抽屜式施工方式在地下組合共基坑段的應(yīng)用

羅志浩 戴小鋒 陳 勇 陳 華 屈坤玉 俞成龍

（中國建筑第八工程局有限公司，上海200120）

1 概述

隨著大型基礎(chǔ)性建筑和市政公用工程的不斷涌現(xiàn)，復(fù)雜地下結(jié)構(gòu)的深大型基坑往往成為施工過程中的難題；大跨度共基坑施工過程中，通過整體式連續(xù)性開挖方式對周邊環(huán)境和相關(guān)工況影響較大，同時(shí)還需要提供有效空間的工作面[1-3]。因此，大型組合結(jié)構(gòu)共基坑在面臨施工面受限、狹長工作面、不影響周邊工作場地和交通路況的多元限制條件下，需要因地制宜合理使用基坑開挖方式；在保證工程質(zhì)量和安全的前提下，加快工程進(jìn)度和節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)雙贏，創(chuàng)收經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此在綜合考慮技術(shù)特點(diǎn)、可操作性、質(zhì)量控制效果、經(jīng)濟(jì)性及進(jìn)度等方面因素后，形成了多元限制條件下大型組合地下結(jié)構(gòu)的共基坑抽屜式施工技術(shù)。

2 工程概況

某管廊- 地道共基坑段為蕭山國際機(jī)場三期項(xiàng)目中管廊工程和地道工程的交叉施工作業(yè)區(qū)域，其中管廊和地道工程施工區(qū)域工作面如圖1 所示：該區(qū)域中，管廊共分為七個(gè)區(qū)域，地道為南北兩段，其中管廊3、4 區(qū)與地道敞開段為共基坑段，該共基坑區(qū)域如圖2 所示。

圖1 管廊、地道工程平面示意圖

該共基坑段跨度大，基坑深度為10 米左右，地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜；同時(shí)該區(qū)域?yàn)槭捝綑C(jī)場三期項(xiàng)目施工作業(yè)面重要樞紐。因此，該施工區(qū)域具有地上交通的約束性、地下管線的復(fù)雜性、作業(yè)空間的局限性等多元限制條件，此外，在大跨度組合復(fù)雜基坑施工中通常使用的整體性開挖方式，具有一定的安全和質(zhì)量隱患。

因此，尋求一種安全高效、靈活經(jīng)濟(jì)的共基坑段施工方法是本次工程的關(guān)鍵所在。

圖2 管廊、地道共基坑段示意圖

3 共基坑段施工作業(yè)

3.1 共基坑段抽屜式施工步序

綜合管廊、地道共基坑段采用分段抽屜式施工方法，因地制宜，在狹長地帶和有限空間的不利工作面，及不影響周邊工作場地和交通工況的多元限制條件下，通過抽屜式施工方式：綜合管廊- 地道北敞開段- 地道南敞開段施工順序進(jìn)行分塊逐步向前推進(jìn)施工。利用抽屜式施工方式的順序性和分塊性：

（1）首先對綜合管廊3、4 區(qū)進(jìn)行施工，對該施工區(qū)域進(jìn)行定位、周邊圍護(hù)、基坑支撐圍護(hù)、土方開挖、管廊結(jié)構(gòu)施工等工序。

圖3 管廊、地道共基坑段施工示意圖1

（2）其次在管廊3、4 區(qū)域完成后，進(jìn)行地道北敞開段的施工，由于完成后的管廊區(qū)域的側(cè)墻地下結(jié)構(gòu)和共用的基坑圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)為地道深基坑開挖提供了堅(jiān)實(shí)的支撐基礎(chǔ)，因此本段施工由北向南推進(jìn)，按照周邊圍護(hù)、基坑支撐圍護(hù)、土方開挖、地道結(jié)構(gòu)施工等工序依次進(jìn)行作業(yè)。

（3）最后待地道北敞開段施工完成后，對地道南敞開段進(jìn)行施工作業(yè)，由于完成后的管廊區(qū)域的側(cè)墻地下結(jié)構(gòu)和共用的基坑圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)位于其北面，因此本段施工由南向北推進(jìn)，基坑開挖及地道施工步序與（2）中北敞開段一致。

抽屜式施工方式因其模塊化施工特點(diǎn)，敞開與閉合的靈活性，分段的預(yù)留性，將整個(gè)工作面分隔成3 個(gè)模塊，使得在整個(gè)施工過程中都能保證只有一個(gè)模塊處于敞開式開挖狀態(tài)，有效保留了交通運(yùn)輸空間結(jié)構(gòu)，避免了狹長地帶大跨度共基坑段施工過程中對整段式路面的空間限制，使整個(gè)工作面交通工況順利通行。同時(shí)避免了大跨度基坑整體性開挖所帶來的安全隱患，保證了施工整體安全質(zhì)量。

