軟土地基全逆作深大基坑關鍵施工技術

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

1 工程概況

項目基地總面積約3.04 萬m2，總建造面積約573 223 m2，其中地下室總建筑面積約163 084 m2，主樓及裙房地下室均為5 層。整個地下室采用順逆結合工況設計理念，即主樓區域與裙房區域采用厚1.2 m、Φ121 m的地下連續墻分割后，主樓區域采用圓形基坑無內支撐順作法施工，裙房地下室采用全逆作法施工，在不影響總體施工基礎上，裙房逆作同步穿插施工[1,2]。

裙房地下室外圍圍護采用兩墻合一的地下連續墻，深度48 m，厚度1.2 m；裙房區域為框架結構體系，柱網間距為10.8 m×8.4 m，樓板的豎向支撐體系采用Φ1 000 mm鉆孔灌注樁加Φ550 mm鋼管立柱的一柱一樁受力體系；裙房區內基坑開挖面積約23 460 m2，平均開挖深度26.70 m，總土方量約63 萬m3；設計上采用類似圓形沉降后澆帶將主樓和裙房區域底板與各層樓板隔開，裙房基礎底板厚1.6 m，混凝土強度等級為C40 P10。

2 工程地質條件

本場地地基土在150 m深度范圍內的土層主要由飽和黏性土、粉性土和砂土組成，可分為12 層，其中第⑤、⑦層分為多個亞層。區域內由于缺失第⑧層黏性土，第Ⅰ、第Ⅱ承壓含水層（即第⑦層、第⑨層）相互連通，總厚達97 m，含水量及其豐富，承壓水直接對本基坑施工帶來巨大風險。

3 主要施工難點分析

3.1 復雜環境下的超深地下水控制

施工區域內⑦層和⑨層承壓水相互連通，水量極其豐富，承壓水頭高。裙房區開挖面已接近第⑦1 層承壓水面，基坑突涌的風險極大。基坑圍護體系為地下連續墻，大部分深度為46～50 m，無法切斷基坑內外承壓水水力聯系。大面積深基坑開挖過程中，長時間大范圍的地下水抽取勢必會對周邊環境造成較大的影響，因此對本工程降水控制提出了較高的要求[3]。

3.2 超深、超大面積裙房基坑全逆作開挖變形控制

裙房區域開挖面積約23 460 m2，平均開挖深度達26.70 m，總土方量約63 萬m3，施工工期緊，周邊環境保護要求高，結構差異沉降控制難，特別是基坑南側主樓地下連續墻與裙房地下連續墻有效距離僅約10 m，又需留置沉降后澆帶和設備吊裝孔，逆作開挖時作為支撐作用的永久結構剛度較小，對該側變形控制極其不利。

3.3 主樓上部結構與裙房逆作同步施工組織難度大

在順作部分主樓出±0.00 m后，逆作裙房基坑可開始施工，但必須確保提供足夠的施工場地和交通組織路線，滿足主樓大體量結構繼續向上施工，這給裙房逆作施工組織及完成后的交通布置提出了較大的挑戰。

互聯網金融是新興的金融模式，隨著信息技術發展更是出現了很多創新產品，由于法律的滯后性，使得沒有針對互聯網金融專門的法律法規，在各個地方政府出臺的規章中存有不同的規定。出臺的相關行政法規也僅僅是針對互聯網金融的某一類金融模式，并且也存在著規定過于原則化，從立法上看并沒有形成相對完整的體系，并且在實踐中也沒有具體的執行標準，交由地方政府執法機關根據實際情況進行裁量。由于立法的不足，導致在執法和司法過程中缺乏統一標準，影響法律的公平公正和司法公信力。

3.4 超深基坑的防滲漏節點設計的可靠性、合理性

裙房開挖深度接近⑦1層承壓水層，施工降壓措施解除后，永久結構將承受巨大的水壓力，永久結構各類防水節點設計施工如存在滲漏隱患均會嚴重影響后期正常的使用功能，而且后期補漏處理難度大，費用也巨大。因此，合理、可靠的各類承壓水層中的防水節點設計對本工程來說至關重要。

4 主要施工技術

4.1 超深地下承壓水控制技術

針對本工程基坑主樓先順作待出±0.00 m后裙房開始逆作開挖的特點，結合陸家嘴中心區域地質水文條件，在基坑正式施工前分別進行了現場主樓和裙房降水試驗，根據數據制定了科學合理的主樓和裙房分期施工基坑降水設計方案，做到主樓降壓井布置考慮后期裙房降壓井再利用，并按需降水，盡可能減少對周邊環境的影響。

