工期紧张条件下大型深基坑施工方案的制定和实施

浙江宝业建设集团有限公司 上海 200041

1 工程概况

上海徐汇区156#地块工程位于虹桥路、徐虹北路、南丹路及番禺路所围地块内，总建筑面积153 428.3 m2，其中地上总建筑面积112 435.3 m2，由7 幢建筑构成，1#～9#为29 层住宅（框架剪力墙结构），10#房为28 层商办楼（框筒结构），建筑最高123.2 m，地下室满铺2 层，总建筑面积40 993 m2，平均挖土深度9.85 m（图1）。

图1 总平面示意

2 工程主要难点

2.1 工期紧张

工程于2011年1月1日开工，要求1#～9#楼2012年春节（2012年1月22日） 前结构封顶，10#楼要求于2012年9月前结构封顶，本工程地下面积达40 993 m2，住宅部分总面积达7.55万 m2，387 d（包括2011年春节假期）内要完成如此大体量的桩基、围护、基础及上部结构施工，可见工期极其紧张，为了确保工期目标，基坑方案由总包制定，并进行设计深化。

2.2 工程环境保护要求高

工程位于徐家汇闹市区，周围建筑群林立，西侧为14～26 层的东方时空公寓，距本工程最近为11.8 m，南侧马路对面为汇贤雅居已完工的一期工程，距本工程最近为24 m，东侧马路对面为南丹小区，邻马路侧为砖混结构的3～4 层商业用房，小区内建筑为18～27 层的高层住宅。场地东南角为汇师小学，教室为4 层砖混结构。

场地周边管线密布，北侧虹桥路上依次分布有电力、给水、信息、雨水、煤气及供电等共14 根管线，最近的管线距基坑10.5 m，东侧徐虹北路上依次分布有供电、给水、燃气共5 根管线，最近的距基坑8.1 m。

2.3 施工场地狭小

本工程建设用地面积26 121.5 m2，地下室结构平面面积达20 496.5 m2，整个施工场地面积极其狭小，场内道路狭窄（3～5 m），施工道路无法环通，缺少必要的施工堆场及加工厂的场地。

3 方案制定和实施[1-5]

3.1 方案制定

本工程最大的难点是如何实现住宅部分极度紧张的工期，而缩短工期的关键在于基坑施工采取何种措施。对此我们分别制定了2 道支撑的基坑支护方案、1 道支撑加1 道斜抛撑施工方案、1 道支撑方案。

经分析，无论采用上述3 种方案中哪一套方案，都存在着两方面问题：一是基坑围护结构施工周期长，二是基坑面积较大，开挖较深，基坑施工时间较长，待基坑完成再施工上部建筑时，已无法实现业主要求的工期。

在地下室整体施工的各项方案均无法解决问题的情况下，我们开始考虑分区作业方案，制定了分区施工、顺逆结合的分区异向作业方案。在方案中7#、9#楼地上为2 层商业楼，10#楼为办公楼，工期矛盾并不突出，故仅对1#、2#，3#、5#，6#和8#楼下基坑进行分隔。分隔出的基坑采用顺作法施工，剩余大基坑采用逆作法施工。具体设计见图2、图3。

图2 围护平面布置

图3 顺作区围护剖面

3.2 方案实施

3.2.1 具体实施步骤

桩基及围护施工先从顺作区1#基坑开始，并按照顺作区1#→2#→3#→4#基坑的顺序进行施工，在顺作区基坑桩基及围护施工完成后，再进行逆作区桩基及围护的施工。

顺作区各基坑的桩基及围护完成后，随即各自独立进行基坑开挖施工，基坑地下室结构完成后，紧接着进行顺作区上部号楼的结构施工。

当逆作区域桩基和围护全部完成，且4 个顺作基坑的地下1层楼板全部完成后，逆作区域可开始基坑挖土与结构施工，与此同时，顺作区上部结构也同时异向施工。

3.2.2 逆作法节点设计及结构连通施工

由于逆作区围护采用灌注桩，逆作区结构不宜直接顶至围护桩，为此，我们专门设计了逆作区边跨结构的节点：在结构外墙内增设框架边梁和边梁下方设置立柱桩以承受结构竖向荷载；在结构梁内设置水平H型钢支撑，保证围护水平力得以正常传递（图4）。

图4 逆作法边跨节点

在顺作区地下1层楼板（B1板）及换撑结构完成达到规定强度后，逆作区可开始开挖，并伴随土方开挖的进度凿除顺逆作区域的分隔桩，同步施工顺逆作区域首层结构楼板（B0板）。此后，顺逆作区域结构异向同步施工，逆作区先开挖至B1板下方，顺逆作区分隔桩也随挖土进程逐步凿除，随后施工逆作区B1板并连通顺作区结构，按此方式向下继续施工，完成逆作区底板并连通顺作区结构。

4 实施效果

4.1 减少了桩基和围护占用关键线路上施工时间

采用上述方案实施后，在1.5～2.5 个月内，陆续完成了顺作基坑的桩基及围护施工，在逆作区桩基和围护刚开始施工的同时，马上就开始了顺作区的基坑挖土和结构施工，由此将桩基和围护占用关键线路的工作量减少了60％～70％，缩短工期至少150 d。

4.2 减少地库施工占用关键线路时间

由于在基坑设计时我们已经对基坑的面积进行了控制，单坑面积基本在2 500 m2以内，因此，基坑支撑的形式可以设置为以Φ609 mm×16 mm单钢管对撑和角撑的形式，挖土主要采用大挖机停在基坑两侧取土而无需设置栈桥，通过这些措施，大大地加快了基坑的施工速度，基坑从挖土至地下结构完成时间均控制在了3 个月内。

顺作区基坑完成后，顺作区的上部结构马上进行施工，因此，虽然地下室总体施工时间较常规施工方法有所加长，但逆作区地下挖土及结构施工时间并不占用工期关键线路，与常规2 道支撑施工方案相比，节约了工期4～5个月。

4.3 保护周边环境，提供施工场地

采用分区异向作业的方案，由于在基坑大部分区域均采用逆作法施工，利用逆作法“先撑后挖”的特点，对基坑周边环境起到了良好的保护作用。同时，采用逆作法施工，在逆作区首层结构楼板完成后，提供了较大的施工场地，较好地解决了施工场地狭小，无处设置施工道路、施工材料堆场等场地的矛盾。