软土地基全逆作深大基坑关键施工技术

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

1 工程概况

项目基地总面积约3.04 万m2，总建造面积约573 223 m2，其中地下室总建筑面积约163 084 m2，主楼及裙房地下室均为5 层。整个地下室采用顺逆结合工况设计理念，即主楼区域与裙房区域采用厚1.2 m、Φ121 m的地下连续墙分割后，主楼区域采用圆形基坑无内支撑顺作法施工，裙房地下室采用全逆作法施工，在不影响总体施工基础上，裙房逆作同步穿插施工[1,2]。

裙房地下室外围围护采用两墙合一的地下连续墙，深度48 m，厚度1.2 m；裙房区域为框架结构体系，柱网间距为10.8 m×8.4 m，楼板的竖向支撑体系采用Φ1 000 mm钻孔灌注桩加Φ550 mm钢管立柱的一柱一桩受力体系；裙房区内基坑开挖面积约23 460 m2，平均开挖深度26.70 m，总土方量约63 万m3；设计上采用类似圆形沉降后浇带将主楼和裙房区域底板与各层楼板隔开，裙房基础底板厚1.6 m，混凝土强度等级为C40 P10。

2 工程地质条件

本场地地基土在150 m深度范围内的土层主要由饱和黏性土、粉性土和砂土组成，可分为12 层，其中第⑤、⑦层分为多个亚层。区域内由于缺失第⑧层黏性土，第Ⅰ、第Ⅱ承压含水层（即第⑦层、第⑨层）相互连通，总厚达97 m，含水量及其丰富，承压水直接对本基坑施工带来巨大风险。

3 主要施工难点分析

3.1 复杂环境下的超深地下水控制

施工区域内⑦层和⑨层承压水相互连通，水量极其丰富，承压水头高。裙房区开挖面已接近第⑦1 层承压水面，基坑突涌的风险极大。基坑围护体系为地下连续墙，大部分深度为46～50 m，无法切断基坑内外承压水水力联系。大面积深基坑开挖过程中，长时间大范围的地下水抽取势必会对周边环境造成较大的影响，因此对本工程降水控制提出了较高的要求[3]。

3.2 超深、超大面积裙房基坑全逆作开挖变形控制

裙房区域开挖面积约23 460 m2，平均开挖深度达26.70 m，总土方量约63 万m3，施工工期紧，周边环境保护要求高，结构差异沉降控制难，特别是基坑南侧主楼地下连续墙与裙房地下连续墙有效距离仅约10 m，又需留置沉降后浇带和设备吊装孔，逆作开挖时作为支撑作用的永久结构刚度较小，对该侧变形控制极其不利。

3.3 主楼上部结构与裙房逆作同步施工组织难度大

在顺作部分主楼出±0.00 m后，逆作裙房基坑可开始施工，但必须确保提供足够的施工场地和交通组织路线，满足主楼大体量结构继续向上施工，这给裙房逆作施工组织及完成后的交通布置提出了较大的挑战。

互联网金融是新兴的金融模式，随着信息技术发展更是出现了很多创新产品，由于法律的滞后性，使得没有针对互联网金融专门的法律法规，在各个地方政府出台的规章中存有不同的规定。出台的相关行政法规也仅仅是针对互联网金融的某一类金融模式，并且也存在着规定过于原则化，从立法上看并没有形成相对完整的体系，并且在实践中也没有具体的执行标准，交由地方政府执法机关根据实际情况进行裁量。由于立法的不足，导致在执法和司法过程中缺乏统一标准，影响法律的公平公正和司法公信力。

3.4 超深基坑的防渗漏节点设计的可靠性、合理性

裙房开挖深度接近⑦1层承压水层，施工降压措施解除后，永久结构将承受巨大的水压力，永久结构各类防水节点设计施工如存在渗漏隐患均会严重影响后期正常的使用功能，而且后期补漏处理难度大，费用也巨大。因此，合理、可靠的各类承压水层中的防水节点设计对本工程来说至关重要。

4 主要施工技术

4.1 超深地下承压水控制技术

针对本工程基坑主楼先顺作待出±0.00 m后裙房开始逆作开挖的特点，结合陆家嘴中心区域地质水文条件，在基坑正式施工前分别进行了现场主楼和裙房降水试验，根据数据制定了科学合理的主楼和裙房分期施工基坑降水设计方案，做到主楼降压井布置考虑后期裙房降压井再利用，并按需降水，尽可能减少对周边环境的影响。

