绍兴国际会展中心与地铁车站毗邻深基坑同步施工技术*

叶 翔，李正青，史松波，童小波

(1.浙江精工钢结构集团有限公司，浙江 绍兴 312030； 2.北京城建中南土木集团有限公司，北京 100000)

1 工程概况

绍兴国际会展中心一期B区工程为浙江省重点工程，总投资27亿元，项目位于柯桥中纺CBD东侧，占地面积12.38万m2，总建筑面积约17.35万m2，共设展位2 500个，主要由1号展厅、2号多功能展厅、会议中心、35kV变电站及绿化公园、河上连桥5部分构成，是1座国际标准的集展览、会议、餐饮等多功能于一体的现代化展览中心。其中2号多功能展厅(以下简称会展2号馆)地下建筑面积约3.2万m2，布置车库、下沉庭院、设备用房、商业用房、厨房等，地上建筑面积约6.4万m2，包括会展廊与多功能展厅。同期建设的绍兴地铁1号线支线沿河上连桥、会展2号馆南侧穿越而过，在会展2号馆地下室西南角设柯桥客运站。

会展2号馆地下室采用桩筏基础，工程桩为钻孔灌柱桩，车库底板标高-6.700m，底板厚550mm，地铁接驳口底板标高-11.400m，厚1 000mm。地下室主体为混凝土框架结构，标准柱距9m×9m，外墙厚度500mm，顶板厚200～250mm，梁、板、墙、柱混凝土强度等级主要为C40。

柯桥客运站为绍兴地铁1号线支线起点站，位于柯桥客运中心南侧，沿绸缎路东西向布置，车站主体结构长473.2m，为地下2层单柱双跨(局部双柱3跨)11m岛式站台车站，站前设置双停车线，标准段宽19.7m，深16.4～18.75m。

2 基坑围护概况

会展2号馆基坑围护采用排桩-内支撑体系，排桩采用钻孔灌注桩及SMW工法桩，西南角与东北角设2道混凝土支撑，其余部位均为1道混凝土支撑。地铁基坑采用明挖法施工，围护结构采用800mm厚地下连续墙；东端盾构井段设置5道内支撑加1道换撑(第1，3道为混凝土支撑，其余为钢支撑)，余段设置5道内支撑(第1道为混凝土支撑，其余为钢支撑)。

图1 会展2号馆基坑与地铁基坑平面关系(单位：m)

3 工程特点

1)两个基坑均位于流塑状的淤泥质土中，该地层自稳性差，敏感易变形，基坑自身安全稳定风险大。

2)会展2号馆基坑施工受疫情影响，在全面复工后，两个基坑建设工期出现了重叠，会展2号馆基坑开始开挖时，地铁基坑开始地下连续墙施工；会展2号馆混凝土支撑施工完成、开始地下室底板工作面开挖及施工时，地铁基坑同步具备土方开挖条件，两个毗邻深基坑形成同步施工状态，存在较大技术难度及安全风险。

4 施工方案比选

4.1 先深后浅施工方案

地铁深基坑先行施工，在地铁深基坑施工期间，2号馆南4～南6区底板停止施工，并在地铁1.5倍开挖深度范围内留土，待地铁深基坑主体施工完成后，方可对留土范围进行开挖(见图2)。

图2 先深后浅施工方案

该方案优点：①先深后浅的施工方式满足临近基坑开挖施工原则，1.5倍开挖深度范围内留土后，地铁基坑两侧土压基本达到平衡，无需采取额外加固措施。②地铁基坑施工完成后，2号馆基坑周边不稳定因素减少，施工安全风险大幅降低。③双方无交叉作业，施工管理相对简单。

该方案缺点：会展2号馆4～6区底板无法贯通，4～6区拆撑、地下室主体施工受到影响，进一步影响地下、地上主体施工工期，项目整体完工时间将推延4.5个月，大幅突破工期节点目标，易造成不良社会影响。

4.2 同步错位施工方案

地铁基坑冠梁及首道混凝土支撑与2号馆4～6区土方开挖同步进行，地铁基坑首道混凝土支撑施工完成后，由15～17段开始由西向东施工，会展2号馆基坑由南4区开始由东向西施工，在平面上形成同步错位施工状态，具体施工步骤如下。

