長大型深基坑縱向分幅施工技術(shù)

邵倚旻

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

隨著城市的飛速發(fā)展，城市建設(shè)對地下空間的開發(fā)利用已越來越多，工程基坑的深度和面積也越來越大，大型地下工程與市政道路的交織也越來越頻繁。

在深基坑的施工過程中，如何減小對道路交通及地下公用管線的影響，以及如何使周邊環(huán)境和諧共存成為工程各方關(guān)注的焦點和控制難點。尤其是中心城區(qū)，在周邊存在地下設(shè)施、管線、保護(hù)建筑等復(fù)雜環(huán)境條件下的深基坑施工難度將更大。

因此，對于深基坑施工，一個完善的施工策劃和相關(guān)的針對性的維持交通、保護(hù)管線的措施就顯得非常重要。在相關(guān)的應(yīng)對措施中，基坑的分幅施工是一個行之有效的方法[1-4]。

本文就以位于上海外灘地區(qū)的中山東二路地下空間開發(fā)工程為例，闡述長大型深基坑的縱向分幅施工技術(shù)。

1 工程概況

上海市中山東二路地下空間開發(fā)工程位于中山東二路新開河路至楓涇路之間，結(jié)構(gòu)長度245.85 m，寬度52.85 m，基坑挖深14.50 m。

本工程結(jié)構(gòu)為地下3層形式，其中外灘通道工程穿越本工程上方，作為地下1層結(jié)構(gòu)，地下2、3層為地下空間開發(fā)工程。地下空間西側(cè)與外灘交通樞紐工程圍護(hù)共墻，東側(cè)與十六鋪水上旅游中心圍護(hù)共墻（圖1）。

圖1 工程結(jié)構(gòu)平面位置示意

該工程的特點之一為結(jié)構(gòu)寬度占滿整個中山東二路路幅，而中山東二路是上海“三縱三橫”主要干道之一，交通流量大，必須保證交通的正常通行。另外，中山東二路道路下方有給水、煤氣、電力、通信及雨水等重要公用管線（圖2），施工期間須保證管線正常運行。

圖2 公用管線分布平面示意

2 基坑分幅施工策劃

根據(jù)中山東二路交通流分析，為配合工程的建設(shè)，在市交通管理部門的支持下，采取各種措施，將交通進(jìn)行分流，最大限度減少車流量，為了使工程施工場地具備開工條件，將原雙向10車道減少至雙向4車道。

在前期施工策劃上，為方便施工，首先考慮將壓縮后的中山東二路交通向地下空間開發(fā)工程基坑范圍一側(cè)或兩側(cè)翻交，但是由于本工程自身的特殊性以及環(huán)境因素，在工程東西側(cè)均有在建工程圍護(hù)共墻的情況下，交通沒有繞過本工程范圍向兩側(cè)翻交的可能性，必須在工程基坑內(nèi)通行，并且地下公用管線也沒有位置可以搬遷至基坑外。因此，創(chuàng)新采用了長大型深基坑縱向分幅施工技術(shù)，即將工程縱向一分為二設(shè)置兩個基坑先后施工，最終將兩邊基坑結(jié)構(gòu)對接形成整體。道路交通及公用管線在半幅基坑范圍內(nèi)運行。

根據(jù)對工程基坑的劃分，在基坑縱向設(shè)置1道封堵墻將地下空間開發(fā)工程劃分為東、西兩個基坑，命名為2東區(qū)和2西區(qū)（圖3），由于封堵墻的設(shè)置考慮兩邊基坑施工時施工便道的要求，盡量保證在一個基坑施工時，另一邊基坑除去中山東二路雙向4車道寬度外仍能有1條供施工所需的大型車輛機械行駛的便道可利用，因此在封堵墻的設(shè)置位置上，將基坑橫向52.85 m寬度分為23.60 m和29.25 m兩個部分。

圖3 深基坑分幅平面示意

3 基坑分幅施工技術(shù)

3.1 工藝簡述

在整個工程縱向設(shè)置1道厚600 mm的地下連續(xù)墻作為封堵墻將工程基坑一分為二，進(jìn)行分幅施工。2西區(qū)先施工，完成后施工2東區(qū)。最終拆除2西區(qū)和2東區(qū)之間的縱向封堵墻，使兩側(cè)區(qū)域的梁、板結(jié)構(gòu)對接，完成工程結(jié)構(gòu)施工。施工難點是中間縱向封堵墻拆除與結(jié)構(gòu)對接施工的流程以及方法，我們創(chuàng)新采用了結(jié)構(gòu)順作方式下先接梁后拆墻再接板的工藝，達(dá)到封堵墻拆除和結(jié)構(gòu)對接的合理性，確保東西坑結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定。

