超大單體地下室結構施工組織

中國建筑第八工程局總承包公司 上海 200135

1 工程概況

某工程地下室2 層，裙房地上3 層，塔樓地上17 層，裙房建筑高46.65 m，塔樓高99.95 m。建筑東西向長550 m，南北向寬320 m，工程總用地面積190 246 m2，總建筑面積841 584 m2，地下部分為現澆混凝土框架-剪力墻結構，地上為鋼框架、混凝土-框架剪力墻結構（圖1）。工程特點、難點如下：

圖1 工程及周邊概況

1.1 平面尺寸長，單層面積大

本工程建筑東西向長550 m，南北向寬320 m。圍墻東西向長約630 m，南北向寬約360 m，基坑面積140 230 m2。如此大面積的單體，材料的需求量很大，而如何將鋼筋、模板、鋼管等建筑材料運輸至各區塊是保障工程順利進行的關鍵。

1.2 工程施工用地小

本工程圍墻邊距圍護樁距離較小，部分圍墻距離圍護樁僅6.9 m。狹小的空間致使場內部分環形道路寬僅為4 m，這給基坑內材料運輸帶來很大的困難。

1.3 混凝土工程量大

本工程底板厚800 mm，最厚處達4 200 mm，地下部分混凝土約350 000 m2，保障混凝土施工順利及有效的進行是本工程又一重點。

2 施工方案的選擇[1-3]

根據以上工程特點，準備2 套施工方案進行實施。

2.1 方案一

2.1.1 施工部署

基礎及地下結構連為一體，施工時以南北向為分界線，結合工程布局，將總體區段劃分為6 個施工區，即將塔樓分別并入I～V區段內，西端下沉廣場IX區為一個區段。為便于施工組織流水，再按后澆帶設置細分成各個細部施工段，以使進行整體區段間流水作業，如圖2所示。

基礎墊層、防水及基礎結構隨土方開挖工作面的提供跟進施工；區段間大的流水順序以Ⅰ→Ⅸ、Ⅱ→Ⅲ、Ⅳ→Ⅴ區；區段內以后澆帶分塊為單位組織段內細部流水施工。

圖2 方案一地下結構施工流向

2.1.2 機械設備計劃

（a）為滿足本工程主體結構施工期間鋼筋、模板、鋼管垂直運輸需要，計劃投入24 臺固定式自升塔吊，其中1 臺FO23B，臂長60 m；1 臺QTZ80塔吊，臂長60 m；22 臺C6015塔吊，臂長60 m；這些塔吊的布置基本能覆蓋整個工程施工操作面，具體位置見圖3。

圖3 方案一地下結構施工布置

（b）本工程的鋼筋下料不同施工階段均有不同的區域，每個區域各設若干套鋼筋加工機械。除塔吊吊運外，成型鋼筋、模板、鋼管等材料的運輸配備250 kN汽車吊6 輛，500 kN汽車吊6 輛，平板汽車6 輛，有條件的用于場內倒運。

（c）混凝土泵布置在施工道路旁和需要澆筑混凝土的施工區，現場平常放置24 臺混凝土輸送泵，混凝土澆筑時，把輸送泵用拖車拖至需要澆筑混凝土的區域，每次使用輸送泵數量根據混凝土方量具體確認，混凝土輸送泵處地面進行場地硬化。

2.2 方案二

2.2.1 施工部署

工程總體區段劃分為6 個施工區，即I～V及Ⅸ區，區段內按后澆帶分為若干施工段，以便進行整體區段間流水作業。基礎墊層、防水及基礎結構隨土方開挖工作面的提供跟進施工；區段間大的流水互不影響，除Ⅸ區外（不是關鍵節點），其余5 個區段可同時施工；區段內以后澆帶分塊為單位組織段內細部流水施工，見圖4。

