試析軟土地區(qū)超大深基坑利用主體結(jié)構(gòu)的支撐體系施工技術(shù)

張 臻，楊 鑫，卜凡國

（中國建筑第八工程局有限公司一公司，濟(jì)南 250000）

試析軟土地區(qū)超大深基坑利用主體結(jié)構(gòu)的支撐體系施工技術(shù)

張 臻，楊 鑫，卜凡國

（中國建筑第八工程局有限公司一公司，濟(jì)南 250000）

根據(jù)上海虹橋SOHO圍護(hù)方案對比分析：若采用傳統(tǒng)的對撐或環(huán)撐支撐形式技術(shù)成熟，施工風(fēng)險低，但是中心島區(qū)域需增加大量的立柱樁和支撐梁，圍護(hù)造價高，后期支撐拆除占用工期長，支撐桿件長度太長，整體剛度小，因此從造價及工期方面均不適合本工程。經(jīng)過綜合計算分析結(jié)合相關(guān)基坑施工經(jīng)驗，本工程采用中心島法+二道裙邊支撐的支撐形式，利用裙邊支撐與中心島主體結(jié)構(gòu)連接形成支撐體系。采用此種支撐形式中心島土方可大開挖，不涉及與支撐交叉施工和暗挖土方問題，挖土條件好，加快進(jìn)度，而且經(jīng)濟(jì)節(jié)約效果顯著。

深基坑；中心島；盆式開挖；支撐體系

0 引言

工程概況。虹橋SOHO工程位于上海市長寧區(qū)臨空經(jīng)濟(jì)園區(qū)。北臨北翟路，南臨金鐘路，東臨協(xié)和路，西臨外環(huán)路；占地面積86 164 m2，地下2層，地上11層，總建筑面積約35.5 m2，地上建筑面積12.6萬m2，地下建筑面積13.8萬m2。本工程基坑寬度236 m，基坑長度440 m，基坑面積約6.9萬m2，呈不規(guī)則形狀，開挖深度：主樓區(qū)域11.55 m，非主樓區(qū)域11.05 m，影院區(qū)域11.35 m，電梯井深坑15.05 m。

地質(zhì)概況。根據(jù)上海虹橋SOHO《巖土工程勘察報告》，本場地處于上海地區(qū)古河道地層，缺失上海市統(tǒng)編的第⑥層、第⑦層土，場地局部缺失⑤3層，各土層見表1主要地層特征表。

基坑設(shè)計概況。周邊管線復(fù)雜，屬于二級基坑。圍護(hù)體系采用三軸攪拌樁止水+鉆孔灌注樁擋土+兩道鋼筋混凝土支撐的圍護(hù)體系?；硬捎弥行膷u法施工，即三級放坡、盆式開挖中心島區(qū)域土方，順作施工至±0.00后，施工裙邊支撐梁分別撐至B0、B1結(jié)構(gòu)樓板，順作施工裙邊區(qū)域結(jié)構(gòu)，完成基坑施工。詳見圖1、圖2。

1 圍護(hù)方案對比分析

表1 主要地層特征表

本工程體量大、工期緊張，地下室平均單層面積7萬m2，土方量80萬m3。樁基、圍護(hù)施工完成后土方開挖立即進(jìn)行，特別是土方支撐及中心島地下室的施工工期僅為7個月。

綜合考慮工期、經(jīng)濟(jì)、安全、適用等因素，本工程采用中心島法+二道裙邊支撐的支撐形式，中心島土方采用盆式開挖，中心島結(jié)構(gòu)順做至±0.0，裙邊支撐分別連接至B1、B0層結(jié)構(gòu)樓板形成整個支撐體系。