具體布井原則：由于地下連續墻進入到承壓含水層中的長度達20～22 m，地下連續墻對外部地下水有一定隔水效應，故塔樓區施工時，部分井布置在塔樓基坑內，部分井布置在塔樓基坑外，裙樓區施工時，所有降壓井布置在基坑內；對于裙房區，充分利用塔樓區坑外65 m、55 m深層降壓井，同時在裙房區內布置部分45 m淺層降壓井，井深不超過裙房外圍地下連續墻深度；前期降水以坑內淺井運行為主，后期再陸續啟動塔樓區坑外降壓井，做到前期不超抽，按需降壓，后期深層降壓井開啟，確保裙房區大底板和深坑安全施工完成（圖1）。

因本工程降水難度比較大，基坑安全性比較突出，地下承壓水水位監控尤其重要，承壓水觀測井水位運用了實行全自動遠程自動監控系統，并在每層降壓運行中根據裙樓的土方挖土工況，制定詳細地針對性的階段降壓井開啟運行方案，并在實施前進行專門的水文地質滲流計算與分析，以優化實施方案，減少對周邊環境的影響[4]。裙房區分為3 個工況進行降水計算分析：

圖1 裙房逆作階段降壓井布置平面示意

工況一：裙房區基坑開挖至第4 道支撐，主要以基坑內淺的降壓井運行為主。

工況二：裙房區基坑開挖至第5 道支撐，主要以基坑內淺的降壓井和主樓外部分井運行為主。

工況三：裙房區大底板分塊施工，東、西、南和北四個方向先施工大底板，考慮這4 塊內降水井先封井，大底板上少留洞，主要運行其余4 個角落的降水井將水位控制在地面下25.22 m，確保整個大底板全部完成并安全養護。

4.2 超深全逆作“分區、對稱、平衡”開挖施工技術[5]

施工原則為先十字對撐結構部位施工，后4個角部區域結構施工。十字對撐部位施工時，保留角部土方平衡裙房地下連續墻主動土壓力。角部施工時，十字對撐范圍墊層必須全面形成，平衡土壓力，角部土方開挖由裙房地下連續墻向取土口推進，并由地下連續墻邊及時形成墊層[6,7]。

具體為：B1～B4層結構施工每層均被劃分為12 塊，分3 個階段施工（即B1-1→B1-2→B1-3），每個階段4 個小分塊同時進行挖土和相應結構施工，采用暗挖法。裙房B5層結構施工劃分為9 塊，施工原則遵循先十字對撐部位施工，后4 個角部區域施工，同時考慮裙房底板防水效果，減少分塊數量，增加每個分塊的體量，以便起到減少施工縫的目的（圖2）。

圖2 B1～B4層結構施工分塊示意（以B1層為例）

十字對撐部位分塊開挖時，先沿主樓地下連續墻一圈開挖，一方面考慮主樓地下連續墻的爆破施工與土方開挖同步進行，加快進度，另一方面考慮裙房地下連續墻側土方最后開挖，減少裙房地下連續墻的暴露時間，控制地下連續墻變形（圖3）。

圖3 裙房逆作分層開挖及分期墻爆破劃分剖面示意

圖4 基坑南側結構剛度較小部位開挖控制分塊示意

針對變形控制難度最高的基坑南側，采取了一系列技術措施保證施工階段安全，包括了土方與墊層施工時，采用了“分塊、對稱、限時、早強”的方法加快形成臨時支撐，此處沉降后澆帶采用了永久梁板結構代替臨時結構，但鋼筋全部斷開，并采用隔膜斷開留設一條較小間距的豎向沉降縫，以利于結構沉降變形[8]。

4.3 主樓與裙房同步施工組織方法

鑒于超高層主樓結構與裙房逆作基坑同步施工，為了確保工程順利實施，針對性地采取了以下幾個方面施工組織技術措施：

（a）將B0層頂板劃分為11 個分塊分8 個階段流水組織施工，每個階段都保證主樓有足夠的場地滿足重型鋼結構材料的進場、吊裝和大體積混凝土澆搗的施工組織，兼顧裙房首層順作施工的組織。

