南京金鷹國際三期基坑工程設(shè)計實踐

劉 若 彪

(華東建筑設(shè)計研究院有限公司地基基礎(chǔ)與地下工程設(shè)計研究中心，上海 200002)

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南京金鷹國際三期基坑工程設(shè)計實踐

劉 若 彪

(華東建筑設(shè)計研究院有限公司地基基礎(chǔ)與地下工程設(shè)計研究中心，上海 200002)

根據(jù)南京金鷹國際三期項目的實際情況，該工程基坑采用了塔樓順作、裙樓逆作、順逆作分區(qū)間交叉實施的方案，指出裙樓逆作期間實現(xiàn)了全天候無縫連續(xù)施工與躍層施工，加快了施工工期，完成了預(yù)期的營業(yè)目標(biāo)。

深基坑，塔樓順作，裙樓逆作，躍層施工

近年來，由于基坑工程規(guī)模向大面積和大深度方向發(fā)展、環(huán)境保護要求越來越高、工期進度及資源節(jié)約等開發(fā)條件要求日益復(fù)雜，逆作法憑借其具有可上下同步施工節(jié)省主體工程工期、支撐剛度大可嚴格控制基坑變形保護環(huán)境、利用主體結(jié)構(gòu)作為支護可節(jié)省工程造價等優(yōu)勢，成為基坑工程界的一大技術(shù)熱點，并且在中心城區(qū)、特別是環(huán)境敏感、保護要求高的狹窄城區(qū)中得到大量的應(yīng)用。南京金鷹國際三期項目位于江蘇省南京市鬧市區(qū)新街口商圈鉆石區(qū)位，其工程工期的快慢直接決定其商業(yè)價值是否可以得到充分發(fā)揮。通常情況下，深大基坑工程工期通常占用大量工程總工期，如何科學(xué)、合理得制定基坑支護方案，以及如何將基坑工程施工和土建施工緊密有機的結(jié)合，是本工程需要審慎考慮的重要問題。

1 工程概況

南京金鷹國際三期項目位于江蘇省南京市鬧市區(qū)新街口商圈鉆石區(qū)位，由漢中路、螺絲轉(zhuǎn)彎、金鷹國際花園、金鷹國際購物中心圍成的地塊內(nèi)。南京金鷹三期項目總建筑面積約18.45 萬m2，其中地上建筑面積12 萬m2，地下建筑面積6.23 萬m2。本工程建筑高度220 m，地下5層，地上42層，占地面積1.63 萬m2。項目為大型商業(yè)綜合體，主要功能為百貨商業(yè)、商務(wù)辦公、酒店及配套。本工程基坑面積約為12 500 m2，周長約為480 m，基坑開挖深度約為22 m～29 m。

1.1 環(huán)境條件

本工程基坑北側(cè)漢中路下有南京地鐵二號線上海路站—新街口站區(qū)間隧道。本工程地下室結(jié)構(gòu)邊線與地鐵隧道結(jié)構(gòu)本體邊線的最小距離約為12.0 m，地鐵隧道結(jié)構(gòu)本體外側(cè)設(shè)有3.5 m長的錨桿。地鐵隧道采用礦山法施工，該區(qū)域隧道頂部埋深為8.9 m～9.8 m。基坑南側(cè)鄰近多幢建筑物，其中包括石鼓路天主教堂等多幢1層～4層的建筑物，與地下室邊線最近的一層建筑距離約為4.0 m、天主教堂距離約為9.4 m。其中天主教堂為江蘇省文物保護單位，其本體為4層磚木混合結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為天然條形基礎(chǔ)。本工程基坑周邊鄰近的南京地鐵二號線礦山法隧道和天主

教堂為基坑實施期間的重點保護對象，應(yīng)采取針對性保護措施確保其正常運營。具體環(huán)境平面關(guān)系如圖1所示。

1.2 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)概況

本工程場地內(nèi)各土層物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

表1 土層物理力學(xué)性質(zhì)綜合成果表

由表1可知，基坑淺層分布有較厚的填土和粉質(zhì)粘土，其中表層人工堆積土層：填料雜亂(尤其表層雜填土)，結(jié)構(gòu)松散，密實度差，開挖面不穩(wěn)定，開挖極易坍塌，透水性較好。坳溝范圍內(nèi)的②-2層粉質(zhì)粘土土質(zhì)較差，開挖易流動使開挖面產(chǎn)生側(cè)向變形。階地上的沉積土層中③-3a層粉砂夾粉質(zhì)粘土和④層含卵礫石粉質(zhì)粘土透水性較好，開挖易坍塌；其余土層工程性質(zhì)較好，透水性弱，開挖面穩(wěn)定性較好。強風(fēng)化巖滲透性弱，開挖面穩(wěn)定性較好。

