快速施工技术在地铁保护区超深基坑施工中的应用

杨晨

摘 要：在地铁沿线建造超高层建筑有着极大的经济利益，但对建筑深基坑施工安全、地铁运营安全也是一大考验。结合提篮桥街道HK324-01号地块深基坑施工工程，对基坑的设计措施、施工措施、管理措施进行了分析及研究，確保快速施工，以减少对地铁运营的影响，也为今后类似情况提供借鉴与参考。

关键词：快速施工;超深基坑;分区开挖;地铁保护

1 前言

近年来，基坑的开挖规模和深度越来越大，20m以上的超深基坑在同类型工程中越来越普遍。同时，有些基坑紧挨用地红线，甚至紧靠轨道交通线路。使得大城市中的基坑工程出现“大、紧、深”的特点，这一系列的特点使得深基坑开挖成为一个难点，给工程技术人员带来了诸多挑战。本文以上海市“提篮桥街道HK324-01号地块”工程项目为例，详细介绍了紧邻地铁管片区间的大型深基坑如何做到快速施工，效地减少了对地铁区间段的影响，从而确保地铁运行安全。为以后实施类似工程积累了经验。

2 工程概况及工程地质条件

2.1 工程概况

提篮桥街道HK324-01地块由上海实森置业有限公司投资开发新建。本项目地块用地面积23037.2m2，场地东西长137m，南北长约170m。

工程坐落于上海市虹口区，西至丹徒路，南至东大名路，东至公平路，北至东长治路。本工程大致可以分为四部分，由1栋办公塔楼（地上37层），地上3层（局部4层）主题商业中心裙楼、地上3层音乐剧剧院、地上2层聂耳旧居及地下5层（局部地下2层）地下室组成。地块相邻白金湾广场，位于金融及商业中心核心地段。

场地北侧东长治路下有正在运营的轨道交通12号线隧道区间段，本项目地下室边线距离轨道交通隧道最近仅9.27m。隧道埋深约为9m。

本工程场地地下水类型有浅部土层中的潜水、中部土层（第⑦层）和深部土层（第⑨层）中的承压水。本工程地下室五层，基坑普遍开挖深度约为25～27m，局部深坑最深达33.7m，故浅部的潜水和第⑦层承压水均与本工程建设密切相关。

3 完成深基坑快速施工的难点

（1）本工程基坑紧邻地铁12号线管片区间，同时开挖面积大，深度深，其中塔楼核心筒落深坑深度达-33.70m。一旦基坑开挖，将连续作业不停歇，直至基础大底板完成，从而确保深基坑的稳定，进而妥善地保护好了12号线地铁管片区间段的正常运营。对此绝对是本工程的重点与难点。

（2）由于上海“进博会”停工近20天，这20天工期在土方开挖阶段，从而严重影响了深基坑的施工工期，进而影响了2019年春节前完成A区大底板的节点目标。故为完成这一目标，也将成为此工程的重点及难点。

（3）本基坑开挖面积大，深度深，时间长，地质条件复杂。基坑开挖时在动水压力作用下易产生流砂、管涌、塌方等现象，基坑开挖到一定深度后易出现坑底隆起回弹，影响基坑安全。所以快速施工的同时一定要实时确保基坑的稳定。

4 完成深基坑快速施工的技术要点

4.1 设计措施

（1）由于基坑紧邻地铁12号线，故综合考虑对本次开挖基坑进行分坑设计，本次基坑共分为A区、B区、C1区、C2区共4个基坑。开挖总面积18948m2。中C区坑内满堂加固和抽条加固作为坝体来针对北侧地铁线进行保护。基坑采用地墙支护形式，且切断⑦层承压水，外侧地墙均设止水帷幕。基坑内设置三轴搅拌桩作为裙边加固，三重管高压旋喷桩及RJP作为深坑加固。

（2）支撑均为南北向对撑，此支撑形式能够更有效进行分区流水开挖，以缩短围护墙无支撑暴露时间，缩小时间效应的影响，以确保尽快形成南北对撑，保证地铁12号线区间段沉降及管径收敛稳定，同时也能加快深基坑大底板施工时间。A区基坑竖向共设置6道混凝土支撑，B区基坑竖向共设置5道混凝土支撑，C区设置4道支撑（首道混凝土支撑，其余3道均为钢支撑伺服系统）。同时混凝土支撑的强度由设计强度C35提高至C50，以减少支撑混凝土养护时间，提早进行下皮土方开挖。

4.2 施工措施

（1）人员组织

每道支撑施工前，首先测算现场施工工程量，根据工作量来计算劳动力，钢筋按1吨/天/人，模板按20m2/天/人，支撑砼按60m3/小时，凿桩按3根/天/人来计算，将配置钢筋工80人、木工60人、混凝土工20人，凿桩工10人、电焊工2人，辅助工40人，合计212人;大底板抢工期间，钢筋按1.5吨/天/人，防水按200m2/天/人，底板砼按100m3/小时，凿桩按3根/天/人来计算，将配置钢筋工300人、凿桩工50人、电焊工20人、混凝土40人、防水工30人、辅助工60人，合计500人（各分三班，每班8小时，保证24小时连续作业）。