3.2 施工流程與步驟

3.2.1 東坑結(jié)構(gòu)縱向設(shè)縫、臨時混凝土梁支撐設(shè)置

2西區(qū)在結(jié)構(gòu)施工時預(yù)留的縱向施工縫貼近中間縱向封堵墻，并采用混凝土填充形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，2東區(qū)在結(jié)構(gòu)施工時考慮地下連續(xù)墻封堵墻的拆除空間與建筑垃圾清運吊裝空間，結(jié)構(gòu)施工縫與縱向封堵墻之間留有寬1.5 m的距離，同時為使2東區(qū)結(jié)構(gòu)受力平衡，在下中板與封堵墻間設(shè)置臨時鋼筋混凝土梁支撐，上中板結(jié)構(gòu)同樣留寬1.5 m的縫，但不設(shè)支撐梁，采用在澆筑上中板時先在地下連續(xù)墻開洞直接將梁與2西區(qū)接通方式進(jìn)行。

下中板支撐梁設(shè)置形式為每跨設(shè)置3根，中心距離分別為1.7、2.5、2.5、1.7 m，梁尺寸為300 mm×300 mm，與下中板一起澆筑。

2東區(qū)結(jié)構(gòu)與支撐梁設(shè)置平面與斷面結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 下中板臨時支撐柱結(jié)構(gòu)示意

3.2.2 結(jié)構(gòu)對接施工流程

本工程2西區(qū)結(jié)構(gòu)按照常規(guī)方法施工，2東區(qū)結(jié)構(gòu)施工與對接同步實施，具體流程為：結(jié)構(gòu)底板完成→側(cè)墻及下中板澆筑（臨時鋼筋混凝土梁支撐）→上中板梁位置地下連續(xù)墻開洞→側(cè)墻、上中板、橫向梁（與2西區(qū)梁對接）一起澆筑→下中板梁位置開洞，并與2西區(qū)梁對接→首道混凝土支撐鑿除和地下1層地下連續(xù)墻鑿除→地下1層側(cè)墻與頂板施工，并完成中間采光帶梁的對接→地下2層地下連續(xù)墻打鑿→地下3層地下連續(xù)墻打鑿至底板底部→垃圾清理→結(jié)構(gòu)底板對接→下中板結(jié)構(gòu)對接→上中板結(jié)構(gòu)對接。

3.3 鑿除與結(jié)構(gòu)對接施工技術(shù)

3.3.1 下中板臨時混凝土支撐梁

由于2東區(qū)結(jié)構(gòu)與地下連續(xù)墻之間空開間距1.5 m，需要采用臨時支撐來保持結(jié)構(gòu)的受力穩(wěn)定，在下中板與地下連續(xù)墻之間每跨設(shè)置3根300 mm×300 mm的鋼筋混凝土臨時支撐梁，一頭連接地下連續(xù)墻、另一頭連接板，與板鋼筋連接。該支撐梁與下中板、側(cè)墻一起澆筑，混凝土與結(jié)構(gòu)同強度等級。

3.3.2 結(jié)構(gòu)、梁接駁器預(yù)留

2東區(qū)結(jié)構(gòu)施工時，在對接梁、板位置主筋全部留設(shè)接駁器，梁板連接時先制作相應(yīng)長度的直螺紋鋼筋，兩頭接駁器連接后中間綁扎，滿足綁扎搭接長度要求。由于總體結(jié)構(gòu)施工順序為先接梁再接板，在先接的橫向梁兩邊板的位置上同樣預(yù)留鋼筋接駁器，便于接板時與梁的連接。

3.3.3 上中板梁位置地下連續(xù)墻開洞，梁與上中板一起澆筑

下中板澆筑完成達(dá)到強度后，首先進(jìn)行測量放樣，放出上中板橫向梁（1 000 mm×1 600 mm）的位置，在地下連續(xù)墻上畫出2 000 mm×2 000 mm的洞口位置，采用小型鎬頭機進(jìn)行地下連續(xù)墻開洞（圖5）。該梁與上中板混凝土一起澆筑，扎筋立模同時進(jìn)行。由于上中板梁對接時下中板梁與板均還未對接，鋼管排架直接設(shè)置于底板上。