3.2 共基坑段開挖支護(hù)方式

管廊3、4 區(qū)/地道共基坑區(qū)域開挖的支護(hù)方式具體如下：

（1）管廊3、4 區(qū)支護(hù)方式：支撐方式采用一道鋼筋混凝土水平支撐和一道Ф609 鋼支撐，H 型鋼圍檁為2 根H700×300×13×24 雙拼；圍護(hù)樁為工法樁形式。施工工況：開挖至冠梁底，施工冠梁和第一道鋼筋砼支撐→降水至基坑底1m 以下→開挖第二層土至第二道鋼支撐底，施工第二道鋼支撐→開挖第三層土至基底，澆筑墊層及底板→施工墻板及中板→拆除第二道鋼支撐→施工管廊側(cè)墻及頂板→基坑回填，拆除第一道砼支撐及冠梁。

（2）地道敞開段支護(hù)方式：支撐方式采用一道一道Ф609 鋼支撐，圍護(hù)樁為拉森鋼板樁形式。施工工況：共基坑段管廊土方回填至地面→開挖至鋼管支撐底，施工鋼管支撐→降水至基坑底1m 以下→開挖第二層土方至基底，施工墊層及底板→施工側(cè)墻→拆除鋼管支撐，拔除工法樁及鋼板樁。

通過科學(xué)計(jì)算、優(yōu)化支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)方式，抽屜式施工方式利用不同施工模塊區(qū)域的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理配置與之對應(yīng)的支護(hù)體系，在受限的操作空間里為小挖機(jī)坑底作業(yè)面提供了有利空間，縮短了施工工期和施工難度，減少了施工工序和相關(guān)人員機(jī)器的投入；同時(shí)共基坑段在優(yōu)化配置支撐結(jié)構(gòu)外，采用拉森鋼板樁的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在保證整體結(jié)構(gòu)施工過程中安全質(zhì)量的前提下，利好施工順利推進(jìn)，縮短了施工工期。

4 共基坑段施工效果

4.1 基坑安全監(jiān)測

在管廊- 地道共基坑段的施工過程中，由于管廊區(qū)域的基坑開挖深度最大，其安全性隱患大，因此本工程在對管廊區(qū)域施工過程中，對圍護(hù)樁水平測斜進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測。其監(jiān)測結(jié)果如下：

圍護(hù)樁水平位移變化規(guī)律如圖4 所示，圍護(hù)樁體從上到下都發(fā)生了向基坑內(nèi)的變形，圍護(hù)樁水平位移隨著基坑開挖深度的增加而變大，樁體最大水平位移發(fā)生在基坑深度6m 附近，最大水平位移約20mm，小于設(shè)計(jì)計(jì)算書中計(jì)算值24.5mm，因此，通過抽屜式施工方式，其共基坑施工方案滿足工程安全要求。

4.2 施工經(jīng)濟(jì)性分析

通過分段性的抽屜式共基坑施工方式為其周邊施工場地提供了原有的運(yùn)輸路徑，因而使貨車的運(yùn)輸時(shí)間最大限度得到壓縮，減少了運(yùn)輸成本。同時(shí)，抽屜式施工利用管廊區(qū)域施工先行，其與地道共用的圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)節(jié)約了施工成本、縮短了工期。最后，其通過對不同施工段的圍護(hù)支撐優(yōu)化配置，最大程度地降低了相關(guān)支撐的材料費(fèi)用、運(yùn)輸費(fèi)用、勞務(wù)人工費(fèi)用；減少了挖機(jī)數(shù)量的投入，同時(shí)利好的工作面提高了挖機(jī)工作效率，減少了臺班數(shù)量。

圖4 圍護(hù)樁水平位移變化規(guī)律

4.3 社會(huì)評價(jià)

抽屜式施工方式在管廊- 地道共基坑施工過程中安全可靠，零事故、零隱患、文明施工，同時(shí)其分段式地開挖方式保證了交通正常暢通，緩解了交通壓力，贏得了社會(huì)廣泛好評，達(dá)到了質(zhì)量保證，服務(wù)社會(huì)的目標(biāo)。

5 結(jié)論

本文應(yīng)用抽屜式施工方法，針對蕭山機(jī)場三期項(xiàng)目中管廊- 地道共基坑段中多元限制條件下的施工環(huán)境和大跨度共基坑段整體式開挖的難題，取得了如下成效：

（1）抽屜式施工方法在地下復(fù)雜結(jié)構(gòu)的共基坑段施工過程中，因其分段式逐步推進(jìn)的施工特點(diǎn)減少了大跨度基坑開挖長度，安全可靠，整體質(zhì)量高；

（2）抽屜式施工方法利用管廊區(qū)域施工的先行性，為后續(xù)地道施工階段提供了外加結(jié)構(gòu)支撐體系，同時(shí)共用的圍護(hù)樁結(jié)構(gòu)節(jié)省了成本和工期；

（3）抽屜式施工方法在作業(yè)面的靈活性，為面上交通預(yù)留了運(yùn)輸路面，減少了交通壓力；

（4）抽屜式施工通過對分塊區(qū)域不同的合理支撐圍護(hù)體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，節(jié)約了人、料、機(jī)費(fèi)用，縮短了工期，節(jié)省了成本。