从上海站北广场交通枢纽主体工程地下结构——谈基坑支护结构与主体地下结构相结合的实践

文/郑钇辰 同济大学 上海 200082

城建规划 Urban Planning

从上海站北广场交通枢纽主体工程地下结构
——谈基坑支护结构与主体地下结构相结合的实践

文/郑钇辰 同济大学 上海 200082

上海北广场交通枢纽主体工程作为上海世博会期间的重点工程，以大型地下车库及商业开发与车站连体开发为主，具有上海市深基坑工程“大、深、紧、近”的基本状态与特点。围护护结构与主体地下结构相结合的设计理念解决了该项目基坑“近”的特点，在本工程得以更好的实践。

基坑；支护结构；逆作法；顺逆结合；两墙合一；一桩一柱；地下连续墙；渗漏；格构柱。

1、引言

为地下室或地下工程的施工所开挖的施工地下空间，称为基坑。按照开挖方式的不同，其可分为放坡开挖和支护开挖两大类，在实际工程中，由于受到周边环境的限制，没有足够的放坡空间等问题成为基坑工程的主要困难。

上海北广场交通枢纽主体工程作为上海世博会期间的重点工程，正体现了上海地区基坑支护工程“大、深、紧、近”的特点，具有很强的代表性。大面积深基坑的新型的围护型式运用、敏感环境条件下基坑工程变形控制；支护结构与主体地下结构相结合的设计理念这些都在该工程得以体现；咬合桩围护结构的实践结果也逐步证明其巨大潜在优势。本文将结合上海站北广场地下工程实践，重点探讨基坑支护结构与主体地下结构相结合的设计理念及工程实践，解决该项目周边环境复杂，保护对象多，施工场地紧张等困难。

2、支护与主体结构相结合的实践

本基坑项目周边情况较为复杂。东侧一号线呈西北走向，车站主体部分基本与基坑平行，距基坑约11.7米，基坑南侧有轨道3、4号线，车站主体部分基本与基坑平行，最近处距离基坑10米左右，另外在基坑南侧还分布有火车站出站地道，以及过街地道。在基坑东南角处有地铁出入口和地下眼镜市场距离基坑的最近距离为3米左右。以上都是本基坑的保护对象，施工期间可利用施工场地十分紧张。根据实际情况，本工程的支护结构与主体地下结构相结合包括如下种方式：地下结构外墙与围护、墙体相结合；地下结构竖向构件与临时立柱相结合。

2.1 两墙合一

本工程采用厚度为800mm的地下连续墙，既是主体结构又是围护墙,既可减少混凝土工程量,又可缩短工期。根据周边环境不同的保护要求以及基坑内分区域开挖深度不同,地下连续墙采用了两种不同的槽段形式：临近轨道交通侧因建筑保护要求最高、开挖深度最大、为27米，入土比为1.37，其余侧地下连续墙深为23米，入土比为1.0，采用泥浆护壁，液压成槽机分段开挖成槽，钢筋笼成型后吊入槽内，水下混凝土灌浆，地墙中的钢筋笼采用双“V”型，接头形式采用三波形锁口管柔性接头，地下连续墙与楼板、底板等标高部位通过预埋接驳器及插筋，待结构施工时凿出钢筋接驳器和插筋和相应结构楼板连接。

设计中结合柱的位置采用若干厚1m的T型地下连续墙槽段,增加其竖向承载力,并增大侧向刚度以控制侧向变形对上部结构的不利影响。承重型T型连续墙在该工程得到了成功的应用。

地下连续墙的渗漏问题一直是困扰地下连续墙墙进一步发展的原因，由于施工上的误差，地墙已浇筑槽段与后浇槽段之间的钢筋笼V字型没有对整齐，出现了两槽段间没有配置钢筋的薄弱环节，形成泥浆渗漏。可以采用以下两种方法进行处理：在地墙内侧渗漏处插管压浆，表面用“水不漏增强剂”进行处理，在地墙外侧通过高压旋喷桩止浆。

2.2 地下结构竖向构件与临时立柱的结合——一桩一柱

在本工程逆作法和顺逆结构法施工过程中，作为竖向支承系统的一柱一桩需要承担的荷载包括结构本身的自重、同时施工期间的荷载如材料的堆载和施工车辆的荷载等。

根据使用上的要求，本工程的一柱一桩体系分为下列两种：1）主体结构支承柱，下部采用Φ1000的钻孔灌注承压柱，钻孔灌注桩长为29米，进入⑦2层灰色粉砂层。上部格构柱采用460×460截面，通过∠180×，格构柱外圈配有竖向受力钢筋，在底板封底后在立柱18角钢，12厚钢板组合焊接而成。外包裹混凝土形成组合柱，作为结构使用期间的竖向承重结构；2）施工支承柱：B0板作为挖土机械及运土车的工作平台，需进行加固，在一定区域范围内在另设立柱桩，为满足施工期间承载力的要求。该支承柱下部为Φ800的抗拔柱，桩长为28米，进入⑦2层灰色粉砂层，上部格构柱同主体结构支承柱，只是在逆作法完成后，为了空间上满足使用功能，需拆除，不作为结构使用期间的竖向承重结构。以上两种桩格构柱插入钻孔灌注桩内同为3米，下部立柱桩进入底板，同底板形成整体结构，共同抗剪。

作为“现代新型围护型式”双向施工工艺的重要组成部分，由于受到现有的钻孔灌注桩施工工艺的局限，一桩一柱的垂直度一直是困扰逆作法或顺逆法进一步发展的障碍之一。同时设计要求钢立柱的垂直度达到1/400，施工要求极高，为此不仅需要对立柱进行垂直度的校正调整，同时还要进一步提高桩成孔的垂直度精度、平面定位精度。

为提高施工精度,保证桩位正确，格构柱垂直度的控制：在常规桩基施工的基础上特意加工制作了钻机定位辅助底盘,并在辅助底盘四边中心刻有“十字”线记号,用于对准护筒中心。为了使立柱桩安装能满足设计要求,利用相似三角形原理,自制了一套立柱桩校正架,对立柱桩的垂直度与水平位移进行校正。主要步骤为：1）校正架就位，水平线调整；2）校正架轴线对中；3）校正架柱脚采用Φ20螺栓固定于硬地坪上。起吊格构柱，格构柱送入校正架，利用吊车调整格构柱的标高，过渡节与格构柱连接螺栓螺母焊接固定，校正架下端微调调整格构柱中心，上端微调格构柱垂直度，利用手拉葫芦倒链固定格构柱，格构柱中下导管进行混泥土浇筑。同时在基坑开挖过程中,按照分层分皮对称开挖的原则,避免格构柱由于土压力不平衡造成对格构柱垂直度的影响。