4.2.1会展2号馆基坑南6区与地铁基坑14～16段施工步骤

1)第1步 会展2号馆南6区底板施工与地铁基坑14～16段3道支撑以上土方开挖同步进行(见图3)。

图3 会展2号馆基坑南6区与地铁基坑14～16段施工步骤1

2)第2步 会展2号馆南6区底板施工完成后暂停施工，地铁基坑14～16段继续3道支撑以下土方开挖(见图4)。

图4 会展2号馆基坑南6区与地铁基坑14～16段施工步骤2

3)第3步 地铁14～16段车站中板完成后，会展2号馆南6区拆除混凝土支撑，南6区地下室顶板与14～16段车站顶板同步施工(见图5)。

图5 会展2号馆基坑南6区与地铁基坑14～16段施工步骤3

4.2.2会展2号馆基坑南4、南5区与地铁基坑17～20段施工步骤

1)第1步 地铁基坑冠梁及首道混凝土撑施工完成后暂停施工，由会展2号馆南4、南5区先行完成底板施工(见图6)。

图6 会展2号馆基坑南4、南5区与地铁基坑17～20段施工步骤1

2)第2步 会展2号馆南4、南5区采取换撑加固措施，在底板达到设计要求的强度值后拆除南4、南5区混凝土支撑(见图7)。

图7 会展2号馆基坑南4、南5区与地铁基坑17～20段施工步骤2

3)第3步 会展2号馆南4、南5区地下室主体与地铁基坑17～20工段3道支撑以上土方开挖同步进行(见图8)。

图8 会展2号馆基坑南4、南5区与地铁基坑17～20段施工步骤3

4)第4步 会展2号馆南4、南5区地下室主体施工完成、肥槽回填后，地铁基坑17～20工段继续完成3道支撑以下土方开挖及车站主体施工，地铁车站主体完工后，会展2号馆拆除新增抛撑(见图9)。

图9 会展2号馆基坑南4、南5区与地铁基坑17～20段施工步骤4

该方案优点：①2号馆南6区上部为入口广场，由地铁基坑先行施工，不影响2号馆上部主体钢结构安装，对项目整体工期影响较小。②2号馆南4、南5区底板达到设计强度后，稳定了基底土方，为围护排桩提供了有效支撑，增加换撑措施后，能够有效平衡地铁基坑3道支撑以上土方开挖及钢支撑加载传递而来的水平推力，确保南4、南5区地下室主体施工的正常进行。③利用同步错位施工形成的时间差，使得两个基坑均能够在相对安全条件下保持连续作业，避免出现工序等待，将相互工期影响降到最低限度。

该方案缺点：①2号馆4～6区底板完成、基坑内土体清空后，导致地铁基坑南北两侧土体荷载不均衡，形成偏压，容易引起地铁基坑开挖期间向北整体位移。②双基坑施工互相掣肘，工序控制难度较大。③需额外增加换撑措施，增加投资。

经综合比较，先深后浅方案技术上相对稳妥，安全风险较小，但是两个基坑不能同步施工，会展2号馆施工工期受到重大影响，方案综合优势不明显。双基坑同步错位施工虽工序穿插配合较为复杂，需增加额外换撑措施，但是两个基坑能够同步开展施工，不存在较长时间的工艺等待，有利于保证双方施工工期，且通过加强施工监控及协同，能够将施工安全风险控制在合理可控的范围。故本工程最终采取双基坑同步错位施工方案进行施工。

5 施工关键技术

5.1 会展2号馆南4、南5区换撑措施设计

新增换撑措施包括4区、5区后浇带对撑及南4、南5区冠梁新增钢抛撑，平面布置如图10所示。

图10 换撑措施平面布置

后浇带对撑采用└160×14角钢锚入后浇带两侧底板，做法如图11所示。

图11 后浇带对撑做法

冠梁新增钢抛撑采用H400×400×13×21热轧H型钢，支撑角度25°，上口破口与冠梁顶紧，下口设预埋钢板焊接连接，具体如法如图12,13所示。

图12 冠梁新增斜抛撑做法

图13 冠梁新增斜抛撑下口节点做法

5.2 地铁基坑施工措施

1)地铁基坑开挖时，为减小围护结构墙顶位移，采用了短开挖、早支撑、早封闭的方案。即将开挖段由24m缩短为8m，底板每次见底长度8m，并在见底后立刻施工垫层，底板结构浇筑完成后再开挖下一段，垫层加厚至25mm，并采用C30早强混凝土。

2)针对同步施工状态下地铁基坑上部土体偏压，3道支撑以下土方开挖时可能出现基坑变形速率快、变形大、钢支撑被动卸载等情况，对原有设计方案进行调整，将第4道支撑由φ609钢管增大为φ800钢管，同时，将第3，4，5道钢支撑的预加轴力由轴力设计值的40%增加至80%。