此種做法相對于傳統(tǒng)的對撐、環(huán)撐或分坑施工具有明顯的優(yōu)勢。

圖1 支撐棧橋平面布置示意圖

圖2 支撐剖面示意圖

1.1 具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢

傳統(tǒng)的對撐和環(huán)撐形式中心島區(qū)域需增加大量立柱樁與支撐梁，圍護(hù)造價高；分坑圍護(hù)需在坑與坑之間設(shè)置大量的地連墻隔斷，圍護(hù)造價同樣高。而采用中心島法+二道裙邊支撐，利用主體結(jié)構(gòu)形成支撐體系就不存在中心島增加立柱樁、支撐梁和地連墻隔斷的問題，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

1.2 具有明顯的工期優(yōu)勢

采用傳統(tǒng)的對撐、環(huán)撐或分坑形式圍護(hù)，中心島區(qū)域增加了大量的立柱樁、支撐和地連墻，不僅為土方出土增加了不便還為后期拆除增加了工期。

而采用中心島法施工中心島土方可大開挖，不涉及與支撐交叉施工和暗挖問題，挖土條件好，施工進(jìn)度快。中心島結(jié)構(gòu)可以優(yōu)先施工，中心島地上主樓結(jié)構(gòu)不受基坑支撐影響可以連續(xù)施工，大大縮減工期。

2 施工難點和重點

2.1 支撐梁定位要求高

部分支撐梁與中心島地下室結(jié)構(gòu)框架柱和主梁連接，而中心島結(jié)構(gòu)施工時需預(yù)留出支撐鋼筋與后期支撐相連接且支撐梁需分段施工，因此定位要求高。現(xiàn)場施工采用全站儀統(tǒng)一定位，提高定位準(zhǔn)確度。

2.2 一道撐施工縫設(shè)置要求高

一道邊環(huán)梁及支撐提前施工，中心島區(qū)域土方開挖，裙邊設(shè)置三級坡留土護(hù)臂，勢必造成一道撐端部部分支撐處在自由端，合理設(shè)置一道撐施工縫位置尤為重要。現(xiàn)場經(jīng)過統(tǒng)一定位后，施工縫設(shè)置原則不影響中心島土方開挖，距離節(jié)點跨度1/3處，盡量減少自由端懸挑長度，避免支撐梁受自重而產(chǎn)生裂縫。

2.3 一道撐端部預(yù)留鋼筋留置時間長，保護(hù)難度大

一道撐施工完成，中心島土方開挖至支撐端部時易損壞支撐端部預(yù)留鋼筋。提前策劃支撐施工縫位置，優(yōu)化鋼筋翻樣，在滿足鋼筋連接要求的前提下盡量避免預(yù)留鋼筋過長。在支撐施工完成后，端部預(yù)留鋼筋及時刷防銹漆并采用木方、模板定制與支撐截面相同的箱子進(jìn)行加固保護(hù)。

2.4 一道撐與中心島結(jié)構(gòu)連接施工難度大

中心島結(jié)構(gòu)施工完成，裙邊三級坡留土護(hù)臂，一道撐凈高度達(dá)到9.25 m。在一道撐與中心島結(jié)構(gòu)連接施工時需設(shè)置高支模。針對現(xiàn)場支撐情況，編制相應(yīng)的高支模施工方案，確保施工安全及支撐質(zhì)量。

3 支撐施工工藝流程

第一次土體開挖、部分（頂圈梁至內(nèi)立柱距中心島環(huán)梁1/3跨處）第一道支撐、頂圈梁擋土墻及棧橋施筑→逐層開挖中心島，形成邊坡，進(jìn)行護(hù)坡降水，中心島分塊開挖至坑底，及時澆筑墊層，施工地下室底板→施工中心島地下室二層結(jié)構(gòu)，同時吊裝板下的臨時立柱，B1層板預(yù)留后期需施工混凝土支撐的鋼筋→施工中心島地下室一層結(jié)構(gòu)，同時吊裝邊環(huán)梁下的臨時立柱，施工剩余第一道支撐，B0層板與第一道支撐形成整體→待主體結(jié)構(gòu)及臨時支撐達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度80%后開挖裙邊土方至第二道支撐底并及時澆筑支撐。