2 基坑支護總體設(shè)計方案

本工程基坑采用塔樓順作、裙樓逆作的總體方案實施，具體支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案如下：

1)本工程先采用圍護結(jié)構(gòu)將塔樓區(qū)域單獨圍成一個小基坑，內(nèi)部設(shè)置四道鋼筋混凝土水平支撐，塔樓開挖到基底后進行基礎(chǔ)底板的施工，塔樓地下結(jié)構(gòu)順作至設(shè)計要求的層數(shù)時，進行裙樓地下結(jié)構(gòu)的逆作施工，向下開挖的同時也同步向上施工裙樓地上結(jié)構(gòu)。2)本工程基坑采用“兩墻合一”地下連續(xù)墻作為圍護結(jié)構(gòu)，兼做地下室主體結(jié)構(gòu)外墻，墻厚800 mm～1 000 mm，墻底埋深約30 m～34 m，槽段接頭采用工字鋼接頭，外側(cè)設(shè)2根φ800高壓旋噴樁止水。3)塔樓順作區(qū)基坑豎向設(shè)置四道鋼筋混凝土水平支撐，支撐采用圓環(huán)支撐體系，豎向支承體系采用鉆孔灌注樁內(nèi)插角鋼格構(gòu)柱。4)裙樓逆作區(qū)基坑豎向利用地下5層結(jié)構(gòu)梁板作為水平支撐，豎向支承體系采用鋼管混凝土柱。

3 關(guān)鍵技術(shù)對策

本工程項目工期極為緊迫，為實現(xiàn)項目工期目標(biāo)，并保護基坑周邊敏感環(huán)境，均采取了一系列技術(shù)對策，以下針對各項技術(shù)措施進行詳述。

3.1 塔樓順作、裙樓逆作的順逆結(jié)合方案

根據(jù)本項目工程工期進度的要求，為滿足2014年4月營業(yè)的目標(biāo)，本工程基坑采用塔樓順作、裙樓逆作的順逆結(jié)合的方案實施，裙樓地上結(jié)構(gòu)在裙樓地下逆作期間同步施工至封頂，該方案系為本項目苛刻的進度要求量身定制。

采用該方案，可以率先完成塔樓地下結(jié)構(gòu)的施工，并且利用塔樓基坑工程施工的時間進行裙樓區(qū)域地下連續(xù)墻和一柱一樁的施工，從而加快整個地下結(jié)構(gòu)的施工，同時，塔樓地下室結(jié)構(gòu)回筑施工可與裙樓地下室結(jié)構(gòu)逆作及地上結(jié)構(gòu)施工交叉同步，使得后續(xù)塔樓下機電用房的安裝和裙樓裝修可同步完成，達到裙樓地上結(jié)構(gòu)盡快投入使用的目的。順逆作分區(qū)示意圖見圖2。

3.2 塔樓順作區(qū)和裙樓逆作區(qū)交叉實施

在諸多采用塔樓順作、裙樓逆作的基坑工程中，一般情況下，裙樓逆作區(qū)域一般待塔樓順作區(qū)域地下室結(jié)構(gòu)施工完成之后再行施工，而本工程為加快裙樓地下地上結(jié)構(gòu)的進度，在確保基坑自身安全和周邊環(huán)境安全的前提下，創(chuàng)新性地在塔樓順作區(qū)域和裙樓逆作區(qū)域采取了交叉實施的方式，為盡快實現(xiàn)裙樓地上地下同步實施贏得了寶貴的時間。

由于本工程塔樓順作區(qū)域支撐采用圓環(huán)支撐體系，考慮到圓環(huán)支撐對周邊作用的水土壓力的均衡性要求較高，當(dāng)基坑周邊承受不均勻水土壓力時易造成支撐偏移，影響基坑及周邊環(huán)境的安全，因此，本工程為確?；釉陧樐孀鹘徊媸┕さ陌踩晚樌麑嵤?，采取了以下針對性的措施：

1)提出了若干限制工況和限制條件：a.裙樓區(qū)域首層結(jié)構(gòu)以下土方需待塔樓區(qū)域普遍區(qū)域基礎(chǔ)底板完成并達到設(shè)計強度后方可開挖。b.裙樓區(qū)域地下1層結(jié)構(gòu)以下土方需待塔樓區(qū)域地下2層結(jié)構(gòu)完成并達到設(shè)計強度后方可開挖。