（2）机械配备

抢工期间配置足够的机械设备，首先测算现场土方工作量，并根据申通公司要求，按5000m3/天计算，并根据分区分块流水作业，开挖一层采用2台350挖机外加3台220挖机，同时现场备用一台大挖机，每台大挖机配2台小挖机;开挖二、三层采用同数量的长臂挖机;开挖三层以下采用履带式抓斗挖机5备1，每台抓斗挖机配2台小挖机。机械操作人员须三班制。

（3）材料组织

1）主材控制：

确保“进博会”前用于第二、第三道支撑施工的钢筋一次性全部进场，避免钢筋缺料;保证“进博会”前用于第二、第三道支撑的混凝土量供应充足，避免支撑施工期间混凝土供应不足;其他施工材料必须保证足备供应，确保“进博会”之前现场施工的持续性;“进博会”后的用于支撑及大底板施工的钢筋及混凝土必须保证材料供应满足要求，原大底板施工采用的原有的防水层1：4厚SBS高聚物改性沥青防水卷材，更改为防水层1：1.2厚高分子预铺反粘反粘自粘胶膜防水卷材，这样可进行湿作业施工，并消减一道保护层，从而加速施工时间，加快施工进度。

2）场地控制：

A区第二批土开挖前，B区（约9450m2）、C区（约1800m2）工作作为重要材料加工場及堆场和蓄车、蓄土场地，原基础公司B区泥浆池（长*宽*深=50m*15m*2.8m）作为临时土方周转场地（可集土方约2100m3）。大于基坑深度一倍区域按堆土2.5m高算可堆土方约6300m3。合计蓄土约8400m3。

（4）技术措施

1）分区流水作业：

基坑开挖充分运用“时空效应、分层、分块、留土护壁、对称、限时开挖支撑”，除首皮土方退挖外，其余各层土方均采用分区分块盆式流水开挖，即先进行盆中土方开挖，紧跟盆中支撑安设。后再进行盆边按支撑的布置形状分区开挖，当一个区段的土方挖至规定标高后，紧接着立即安设支撑，分区土方开挖使部分的空间几何尺寸和围护无支撑的暴露时间明显缩短，从而达到快速施工的目的，进而缩短了对地铁12号线区间段的影响时间。

2）栈桥改良：

原设计栈桥两边设置15cm高、20cm宽的的混凝土挡水坎，后与设计协调修改为60cm高、20cm宽的混凝土挡墙，等土方开挖完成后加设60cm高的定型化围挡。此修改的目的主要为了确保临边的安全，避免由于挖机在开挖过程中大臂碰到围栏片产生高坠现场，从而影响了开挖的进程。故在栈桥上设置混凝土挡墙，也是深基坑快速施工的一种有效措施。

3）自卸式溜管：

为满足现场基坑内20000m3左右的底板砼浇筑，本工程在浇筑大底板时采自卸式溜管系统。此系统由卸料台、料斗、法兰盘、无缝钢管、抱箍、槽钢固定座、轮轴、钢滑槽、钢拉索等组成。此设备能大大加快了混凝土的浇筑作业时间，减少了大体积混凝土中冷缝的产生以及混凝土的离析，并且有效地解决了汽车泵占用施工道路的工作面问题，大大提高了交通组织的流水性。从而达到了深基坑快速施工的效果。

（5）管理措施

1）在关系安全质量的深基坑开挖（含渣土装运）施工过程中，积极协调各参建单位，会同区建管办、区重大办、区环保局、虹口区城管机动中队、北外滩街道、居委会、北外滩派出所等单位联合召开会议，拟定将此工程办理为抢险工程，同时与周边敏感建筑物居民（祥光里小区）委员会签署了《夜间施工谅解协议》，通过专家评审后，可避免“12345”市民投诉热线中针对此工地的投诉引起政府停工，以实现24小时连续施工。

2）同时我司针对夜间施工，在基坑周边、塔吊等位置安装足够的照明设备，保证夜间施工有良好的照明条件。

3）管理人员配备夜班，具备足额的管理人员对夜间施工进行管理。

5 实施效果

虽在地铁沿线复杂的地理环境下，建造5层地下室存在很大的风险。但利用上述方法有效策划及合理的施工组织，以及过程中对基坑不断地进行分析总结，因而此基坑从2019年9月28日开挖开始，以“十天一撑”的速度完成每一皮土，并从2019年1月25日中午12：00开始，历经43小时，圆满完成了A区塔楼区域18333m3的大体积混凝土浇捣。虽由于“进博会”停工20天的工期影响，但确保了春节前完成A区大底板施工这个节点目标。为后续各项工作的开展打下坚实基础。并为今后的临地铁侧深基坑快速施工提供了良好的借鉴。

参考文献

[1]王如路-上海及软土地区深大基坑施工安全及变形控制技术要点

[2]基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响分析及变形控制研究[D].广州：广东工业大学，2012.

[3]软土地下工程与深基坑研究进展[J].土木工程学报，2012（6）：146- 161.