3)地铁基坑开挖放坡采用短平台、陡放坡的形式，尽量利用土体反压减缓围护结构变形。

定向医学生的学习动机及其各维度在性别上不具有统计学意义(P>0.05)，且男女生在物质追求维度上得分最高。(见表2)

4)两个基坑之间的场地撤除所有地面荷载，减少扰动。

5.3 施工监控方案

在会展2号馆与地铁站毗邻基坑同步施工过程中，基坑之间的相互影响、基坑间有限土体的性质、计算假定与原设计存在较大差异，加之施工过程中，存在着时间和空间的延迟过程，以及降雨、地面附加荷载等偶然因素的作用，使得围护结构内力以及土体变形的预估与工程实际情况有较大差异。因此，在会展2号馆与地铁站毗邻基坑同步施工过程中，需建立联合监测机制，对毗邻基坑围护结构和周边土体进行全面、系统的监测，确定异常情况的处置预案，方能确保工程顺利进行。

5.3.1联合监测机制

1)建立联合监测小组，确定沟通、协调机制。

2)制订联合监测方案，在会展2号馆与地铁基坑原设计监测方案的基础上，对毗邻部位监测点位、监测周期、监测频率进行加密、微调，使之适应毗邻基坑的平面布置情况及实际施工情况。

5.3.2联合监测内容

联合监测内容主要为基坑毗邻范围围护结构内力、变形监测及土体变形监测(见表1)，主要监测点位平面布置如图14所示。

表1 联合监测内容

图14 联合监测主要点位平面布置

5.3.3联合监测频率

根据联合监测内容确定监测分工，按表2频率实施监测，由双方项目技术负责人每日互通监测日报，及时上报异常情况并牵头制定处置方案。

表2 联合监测频率

5.3.4监测结果

当地铁基坑14～16段由西向东逐段见底开始底板浇筑、17～20段完成3道支撑以上土方开挖时，地铁围护墙测斜开始达到峰值，此时主要点位ZQT35(底板浇筑)、ZQT32(5道支撑开挖)、ZQT29(3道支撑以上土方开挖完成)的水平位移曲线如图15所示。

图15 地铁围护墙典型部位测斜水平位移曲线

根据监测结果，随着开挖深度不同，地铁围护墙深层位移向南发展，最大位移值146mm，地铁围护墙上部发生不同程度北向位移，最大位移值36mm。

据现场实地观察，因地铁基坑只能南侧单边开挖，导致基坑南侧机械、堆载较多，而双基坑中间边坡土体略有隆起现象，可见地铁基坑上部北向位移原因为基坑上部悬臂、南北侧偏压、坡顶缺少水平约束，导致基坑间有限土体压缩上挤产生，但由于北向位移绝对值较小，经判断处于正常状态，实际施工时未加干预。而基坑底部最大位移值及变化速率较大，由于预先加大了第4道支撑规格及第3～5道支撑预加轴力，并且采取了短开挖、早封闭施工方案，整块底板在监测数据指导下及时完成封闭，各道支撑工作状态正常。

会展2号馆围护结构因南6区混凝土支撑保留，南4、南5区拆撑后增加了换撑措施，围护冠梁监测结果显示与地铁基坑同步施工过程中基本未发生水平位移，南6区保留的混凝土支撑内力监测结果显示，在地铁施工周期内，支撑轴力随地铁开挖、加撑过程逐步增大，随封底、拆撑过程逐步减小，支撑最大轴力值5 830kN，未超过6 500kN的设计值，基坑整体稳定性未因地铁同步施工产生不利影响。

6 结语

经精心策划与严密监测，会展2号馆与地铁车站按预定步骤顺利完成了毗邻深基坑同步施工，为两项重点工程按计划竣工创造了良好的前提，社会效益显著，其施工技术与实施经验可为类似工程提供有益借鉴。

1)实践结果表明，地铁基坑与房建基坑毗邻时，可利用地铁基坑工作面狭长的有利条件组织同步错位施工，避免生搬硬套“先深后浅”原则大幅增加施工等待时间。

2)由于工程建设的不确定性，房建与地铁基坑毗邻且计划建设工期相近(相距6个月内)时，两个基坑在设计阶段就宜考虑同步施工影响，宜将两个基坑的冠梁支撑设到同一水平面上，避免某一基坑上部出现悬臂情况，也方便在出现同步施工时采取加固措施。

3)监测结果表明，地铁基坑钢支撑预压力施加引起房建基坑支撑轴力显著增大，是毗邻双基坑同步施工技术措施设计的重点，有条件情况下宜采取有限元法定量分析。

4)地铁与房建毗邻深基坑同步施工应根据基坑平面布置、施工周期、施工方案针对性设计联合监测方案。