圖4 方案二地下結構施工流向

沿東西向在基坑內設置若干條臨時下基坑便道，以解決施工過程中水平運輸的問題。

2.2.2 機械設備計劃

（a）本工程主體結構施工階段，計劃投入22 臺固定式自升C6015塔吊，臂長60 m；塔吊的布置基本能覆蓋整個工程施工操作面，具體位置見圖5。

圖5 方案二地下結構施工布置

（b）本工程的鋼筋下料按區域劃分，每個區域各設若干套鋼筋加工機械。除塔吊吊運外，成型鋼筋、模板、鋼管等材料的運輸配備250 kN汽車吊3 輛，500 kN汽車吊3 輛。

（c）混凝土泵布置在施工道路旁和需要澆筑混凝土的施工區，現場平常放置6 臺混凝土輸送泵，混凝土澆筑時，把輸送泵用拖車拖至需要澆筑混凝土的區域，每次使用輸送泵數量根據混凝土方量具體確認，混凝土輸送泵處地面進行場地硬化。

方案二與方案一進行對比，其施工優缺點見表1。

3 施工方案的具體實施[4-8]

3.1 建立雙環形施工道路體系

開工后以圍墻劃分，設置2 道環形施工道路。圍墻內沿基坑邊設置寬6 m厚200 mm C30的鋼筋混凝土環形道路。

圍墻外在工地南側及西側澆筑寬12 m厚300 mm C30鋼筋混凝土施工道路，再利用奔競二路、青年路組成外環道路。

3.2 設置多個出入口

參照以往施工經驗，結合工程實際情況，沿圍墻周邊每200 m設置一個大門，由于東面和西面為材料及車輛的主要進出方向，因此相應增加了1個大門。即現場共設置13 個大門，以保證各種材料車輛運輸的順利有序。

表1 方案對比特點

3.3 構筑“兩橫三縱”體系

基坑內，南北兩側設置2 條東西向18 m寬的下基坑便道，Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ區分別設1 條南北向臨時道路，在基坑內部形成“兩橫三縱”的交通體系，具體位置見圖6。

圖6 地下結構施工布置

考慮以下幾個因素，沿東西向在基坑內設置若干條臨時下基坑便道：

（a）塔吊工作半徑為50～60 m，為保證塔吊的全覆蓋及避免二次倒運，每隔100 m設置1 道施工便道。

（b）汽車泵工作半徑為40 m，配合部分固定泵，可極大的提高混凝土澆筑的施工效率。

（c）考慮將來便道上設置混凝土泵停靠點，在其中的一個區塊進行混凝土施工情況下，并不影響其它區塊正常的材料運輸，即至少可容3 輛車輛并排通行——便道寬度不小于9 m。

（d）本工程軸線間間距，即基礎承臺間距為9 m。考慮承臺的寬度及承臺與基礎底板鋼筋的預留，將施工便道寬度設置為18 m。

下基坑道路路面標高與基礎底板頂面一致，坡度設置為5°～6°，本工程基礎底板面標高為－10.1 m（相對標高），因此放坡長度設置為100～120 m。

3.4 圍護體系的變更

下基坑坡道需要較大的放坡，這勢必對原設計圍護體系產生影響，為保證施工的順利進行，對原圍護設計進行部分變更。

根據放坡角度及長度，計算出西側道路處圍護樁需向西側偏移32 m。按三級放坡計算，在距道路兩側12 m處增設圍護樁，以保證止水帷幕的完整。詳見圖7。

3.5 下基坑便道區段的施工

當下基坑便道兩側結構施工至±0.00 m，便道區段沿東西向開始由中間向兩側進行基礎底板施工。

圖7 圍護樁變更平面示意

4 結語

本工程自2011年10月開工，截至2013年1月結構施工至±0.00 m，共向場內輸送了鋼筋72 900 t，模板420 530 m2，木方10 330 m3，混凝土360 640 m3。工程各個環節均在有條不紊地進行。總工期比原計劃提前了約30 d。施工方案的選擇，取得了良好的效果。