快速施工技術在地鐵保護區超深基坑施工中的應用

楊晨

摘 要：在地鐵沿線建造超高層建筑有著極大的經濟利益，但對建筑深基坑施工安全、地鐵運營安全也是一大考驗。結合提籃橋街道HK324-01號地塊深基坑施工工程，對基坑的設計措施、施工措施、管理措施進行了分析及研究，確保快速施工，以減少對地鐵運營的影響，也為今后類似情況提供借鑒與參考。

關鍵詞：快速施工;超深基坑;分區開挖;地鐵保護

1 前言

近年來，基坑的開挖規模和深度越來越大，20m以上的超深基坑在同類型工程中越來越普遍。同時，有些基坑緊挨用地紅線，甚至緊靠軌道交通線路。使得大城市中的基坑工程出現“大、緊、深”的特點，這一系列的特點使得深基坑開挖成為一個難點，給工程技術人員帶來了諸多挑戰。本文以上海市“提籃橋街道HK324-01號地塊”工程項目為例，詳細介紹了緊鄰地鐵管片區間的大型深基坑如何做到快速施工，效地減少了對地鐵區間段的影響，從而確保地鐵運行安全。為以后實施類似工程積累了經驗。

2 工程概況及工程地質條件

2.1 工程概況

提籃橋街道HK324-01地塊由上海實森置業有限公司投資開發新建。本項目地塊用地面積23037.2m2，場地東西長137m，南北長約170m。

工程坐落于上海市虹口區，西至丹徒路，南至東大名路，東至公平路，北至東長治路。本工程大致可以分為四部分，由1棟辦公塔樓（地上37層），地上3層（局部4層）主題商業中心裙樓、地上3層音樂劇劇院、地上2層聶耳舊居及地下5層（局部地下2層）地下室組成。地塊相鄰白金灣廣場，位于金融及商業中心核心地段。

場地北側東長治路下有正在運營的軌道交通12號線隧道區間段，本項目地下室邊線距離軌道交通隧道最近僅9.27m。隧道埋深約為9m。

本工程場地地下水類型有淺部土層中的潛水、中部土層（第⑦層）和深部土層（第⑨層）中的承壓水。本工程地下室五層，基坑普遍開挖深度約為25～27m，局部深坑最深達33.7m，故淺部的潛水和第⑦層承壓水均與本工程建設密切相關。

3 完成深基坑快速施工的難點

（1）本工程基坑緊鄰地鐵12號線管片區間，同時開挖面積大，深度深，其中塔樓核心筒落深坑深度達-33.70m。一旦基坑開挖，將連續作業不停歇，直至基礎大底板完成，從而確保深基坑的穩定，進而妥善地保護好了12號線地鐵管片區間段的正常運營。對此絕對是本工程的重點與難點。

（2）由于上海“進博會”停工近20天，這20天工期在土方開挖階段，從而嚴重影響了深基坑的施工工期，進而影響了2019年春節前完成A區大底板的節點目標。故為完成這一目標，也將成為此工程的重點及難點。

（3）本基坑開挖面積大，深度深，時間長，地質條件復雜。基坑開挖時在動水壓力作用下易產生流砂、管涌、塌方等現象，基坑開挖到一定深度后易出現坑底隆起回彈，影響基坑安全。所以快速施工的同時一定要實時確保基坑的穩定。

4 完成深基坑快速施工的技術要點

4.1 設計措施

（1）由于基坑緊鄰地鐵12號線，故綜合考慮對本次開挖基坑進行分坑設計，本次基坑共分為A區、B區、C1區、C2區共4個基坑。開挖總面積18948m2。中C區坑內滿堂加固和抽條加固作為壩體來針對北側地鐵線進行保護。基坑采用地墻支護形式，且切斷⑦層承壓水，外側地墻均設止水帷幕。基坑內設置三軸攪拌樁作為裙邊加固，三重管高壓旋噴樁及RJP作為深坑加固。

（2）支撐均為南北向對撐，此支撐形式能夠更有效進行分區流水開挖，以縮短圍護墻無支撐暴露時間，縮小時間效應的影響，以確保盡快形成南北對撐，保證地鐵12號線區間段沉降及管徑收斂穩定，同時也能加快深基坑大底板施工時間。A區基坑豎向共設置6道混凝土支撐，B區基坑豎向共設置5道混凝土支撐，C區設置4道支撐（首道混凝土支撐，其余3道均為鋼支撐伺服系統）。同時混凝土支撐的強度由設計強度C35提高至C50，以減少支撐混凝土養護時間，提早進行下皮土方開挖。

4.2 施工措施

（1）人員組織

每道支撐施工前，首先測算現場施工工程量，根據工作量來計算勞動力，鋼筋按1噸/天/人，模板按20m2/天/人，支撐砼按60m3/小時，鑿樁按3根/天/人來計算，將配置鋼筋工80人、木工60人、混凝土工20人，鑿樁工10人、電焊工2人，輔助工40人，合計212人;大底板搶工期間，鋼筋按1.5噸/天/人，防水按200m2/天/人，底板砼按100m3/小時，鑿樁按3根/天/人來計算，將配置鋼筋工300人、鑿樁工50人、電焊工20人、混凝土40人、防水工30人、輔助工60人，合計500人（各分三班，每班8小時，保證24小時連續作業）。

