白玉兰广场超大基坑分区施工技术

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 工程概况

上海市北外滩白玉兰广场项目地处虹口区北外滩沿黄浦江地区，为黄浦江周边的地标性建筑及浦西最具标志性的第一高楼，将形成新的上海CBD核心环。

该项目地上总建筑面积26 万m2，地下室16 万m2，包括1 座66 层高320 m的办公塔楼、1 座39 层高172 m的酒店塔楼、1 座5 层高47 m的展馆、高4 层的酒店及商业裙楼。

基地北侧有运营中的轨交12号线车站，其与白玉兰广场地下室部分外墙合二为一。基坑北侧东长治路505号的上海海员医院为优秀历史建筑，西南侧为优秀历史建筑——百年红楼；西侧为老式民居，东侧为220 kV变电站和新建路越江隧道。基坑南侧、西侧道路下分布有多条市政管线，管线分布错综复杂。

2 基坑分区概况

本工程基坑总面积为43 953 m2，平均挖深达到21 m，最深达到29 m。针对基坑周边环境保护要求高的特点，利用6 道地下连续墙将基坑划分为8 个区域[1,2]进行施工（图1）：A区面积约为7 088 m2，B区面积约为7 479 m2，C1区面积约为13 550 m2，C2区面积约为12 100 m2，D1区面积约为781 m2，D2区面积约为945 m2，D3区面积约为871 m2，E区面积约为1 150 m2。地上建筑中，办公塔楼位于A区，酒店塔楼和展馆位于B区，裙房位于C和D区，设备用房位于E区内。

图1 上海北外滩白玉兰广场项目基坑分区示意

3 工程难点及特点

3.1 分区施工工序复杂

本工程基坑分为A区、B区、C区（C1、C2）、D区（D1、D2、D3）、E区共8 个基坑组成一个群坑工程，各基坑之间的施工顺序是基坑安全高效施工的关键。

3.2 工程体量大

本工程土方量超过80 万m3，且面积最大的C区采用逆作开挖法，开挖速度慢，挖土将占用大量工期。

3.3 周边环境控制要求高

本工程紧邻轨交12号线、历史保护建筑、新建变电站等，且周边道路管线众多，环境保护要求高，故控制基坑变形是基坑施工过程中的重点。

4 基坑分区施工流程

综合基坑围护设计要求、场地条件、基坑变形控制等因素考虑，基坑分区施工流程如下：

（a）首先进行B区基坑的开挖及地下结构施工，待B区完成首层结构后开始进行其上部酒店塔楼结构施工，同时开始进行A区基坑挖土及地下结构施工。

（b）待A区完成首层结构后再进行其上部塔楼结构施工，同步进行D1、D3区基坑挖土及地下结构施工。

（c）D1、D3区完成地下1层结构施工后开始进行D2区基坑开挖及结构施工，同时开始进行C1区基坑逆作施工、E区基坑开挖及结构施工。

（d）D、E区完成地下结构施工后，开始进行C2区基坑逆作施工。

（e）C1区地下结构逆作完成后开始进行其上部酒店裙房的结构施工，C2区地下结构逆作完成后开始进行其上部商业裙房的结构施工。

5 关键性技术措施及施工方案[1-3]

5.1 A区施工技术（圆形自立式围护体系）

A区采用Φ95 m的圆形地下连续墙自立式围护体系，共布置5 道环形混凝土支撑。挖土深度最深达29 m，分6 层进行大敞开式顺作土方开挖[3]：采用岛式开挖形式，先开挖周边支撑部位，待混凝土支撑强度达到设计要求后，再开挖中间土。基坑开挖、支撑及垫层施工时遵循“分层、分块、留土护壁、对称、限时、开挖支撑”的总原则进行。根据栈桥的分布，每层土方开挖平面上划分为5 个施工段对称进行挖土。围护墙边支撑部位开挖时抽条分块（图2）。