圖5 上中板梁對應(yīng)位置地下連續(xù)墻開洞縱斷面示意

3.3.4 下中板梁位置地下連續(xù)墻開洞，連接梁，并鑿除臨時混凝土柱

在上中板結(jié)構(gòu)施工過程中，下中板地下連續(xù)墻梁位置的開洞可先行施工，下中板梁尺寸1 000 mm×700 mm，開洞尺寸2 000 mm×2 000 mm，打鑿采用人工風(fēng)鎬打鑿。梁模板與支架搭設(shè)形式同上中板梁，依據(jù)上中板梁混凝土強度，若已到設(shè)計強度則拆除上梁支架后重新搭設(shè)，下中板梁對接完成達(dá)到強度后人工拆除臨時混凝土支撐梁。

3.3.5 首道混凝土支撐拆除（東側(cè)棧橋除外）

待上中板梁和下中板梁對接完成后，開始地下1層結(jié)構(gòu)施工，先拆除第1道混凝土支撐，采用人工及機械配合打鑿，由于東側(cè)棧橋在地下1層結(jié)構(gòu)施工時需要使用，暫時不拆除。

3.3.6 拆除地下1層地下連續(xù)墻

在地下2、3層結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)完成、首道支撐拆除后開始地下1層地下連續(xù)墻的拆除，采用小型鎬頭機鑿除，機械停放在上中板上鋪設(shè)模板，打鑿自上向下進(jìn)行。

3.3.7 地下1層結(jié)構(gòu)施工，中間采光帶頂梁連接

地下連續(xù)墻拆除后開始地下1層結(jié)構(gòu)施工，并連接頂板中間采光帶梁，地下1層結(jié)構(gòu)完成后由于東側(cè)需要排管和回填土施工，東側(cè)棧橋開始拆除。

3.3.8 拆除地下2、3層地下連續(xù)墻

待地下1層結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)完成后，開始2、3層縱向封堵墻的拆除，采用小型鎬頭機自上而下進(jìn)行地下連續(xù)墻的鑿除，先拆除地下2層再拆除地下3層，機械停放在中板上鋪設(shè)模板，相鄰跨度之間只能停放1臺設(shè)備。

3.3.9 結(jié)構(gòu)底板對接

鑿除地下連續(xù)墻至結(jié)構(gòu)底板底部后，進(jìn)行底板的對接，底板下部主筋均連接地下連續(xù)墻，上部采用接駁器對接，進(jìn)行鋼筋綁扎及混凝土澆筑，底板對接施工時需要重點控制接縫的防水處理質(zhì)量，避免底板滲漏水。

3.3.10 上、下中板結(jié)構(gòu)對接

底板連接完成后，進(jìn)行下中板的連接，再進(jìn)行上中板的連接，采用搭設(shè)鋼管支架的方式進(jìn)行支撐、立模、澆筑混凝土，達(dá)到設(shè)計強度后拆除支架。

3.3.11 上中板結(jié)構(gòu)對接

下中板結(jié)構(gòu)對接完成后進(jìn)行上中板的對接施工，上中板厚度500 mm，施工方法同下中板，間距為500 mm× 700 mm。

4 結(jié)語

隨著近年來城市建設(shè)的不斷發(fā)展，建（構(gòu)）筑物呈現(xiàn)“向上”或“向下”的發(fā)展趨勢，向上高聳的摩天大樓不斷林立，向下則向更深、更大面積的地下深基坑工程發(fā)展，目前地下工程如軌道交通車站、地下商場、地下車庫、地下室等的建設(shè)非常頻繁，城區(qū)施工場地的周邊環(huán)境也更為復(fù)雜。

本文針對長大型深基坑結(jié)構(gòu)占滿道路路幅而無法整體翻交的深基坑工程，采用基坑的分幅施工解決施工與環(huán)境、社會資源間的一些矛盾，有利于基坑施工控制。就具體施工方法而言，采用結(jié)構(gòu)順作方式下先接梁后拆墻再接板的方法，通過以梁代撐達(dá)到封堵墻拆除和結(jié)構(gòu)對接的合理性，確保分幅施工基坑結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定。工程施工中所提煉的地下深基坑工程建設(shè)的創(chuàng)新技術(shù)和研究思路，對于中心城區(qū)復(fù)雜環(huán)境下的深基坑施工有顯著的借鑒價值和推廣意義。