具体布井原则：由于地下连续墙进入到承压含水层中的长度达20～22 m，地下连续墙对外部地下水有一定隔水效应，故塔楼区施工时，部分井布置在塔楼基坑内，部分井布置在塔楼基坑外，裙楼区施工时，所有降压井布置在基坑内；对于裙房区，充分利用塔楼区坑外65 m、55 m深层降压井，同时在裙房区内布置部分45 m浅层降压井，井深不超过裙房外围地下连续墙深度；前期降水以坑内浅井运行为主，后期再陆续启动塔楼区坑外降压井，做到前期不超抽，按需降压，后期深层降压井开启，确保裙房区大底板和深坑安全施工完成（图1）。

因本工程降水难度比较大，基坑安全性比较突出，地下承压水水位监控尤其重要，承压水观测井水位运用了实行全自动远程自动监控系统，并在每层降压运行中根据裙楼的土方挖土工况，制定详细地针对性的阶段降压井开启运行方案，并在实施前进行专门的水文地质渗流计算与分析，以优化实施方案，减少对周边环境的影响[4]。裙房区分为3 个工况进行降水计算分析：

图1 裙房逆作阶段降压井布置平面示意

工况一：裙房区基坑开挖至第4 道支撑，主要以基坑内浅的降压井运行为主。

工况二：裙房区基坑开挖至第5 道支撑，主要以基坑内浅的降压井和主楼外部分井运行为主。

工况三：裙房区大底板分块施工，东、西、南和北四个方向先施工大底板，考虑这4 块内降水井先封井，大底板上少留洞，主要运行其余4 个角落的降水井将水位控制在地面下25.22 m，确保整个大底板全部完成并安全养护。

4.2 超深全逆作“分区、对称、平衡”开挖施工技术[5]

施工原则为先十字对撑结构部位施工，后4个角部区域结构施工。十字对撑部位施工时，保留角部土方平衡裙房地下连续墙主动土压力。角部施工时，十字对撑范围垫层必须全面形成，平衡土压力，角部土方开挖由裙房地下连续墙向取土口推进，并由地下连续墙边及时形成垫层[6,7]。

具体为：B1～B4层结构施工每层均被划分为12 块，分3 个阶段施工（即B1-1→B1-2→B1-3），每个阶段4 个小分块同时进行挖土和相应结构施工，采用暗挖法。裙房B5层结构施工划分为9 块，施工原则遵循先十字对撑部位施工，后4 个角部区域施工，同时考虑裙房底板防水效果，减少分块数量，增加每个分块的体量，以便起到减少施工缝的目的（图2）。

图2 B1～B4层结构施工分块示意（以B1层为例）

十字对撑部位分块开挖时，先沿主楼地下连续墙一圈开挖，一方面考虑主楼地下连续墙的爆破施工与土方开挖同步进行，加快进度，另一方面考虑裙房地下连续墙侧土方最后开挖，减少裙房地下连续墙的暴露时间，控制地下连续墙变形（图3）。

图3 裙房逆作分层开挖及分期墙爆破划分剖面示意

图4 基坑南侧结构刚度较小部位开挖控制分块示意

针对变形控制难度最高的基坑南侧，采取了一系列技术措施保证施工阶段安全，包括了土方与垫层施工时，采用了“分块、对称、限时、早强”的方法加快形成临时支撑，此处沉降后浇带采用了永久梁板结构代替临时结构，但钢筋全部断开，并采用隔膜断开留设一条较小间距的竖向沉降缝，以利于结构沉降变形[8]。

4.3 主楼与裙房同步施工组织方法

鉴于超高层主楼结构与裙房逆作基坑同步施工，为了确保工程顺利实施，针对性地采取了以下几个方面施工组织技术措施：

（a）将B0层顶板划分为11 个分块分8 个阶段流水组织施工，每个阶段都保证主楼有足够的场地满足重型钢结构材料的进场、吊装和大体积混凝土浇捣的施工组织，兼顾裙房首层顺作施工的组织。