（b）由于B0層主樓與裙房頂板標高分別為-1.00 m和-1.50 m，存在一定高差，同時與場外道路-0.50 m標高也存在較大差異，為了確保場內施工道路形成環路，有利于超大型綜合體項目的建造，故針對性地對首層頂板進行深化設計，采用放緩坡，填充輕質材料+鋼筋混凝土面層的做法解決道路標高差異問題（圖5）。

（c）鑒于首層頂板作為施工道路和堆場用途，需長期保留的降壓井等的留置位置和排水布置均設計在地下1層空間內，不影響首層施工道路。

圖5 裙房逆作分層開挖及分期墻爆破劃分剖面示意

4.4 超深基坑防滲漏防水節點設計

上海中心大廈裙房基礎底板底標高為-27.00 m，基礎底板基本位于⑦層承壓水層上部，承壓水壓力對底板施工縫防水質量提出了極高的要求。

4.4.1 主樓與裙房之間沉降后澆帶防水節點設計

主樓先順作至±0.00 m后裙房開始逆作，兩者之間1 道厚1.2 m地下連續分隔墻由上直下分段拆除，并在該區域內留置1 條2 m寬的沉降后澆帶，待主樓沉降穩定后才可封閉。故在該沉降后澆帶設計時，既要考慮傳力問題又要考慮防水可靠性。具體思路為：裙房與主樓后澆帶之間的地下連續墻應鑿至裙房基礎底板下一定的位置，地下連續墻不應影響后澆帶區域基礎底板的正常沉降。由于裙房基礎底板澆筑后，裙房減壓降水井絕大部分封閉停止工作，所以基礎底板后澆帶區域的構造節點設計考慮能抵抗地下承壓水的作用力，后澆帶區域設置了厚1 m配筋加強墊層，加強墊層與主樓第6道環形圍檁（已與主樓底板一起澆筑）用植筋方式加強連接。防水考慮后澆帶兩側各預設2 條膨潤土膨脹止水條（20 mm×25 mm）和1 條預埋式多次注漿管。原主樓底板預埋止水鋼板加寬150 mm，裙房底板設置2 道4 mm×300 mm止水鋼板、后澆帶澆搗后，表面涂刷厚1 mm水泥基滲透結晶防水涂料。

4.4.2 連接部位各類防水節點設計

二墻合一的地下連續墻與逆作結構連接節點多、結構縫多，且本工程超深地下連續墻本身的施工質量控制難度高，特別是地下連續墻接縫處在水壓力作用下容易留下滲漏隱患，嚴重的滲漏對周邊環境保護極其不利，故綜合考慮了以上難點，優化設計了原防水節點，包括增加多次注漿管等主動防御措施確保地下連續墻與永久結構縫的安全。典型節點如圖6所示。

4.4.3 裙房底板施工縫防水節點設計

圖6 地下連續墻扶壁柱防水節點設計構造

鑒于后澆帶節點防水節點處理復雜，同時后續封閉時間長，也較大地影響裙房區內大部分降壓井的封閉，故結合B5 層逆作底板分塊施工特點，相鄰2 塊底板澆筑時間間隔在7～10 d，故裙房底板以底板施工縫代替了底板伸縮后澆帶，簡化了處理難度；為了確保施工縫在承壓水壓力下的安全性，采用了多道防水相結合的防水措施，取得了較好地實施效果，具體節點如圖7所示。

圖7 裙房底板施工縫防水節點構造

5 結語

在本基坑地下承壓水控制中，結合了前期的抽水試驗和模型模擬計算分析，并針對這類主樓順作裙房逆作、基坑特點，在降壓井布置設計中兼顧主樓與裙房的降水方案，采用了“深層井、淺層井“結合布置降壓思路，實施時制定了合理的降水運行方案，特別是針對承壓水的動態控制，確保了按需降水，減少了對周邊環境的影響。

在本工程超深超大全逆作基坑開挖控制時，采用了“分區、對稱、平衡”開挖理念，利用取土口先完成十字對撐部分結構開挖施工再逐步開挖角部區域結構的方式，并確保前續分塊早強墊層形成后才可進行后續分塊開挖。

通過結合以往深基坑的經驗和教訓，對本工程各類逆作結構防水節點進行了更好地深化設計和論證，較好地解決超深基坑承壓水壓力下的滲漏問題。以上一些體會，希望能給后續類似工程提供一定參考和借鑒。