图2 A区挖土分块平面示意

5.2 B区基坑施工技术

B区基坑基本呈长方形，长度约为136 m，宽度约为60 m，挖深为21.0～23.0 m。B区为常规顺作法施工，采用混凝土对撑结合角撑的形式（共5 道）。B区挖土采用先中央对撑后周围的盆式开挖，基坑周边预留10 m宽度平台坡体[4]。

5.3 D区基坑施工技术

D区为狭长型矩形基坑，长度约为165 m，宽度为14～24 m，北侧紧邻轨交12号线。在D区进行挖土施工时，为了有效保护已施工完成的地铁结构，将基坑进一步划分为D1、D2、D3三个基坑：首先进行D1、D3区挖土及地下结构施工，施工完毕后开始进行D2区挖土及地下结构施工。

D区采用2 道混凝土支撑+3 道钢支撑的混合支撑体系，其中钢支撑采用液压自动伺服系统，每根钢支撑设置一个带回锁功能且压力量程达3 000 kN的油缸，通过电脑终端实时监控钢支撑受力以实现轴力自动补偿，控制地铁侧围护变形（图3）。

图3 钢支撑轴力补偿装置

由于采用大坑划小坑、钢支撑轴力补偿系统等施工措施，基坑围护、地基加固效果较好，基坑开挖完成后底板浇捣及时，避免了D区基坑开挖后暴露时间过长而引起持续变形等问题，有效控制了紧邻地铁隧道结构变形，达到了保护地铁隧道结构的目的。

5.4 C区基坑施工技术

为加强对周边敏感环境的保护，将C区基坑利用3 道地下连续墙分隔为C1、C2两个独立基坑，其中C1区待A区地下结构施工完毕后先行施工，C2区待D、E区地下结构施工完毕后进行施工。

5.4.1 施工流程

C区地下结构施工采用逆作法，共布置26 个出土孔，以满足逆作挖土及建筑材料垂直运输的需求。施工道路布置于首层，根据结构承载与施工需要，形成环通道路。C区地下结构施工采用盆式挖土，分块施工，盆中区域施工完成后，周围区域跳帮施工，尽早形成混凝土结构十字对撑，从而控制地墙变形及施工对周边地区的影响。为满足C1区酒店裙房工期以及地下结构设计安全要求，C1区地下结构领先C2区地下结构施工2 层。

5.4.2 方案调整

为控制开挖至坑底后的基坑变形，初始设计方案考虑在C区基坑周边设置斜抛撑，但会造成挖土速度慢，底板形成时间长，不利于基坑周边地下连续墙变形的保护，故对原方案进行了优化调整（图4）：将B3层地下连续墙边梁加高1 000 mm，同时与之相交的结构主梁采用1∶2下加腋的方式与地下连续墙进行连接，地下连续墙边梁加高部分以及主梁加腋部分在后续施工过程中凿除。利用B3层边跨结构的加强来替代斜抛撑，在底板施工时，挖土进度的加快使得底板结构能够尽快的形成，减小坑底土暴露时间，从而有效保护基坑变形。

图4 现方案剖面（边梁加高加腋）

同时，对C区周边土方开挖后的垫层厚度从150 mm调整至300 mm，以加强对围护变形的控制，从而减少对周边环境的影响。

5.5 E区基坑施工技术

E区为设备区域，地下1层，挖土深度9 m。为加强对其北侧轨交12号线及南侧220 kV变电站的保护，该区采用框架逆作法进行基坑施工，先行逆作地下结构主梁作为支撑体系，待底板完成后再顺作施工叠合梁板，既提供了敞开式明挖作业环境，又减少了结构回做过程中的混凝土支撑拆除工作，可以有效地避免支撑拆除过程中的二次变形。

6 结语

上海市北外滩白玉兰广场项目在超大基坑工程施工过程中，采用了基坑分区施工技术，通过“大坑划小坑”的方法避免了土方开挖的一次性大体量卸荷，并灵活安排各分区施工流程，合理有序地进行各分区流水作业，因地制宜优化支护方案，确保了工程的顺利进行。