2)裙樓逆作區(qū)域近塔樓位置留設(shè)盆邊坡體，為圓環(huán)支撐提供抗力，確保支撐受力均衡。

3)盆邊坡體開挖時，采取分塊、抽條、對撐開挖的原則，并及時形成逆作結(jié)構(gòu)梁板，替代盆邊坡體及時為圓環(huán)支撐提供支點，確保圓環(huán)支撐體系不偏移。裙樓逆作區(qū)域近塔樓位置盆邊坡體留設(shè)示意圖見圖3。

3.3 逆作階段躍層施工

2013年4月初，本工程裙樓逆作區(qū)域施工至地下3層期間，為避免逆作土方外運受高考期間交通管制制約而影響工程進度，因此考慮逆作土方提前至2013年5月底前全部開挖完成。故為加快裙樓區(qū)域逆作土方的出土進度，需對地下3層以下的逆作設(shè)計工況進行調(diào)整。

經(jīng)業(yè)主、設(shè)計等參建各方的深入討論，形成的調(diào)整工況的基本思路為：待地下3層結(jié)構(gòu)施工完成并達到設(shè)計強度后，開挖至地下4層結(jié)構(gòu)下方一定位置并在地下4層標(biāo)高位置設(shè)置臨時支撐，然后直接開挖至基底以期盡快完成逆作土方的開挖工程，開挖至基底后立即施工基礎(chǔ)底板，其后再拆除地下4層標(biāo)高位置的臨時支撐，最后向上施工地下4層結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述基本思路，結(jié)合基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)，本工程進行了后續(xù)基坑實施工況的反演分析，預(yù)估了躍層施工后的基坑變形發(fā)展趨勢，分析結(jié)果顯示，采取躍層施工后地下連續(xù)墻變形有微小增加(增加1 mm～2 mm)，仍在可控范圍(見圖4)。其后，對替代地下4層逆作結(jié)構(gòu)的臨時支撐進行了深化設(shè)計，對普遍區(qū)域采用支承于地下3層逆作結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點位置的斜向混凝土支撐(支撐采用Y字形以避開逆作邊跨鋼管柱)，對狹長形區(qū)域采用雙拼鋼管水平支撐，對狹小且不規(guī)則的區(qū)域采用混凝土水平支撐(見圖5)。

該方案實現(xiàn)了2013年5月底前全部逆作土方開挖完成，實現(xiàn)了逆作期間施工完成地下3層結(jié)構(gòu)后架設(shè)臨時支撐直接開挖至基底，最后順作地下4層結(jié)構(gòu)，躍層施工為業(yè)主節(jié)省了大量工程工期，為逆作法基坑工程中躍層施工提供了新的成功案例。

4 結(jié)語

本工程創(chuàng)造性地采用了塔樓順作、裙樓逆作、順逆作分區(qū)間交叉實施的方案，裙樓逆作期間實現(xiàn)了全天候無縫連續(xù)施工，并在逆作期間實現(xiàn)了躍層施工，大大加快了地下結(jié)構(gòu)和裙樓地上結(jié)構(gòu)的施工工期，使得本項目圓滿完成了預(yù)期的營業(yè)目標(biāo)；如采用常規(guī)整坑順作法和整坑逆作法方案，均需付出額外的近半年的工期，遠遠無法滿足預(yù)定工期目標(biāo)。

工程已施工結(jié)束，監(jiān)測結(jié)果表明，基坑開挖引起的位移值均在控制范圍內(nèi)；在基坑變形和環(huán)境影響控制方面，本工程有效地保護了運營中的地鐵隧道和天主教堂等歷史保護建筑，實現(xiàn)了復(fù)雜基坑實施工況下保護周邊環(huán)境的要求，本工程可為類似深基坑工程的設(shè)計提供借鑒。

[1] 劉國彬,王衛(wèi)東.基坑工程手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[2] JGJ 120—2012，建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程[S].

Design and excavation of Nanjing Golden Eagle Plaza Phase Ⅲ foundation pit

Liu Ruobiao

(DepartmentofUndergroundStructure&GeotechnicalEngineering,East

ChinaArchitecturalDesign&ResearchInstituteCo.,Ltd,Shanghai200002,China)

According to the fact in Golden Eagle International Plaza Phase Ⅲ project in Nanjing city. An innovative solution are provided, which include the down-top construction of tower, top-down of podium with zoned constructions for each section. During the top-down construction of podium, seamless continuous and jump-floor construction methods are facilitated, shortening the total schedule, successfully meeting the opening-up deadline requirements.

deep excavation， down-top construction of tower, top-down construction of podium， jump-floor construction

1009-6825(2016)16-0095-03

2016-03-22

劉若彪(1985- )，男，工程師

TU473

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