4 支撐施工確?；影踩拇胧┘皩嵤┬Ч?/h2>

軟土地區(qū)超大深基坑利用主體結(jié)構(gòu)的支撐體系，由于中心島施工期間有效支撐還未形成，抵抗基坑變形的能力主要在裙邊預(yù)留土體，而裙邊土體的變形規(guī)律為：一旦開始，永不停止。因此，基坑一旦開挖，任何工序都應(yīng)該以最快的時間完成，施工越快對基坑安全越有利。

針對此種支撐體系的特點，項目部通過與公司領(lǐng)導(dǎo)及內(nèi)部專家的多次討論研究，采取的措施及實施效果如下：

1）裙邊三級坡留土護(hù)壁，邊坡采用噴錨加固預(yù)留土體。

因中心島施工階段裙邊留土?xí)r間長，為避免邊坡長期暴露、雨水沖刷等造成的水土流失、滑坡等現(xiàn)象，邊坡采用噴錨護(hù)坡加固。

2）中心島結(jié)構(gòu)施工加快，大底板采用跳倉法施工。

后澆帶眾多，多達(dá)3 300 m，而且存在微承壓水的威脅，施工困難。利用膨脹加強(qiáng)帶結(jié)合跳倉法施工的方法解決后澆帶眾多的問題，底板能夠及時形成一個整體，有利于深基坑的安全。

3）支撐棧橋處的密排格構(gòu)柱采用槽鋼連接加固，使之成為一個整體，提高支撐抵抗變形的能力，有利于基坑安全。

4）由于基坑不規(guī)則，在基坑陰陽角處設(shè)置加強(qiáng)板，陽角變形通常較大，通過加強(qiáng)板約束其變形，增加此區(qū)域支撐的整體剛度，有利于基坑安全。

5）支撐梁與中心島主體結(jié)構(gòu)相連節(jié)點設(shè)置加腋，增加支撐軸力傳遞的接觸面，充分利用主體結(jié)構(gòu)的剛度。

6）中心島地下室結(jié)構(gòu)空洞部位設(shè)置臨時封板和鋼支撐，增加結(jié)構(gòu)的整體剛度。

5 結(jié)語

軟土地區(qū)超大深基坑采用中心島法+二道裙邊支撐的支撐形式，中心島土方采用盆式開挖，中心島結(jié)構(gòu)順做至±0.0，裙邊支撐分別連接至B1、B0層結(jié)構(gòu)樓板形成整個支撐體系。盆式開挖由于中心島施工期間有效支撐還未形成，抵抗基坑變形的能力主要取決于護(hù)坡土體的穩(wěn)定性和裙邊支撐形成的時間。

此種支撐形式，雖然顯著節(jié)約了經(jīng)濟(jì)投入及縮短工期，但中心島結(jié)構(gòu)施工期間支撐還未有效形成，裙邊預(yù)留土體的穩(wěn)定設(shè)計和中心島結(jié)構(gòu)施工的進(jìn)度要求高。

采用此種支撐形式，需圍護(hù)設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密配合，及時深化連接節(jié)點位置及節(jié)點做法，避免連接節(jié)點位于結(jié)構(gòu)薄弱點，如樓板。若連接節(jié)點位于結(jié)構(gòu)樓板，結(jié)構(gòu)設(shè)計需將連接節(jié)點樓板局部加強(qiáng)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)樓板承受支撐水平軸力的能力。通過虹橋SOHO工程的實踐，極大地完善了該類圍護(hù)體系的施工技術(shù)措施，發(fā)掘了更多的基坑安全控制技藝方法，必將為后期同類工程的設(shè)計、施工提供有利的參考。

TU46+3

A

1673-1093（2015）08-0093-03

張臻（1985），男，就職于中國建筑第八工程局有限公司一公司。

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.08.025

2015-03-22；

2015-04-07