（b）由于B0层主楼与裙房顶板标高分别为-1.00 m和-1.50 m，存在一定高差，同时与场外道路-0.50 m标高也存在较大差异，为了确保场内施工道路形成环路，有利于超大型综合体项目的建造，故针对性地对首层顶板进行深化设计，采用放缓坡，填充轻质材料+钢筋混凝土面层的做法解决道路标高差异问题（图5）。

（c）鉴于首层顶板作为施工道路和堆场用途，需长期保留的降压井等的留置位置和排水布置均设计在地下1层空间内，不影响首层施工道路。

图5 裙房逆作分层开挖及分期墙爆破划分剖面示意

4.4 超深基坑防渗漏防水节点设计

上海中心大厦裙房基础底板底标高为-27.00 m，基础底板基本位于⑦层承压水层上部，承压水压力对底板施工缝防水质量提出了极高的要求。

4.4.1 主楼与裙房之间沉降后浇带防水节点设计

主楼先顺作至±0.00 m后裙房开始逆作，两者之间1 道厚1.2 m地下连续分隔墙由上直下分段拆除，并在该区域内留置1 条2 m宽的沉降后浇带，待主楼沉降稳定后才可封闭。故在该沉降后浇带设计时，既要考虑传力问题又要考虑防水可靠性。具体思路为：裙房与主楼后浇带之间的地下连续墙应凿至裙房基础底板下一定的位置，地下连续墙不应影响后浇带区域基础底板的正常沉降。由于裙房基础底板浇筑后，裙房减压降水井绝大部分封闭停止工作，所以基础底板后浇带区域的构造节点设计考虑能抵抗地下承压水的作用力，后浇带区域设置了厚1 m配筋加强垫层，加强垫层与主楼第6道环形围檩（已与主楼底板一起浇筑）用植筋方式加强连接。防水考虑后浇带两侧各预设2 条膨润土膨胀止水条（20 mm×25 mm）和1 条预埋式多次注浆管。原主楼底板预埋止水钢板加宽150 mm，裙房底板设置2 道4 mm×300 mm止水钢板、后浇带浇捣后，表面涂刷厚1 mm水泥基渗透结晶防水涂料。

4.4.2 连接部位各类防水节点设计

二墙合一的地下连续墙与逆作结构连接节点多、结构缝多，且本工程超深地下连续墙本身的施工质量控制难度高，特别是地下连续墙接缝处在水压力作用下容易留下渗漏隐患，严重的渗漏对周边环境保护极其不利，故综合考虑了以上难点，优化设计了原防水节点，包括增加多次注浆管等主动防御措施确保地下连续墙与永久结构缝的安全。典型节点如图6所示。

4.4.3 裙房底板施工缝防水节点设计

图6 地下连续墙扶壁柱防水节点设计构造

鉴于后浇带节点防水节点处理复杂，同时后续封闭时间长，也较大地影响裙房区内大部分降压井的封闭，故结合B5 层逆作底板分块施工特点，相邻2 块底板浇筑时间间隔在7～10 d，故裙房底板以底板施工缝代替了底板伸缩后浇带，简化了处理难度；为了确保施工缝在承压水压力下的安全性，采用了多道防水相结合的防水措施，取得了较好地实施效果，具体节点如图7所示。

图7 裙房底板施工缝防水节点构造

5 结语

在本基坑地下承压水控制中，结合了前期的抽水试验和模型模拟计算分析，并针对这类主楼顺作裙房逆作、基坑特点，在降压井布置设计中兼顾主楼与裙房的降水方案，采用了“深层井、浅层井“结合布置降压思路，实施时制定了合理的降水运行方案，特别是针对承压水的动态控制，确保了按需降水，减少了对周边环境的影响。

在本工程超深超大全逆作基坑开挖控制时，采用了“分区、对称、平衡”开挖理念，利用取土口先完成十字对撑部分结构开挖施工再逐步开挖角部区域结构的方式，并确保前续分块早强垫层形成后才可进行后续分块开挖。

通过结合以往深基坑的经验和教训，对本工程各类逆作结构防水节点进行了更好地深化设计和论证，较好地解决超深基坑承压水压力下的渗漏问题。以上一些体会，希望能给后续类似工程提供一定参考和借鉴。