（2）機械配備

搶工期間配置足夠的機械設備，首先測算現場土方工作量，并根據申通公司要求，按5000m3/天計算，并根據分區分塊流水作業，開挖一層采用2臺350挖機外加3臺220挖機，同時現場備用一臺大挖機，每臺大挖機配2臺小挖機;開挖二、三層采用同數量的長臂挖機;開挖三層以下采用履帶式抓斗挖機5備1，每臺抓斗挖機配2臺小挖機。機械操作人員須三班制。

（3）材料組織

1）主材控制：

確保“進博會”前用于第二、第三道支撐施工的鋼筋一次性全部進場，避免鋼筋缺料;保證“進博會”前用于第二、第三道支撐的混凝土量供應充足，避免支撐施工期間混凝土供應不足;其他施工材料必須保證足備供應，確保“進博會”之前現場施工的持續性;“進博會”后的用于支撐及大底板施工的鋼筋及混凝土必須保證材料供應滿足要求，原大底板施工采用的原有的防水層1：4厚SBS高聚物改性瀝青防水卷材，更改為防水層1：1.2厚高分子預鋪反粘反粘自粘膠膜防水卷材，這樣可進行濕作業施工，并消減一道保護層，從而加速施工時間，加快施工進度。

2）場地控制：

A區第二批土開挖前，B區（約9450m2）、C區（約1800m2）工作作為重要材料加工場及堆場和蓄車、蓄土場地，原基礎公司B區泥漿池（長*寬*深=50m*15m*2.8m）作為臨時土方周轉場地（可集土方約2100m3）。大于基坑深度一倍區域按堆土2.5m高算可堆土方約6300m3。合計蓄土約8400m3。

（4）技術措施

1）分區流水作業：

基坑開挖充分運用“時空效應、分層、分塊、留土護壁、對稱、限時開挖支撐”，除首皮土方退挖外，其余各層土方均采用分區分塊盆式流水開挖，即先進行盆中土方開挖，緊跟盆中支撐安設。后再進行盆邊按支撐的布置形狀分區開挖，當一個區段的土方挖至規定標高后，緊接著立即安設支撐，分區土方開挖使部分的空間幾何尺寸和圍護無支撐的暴露時間明顯縮短，從而達到快速施工的目的，進而縮短了對地鐵12號線區間段的影響時間。

2）棧橋改良：

原設計棧橋兩邊設置15cm高、20cm寬的的混凝土擋水坎，后與設計協調修改為60cm高、20cm寬的混凝土擋墻，等土方開挖完成后加設60cm高的定型化圍擋。此修改的目的主要為了確保臨邊的安全，避免由于挖機在開挖過程中大臂碰到圍欄片產生高墜現場，從而影響了開挖的進程。故在棧橋上設置混凝土擋墻，也是深基坑快速施工的一種有效措施。

3）自卸式溜管：

為滿足現場基坑內20000m3左右的底板砼澆筑，本工程在澆筑大底板時采自卸式溜管系統。此系統由卸料臺、料斗、法蘭盤、無縫鋼管、抱箍、槽鋼固定座、輪軸、鋼滑槽、鋼拉索等組成。此設備能大大加快了混凝土的澆筑作業時間，減少了大體積混凝土中冷縫的產生以及混凝土的離析，并且有效地解決了汽車泵占用施工道路的工作面問題，大大提高了交通組織的流水性。從而達到了深基坑快速施工的效果。

（5）管理措施

1）在關系安全質量的深基坑開挖（含渣土裝運）施工過程中，積極協調各參建單位，會同區建管辦、區重大辦、區環保局、虹口區城管機動中隊、北外灘街道、居委會、北外灘派出所等單位聯合召開會議，擬定將此工程辦理為搶險工程，同時與周邊敏感建筑物居民（祥光里小區）委員會簽署了《夜間施工諒解協議》，通過專家評審后，可避免“12345”市民投訴熱線中針對此工地的投訴引起政府停工，以實現24小時連續施工。

2）同時我司針對夜間施工，在基坑周邊、塔吊等位置安裝足夠的照明設備，保證夜間施工有良好的照明條件。

3）管理人員配備夜班，具備足額的管理人員對夜間施工進行管理。

5 實施效果

雖在地鐵沿線復雜的地理環境下，建造5層地下室存在很大的風險。但利用上述方法有效策劃及合理的施工組織，以及過程中對基坑不斷地進行分析總結，因而此基坑從2019年9月28日開挖開始，以“十天一撐”的速度完成每一皮土，并從2019年1月25日中午12：00開始，歷經43小時，圓滿完成了A區塔樓區域18333m3的大體積混凝土澆搗。雖由于“進博會”停工20天的工期影響，但確保了春節前完成A區大底板施工這個節點目標。為后續各項工作的開展打下堅實基礎。并為今后的臨地鐵側深基坑快速施工提供了良好的借鑒。

參考文獻

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