抽屉式施工方式在地下组合共基坑段的应用

罗志浩 戴小锋 陈 勇 陈 华 屈坤玉 俞成龙

（中国建筑第八工程局有限公司，上海200120）

1 概述

随着大型基础性建筑和市政公用工程的不断涌现，复杂地下结构的深大型基坑往往成为施工过程中的难题；大跨度共基坑施工过程中，通过整体式连续性开挖方式对周边环境和相关工况影响较大，同时还需要提供有效空间的工作面[1-3]。因此，大型组合结构共基坑在面临施工面受限、狭长工作面、不影响周边工作场地和交通路况的多元限制条件下，需要因地制宜合理使用基坑开挖方式；在保证工程质量和安全的前提下，加快工程进度和节约成本，实现双赢，创收经济效益和社会效益。因此在综合考虑技术特点、可操作性、质量控制效果、经济性及进度等方面因素后，形成了多元限制条件下大型组合地下结构的共基坑抽屉式施工技术。

2 工程概况

某管廊- 地道共基坑段为萧山国际机场三期项目中管廊工程和地道工程的交叉施工作业区域，其中管廊和地道工程施工区域工作面如图1 所示：该区域中，管廊共分为七个区域，地道为南北两段，其中管廊3、4 区与地道敞开段为共基坑段，该共基坑区域如图2 所示。

图1 管廊、地道工程平面示意图

该共基坑段跨度大，基坑深度为10 米左右，地下管线错综复杂；同时该区域为萧山机场三期项目施工作业面重要枢纽。因此，该施工区域具有地上交通的约束性、地下管线的复杂性、作业空间的局限性等多元限制条件，此外，在大跨度组合复杂基坑施工中通常使用的整体性开挖方式，具有一定的安全和质量隐患。

因此，寻求一种安全高效、灵活经济的共基坑段施工方法是本次工程的关键所在。

图2 管廊、地道共基坑段示意图

3 共基坑段施工作业

3.1 共基坑段抽屉式施工步序

综合管廊、地道共基坑段采用分段抽屉式施工方法，因地制宜，在狭长地带和有限空间的不利工作面，及不影响周边工作场地和交通工况的多元限制条件下，通过抽屉式施工方式：综合管廊- 地道北敞开段- 地道南敞开段施工顺序进行分块逐步向前推进施工。利用抽屉式施工方式的顺序性和分块性：

（1）首先对综合管廊3、4 区进行施工，对该施工区域进行定位、周边围护、基坑支撑围护、土方开挖、管廊结构施工等工序。

图3 管廊、地道共基坑段施工示意图1

（2）其次在管廊3、4 区域完成后，进行地道北敞开段的施工，由于完成后的管廊区域的侧墙地下结构和共用的基坑围护桩结构为地道深基坑开挖提供了坚实的支撑基础，因此本段施工由北向南推进，按照周边围护、基坑支撑围护、土方开挖、地道结构施工等工序依次进行作业。

（3）最后待地道北敞开段施工完成后，对地道南敞开段进行施工作业，由于完成后的管廊区域的侧墙地下结构和共用的基坑围护桩结构位于其北面，因此本段施工由南向北推进，基坑开挖及地道施工步序与（2）中北敞开段一致。

抽屉式施工方式因其模块化施工特点，敞开与闭合的灵活性，分段的预留性，将整个工作面分隔成3 个模块，使得在整个施工过程中都能保证只有一个模块处于敞开式开挖状态，有效保留了交通运输空间结构，避免了狭长地带大跨度共基坑段施工过程中对整段式路面的空间限制，使整个工作面交通工况顺利通行。同时避免了大跨度基坑整体性开挖所带来的安全隐患，保证了施工整体安全质量。

