证作业高度,并且采用自出土孔向外侧退行挖掘,抽槽安装支撑后应回填土方的方法。这样铺设钢跑板后,挖掘机可以在中楼板下自由行走,保证了土方的水平运输。中楼板以下土方开挖见图3。
4 施工监测
4.1 东侧建筑物的沉降监测
以具有代表性的混7A楼房2组监测点(测点布置见图1)为例进行分析,混7A位于标8段,其中F184点是距离围护墙(0.4m)最近的监测点,F185点距离围护墙3.4m;F188点距离基坑最远(30.2m)。图4是基坑开挖过程中F188组的实测沉降曲线,图5是基坑开挖过程中F184组的实测沉降曲线。
从图4、5中可以看到,基坑围护结构位移过程分为4个阶段:中楼板以上顾筑开挖(至第四道支撑)、中楼板制作养护、中楼板以下暗挖施工、底板浇筑及后期沉降。 F184一边墙体最大沉降为9.76mm,差异沉降为7.09mm,差异沉降率为0.25‰;F185一边墙体最大沉降为6.18mm,差异沉降为1.84mm,差异沉降率为0.07‰;房屋对角的差异沉降分别为5.42mm和3.46mm,有一定不均匀沉降。图6为7层民房的沉降曲线和地下墙位移图。
4.2 西侧明珠线一期宜山路车站的沉降监测
图7为明珠线一期宜山路车站的沉降曲线。
位于标2段的F142、F172(见图1)为车站南侧同截面上的两点,其中F142距离基坑围护墙仅为2.7m。从图7中可以看出:随着基坑的开挖,车站开始沉降,但自中楼板浇筑以后,沉降趋缓;中楼板以下开挖时各监测点的沉降斜率,均小于中楼板以上开挖时的沉降斜率,最大沉降为5.66mm,差异沉降为2.84mm,差异沉降率仅为0.14‰;车站对角的差异沉降分别为3.96mm和0.7mm,相对于约200m长的车站是很小的。与距离相近的民房测点F185点相比(F185最终沉降6.18mm),沉降量更小,这是因为明珠线一期宜山路车站的桩基形式较民房的桩基形式好的缘故。
4.3 实测数据的分析
从以上监测数据的整理中,初步总结出下列规律:
(1)沉降过程可分为4个阶段:①中楼板以上顾筑开挖(至第四道支撑);②中楼板制作养护;③中楼板以下暗挖施工;④底板浇筑及后期沉降。那么可以发现几乎所有的监测断面均反映为“两急两缓”,即①、③阶段沉降发展较为迅速,②、④阶段较为平缓,底板浇筑后周边建筑物沉降即趋于稳定。
(2)一般明挖法基坑随着开挖深度的加大,沉降速率会逐渐加大,而在半逆筑法施工的区段①、③阶段的沉降速率相差并不大,甚至多次出现③阶段沉降速率反而小的情况。这一点正证明了中楼板对控制位移有强有力的支撑作用,逆筑法施工阶段产生的沉降比顾筑阶段和中楼板构筑阶段更小。