3.2 共基坑段开挖支护方式

管廊3、4 区/地道共基坑区域开挖的支护方式具体如下：

（1）管廊3、4 区支护方式：支撑方式采用一道钢筋混凝土水平支撑和一道Ф609 钢支撑，H 型钢围檩为2 根H700×300×13×24 双拼；围护桩为工法桩形式。施工工况：开挖至冠梁底，施工冠梁和第一道钢筋砼支撑→降水至基坑底1m 以下→开挖第二层土至第二道钢支撑底，施工第二道钢支撑→开挖第三层土至基底，浇筑垫层及底板→施工墙板及中板→拆除第二道钢支撑→施工管廊侧墙及顶板→基坑回填，拆除第一道砼支撑及冠梁。

（2）地道敞开段支护方式：支撑方式采用一道一道Ф609 钢支撑，围护桩为拉森钢板桩形式。施工工况：共基坑段管廊土方回填至地面→开挖至钢管支撑底，施工钢管支撑→降水至基坑底1m 以下→开挖第二层土方至基底，施工垫层及底板→施工侧墙→拆除钢管支撑，拔除工法桩及钢板桩。

通过科学计算、优化支撑围护结构方式，抽屉式施工方式利用不同施工模块区域的结构特点合理配置与之对应的支护体系，在受限的操作空间里为小挖机坑底作业面提供了有利空间，缩短了施工工期和施工难度，减少了施工工序和相关人员机器的投入；同时共基坑段在优化配置支撑结构外，采用拉森钢板桩的围护结构，在保证整体结构施工过程中安全质量的前提下，利好施工顺利推进，缩短了施工工期。

4 共基坑段施工效果

4.1 基坑安全监测

在管廊- 地道共基坑段的施工过程中，由于管廊区域的基坑开挖深度最大，其安全性隐患大，因此本工程在对管廊区域施工过程中，对围护桩水平测斜进行了现场监测。其监测结果如下：

围护桩水平位移变化规律如图4 所示，围护桩体从上到下都发生了向基坑内的变形，围护桩水平位移随着基坑开挖深度的增加而变大，桩体最大水平位移发生在基坑深度6m 附近，最大水平位移约20mm，小于设计计算书中计算值24.5mm，因此，通过抽屉式施工方式，其共基坑施工方案满足工程安全要求。

4.2 施工经济性分析

通过分段性的抽屉式共基坑施工方式为其周边施工场地提供了原有的运输路径，因而使货车的运输时间最大限度得到压缩，减少了运输成本。同时，抽屉式施工利用管廊区域施工先行，其与地道共用的围护桩结构节约了施工成本、缩短了工期。最后，其通过对不同施工段的围护支撑优化配置，最大程度地降低了相关支撑的材料费用、运输费用、劳务人工费用；减少了挖机数量的投入，同时利好的工作面提高了挖机工作效率，减少了台班数量。

图4 围护桩水平位移变化规律

4.3 社会评价

抽屉式施工方式在管廊- 地道共基坑施工过程中安全可靠，零事故、零隐患、文明施工，同时其分段式地开挖方式保证了交通正常畅通，缓解了交通压力，赢得了社会广泛好评，达到了质量保证，服务社会的目标。

5 结论

本文应用抽屉式施工方法，针对萧山机场三期项目中管廊- 地道共基坑段中多元限制条件下的施工环境和大跨度共基坑段整体式开挖的难题，取得了如下成效：

（1）抽屉式施工方法在地下复杂结构的共基坑段施工过程中，因其分段式逐步推进的施工特点减少了大跨度基坑开挖长度，安全可靠，整体质量高；

（2）抽屉式施工方法利用管廊区域施工的先行性，为后续地道施工阶段提供了外加结构支撑体系，同时共用的围护桩结构节省了成本和工期；

（3）抽屉式施工方法在作业面的灵活性，为面上交通预留了运输路面，减少了交通压力；

（4）抽屉式施工通过对分块区域不同的合理支撑围护体系结构的应用，节约了人、料、机费用，缩短了工期，节省了成本。