緊鄰保護建筑側狹長基坑逆作法分區開挖技術

徐一博

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

隨著我國城市社會經濟的高速發展，城市化進程加快，建筑行業急速發展，特別是在城市核心區，各類標志性的超高層建筑層出不窮。因此，也必然導致了核心區超高層建筑在深基坑施工過程中緊鄰老舊建筑、地鐵車站等需要重點保護的對象，對深基坑施工過程中的基坑變形控制提出了很高的要求。同時，城市核心區也必然導致了施工過程中場地狹小的困難。因此針對該類深基坑，通常采用逆作法進行施工，通過逆作法合理優化分配施工場地，并且進行基坑變形控制[1-8]。本文以大中里綜合發展項目3區基坑為例，研究緊鄰保護建筑側狹長基坑逆作法分區開挖技術，以期為今后類似工程提供借鑒。

1 工程概況

上海市靜安區40號、46號地塊大中里綜合發展項目（后簡稱大中里項目）位于上海市靜安區的核心區。由于項目地塊較為龐大，因此大中里項目分為多個區塊進行施工。主要分為第一階段進行施工的1區、西側緊鄰在建的軌道交通13號線南京西路站的2區、北側靠吳江路并有軌道交通2號線穿越的4區以及場地內由于道路翻交最后施工的3區（圖1）。

圖1 3區基坑周邊環境示意

3區基坑是一個典型的狹長形基坑，其東側存在一保護建筑，對基坑開挖存在嚴格的變形控制要求；3區其余側地塊已經進入地上結構施工階段，因此3區基坑開挖過程中，場地受限，無法利用周邊地塊作為施工布置場地；同時，按照建設單位進度計劃要求，常規的順作法基坑開挖難以滿足3區基坑開挖的進度要求。因此大中里項目3區基坑開挖采用了逆作法分區開挖的形式，從而解決基坑開挖過程中進度要求、基坑安全以及場布需求的各項難題。

2 狹長基坑分塊開挖原則

3區的狹長基坑分為4個小基坑，分別為3-1區—3-4區。各分塊基坑以及3區與其他基坑之間采用中隔墻進行隔離。根據施工進度計劃，在3區基坑開挖過程中，首先施工3-1、3-2兩個分區，根據計劃工期完成后立即施工3-3、3-4分區。

通過將整體狹長的基坑劃分為若干個小基坑的方法，控制基坑開挖過程中的長寬比，從而嚴格控制基坑變形，減小基坑開挖對周圍保護建筑的影響。

3區基坑采用逆作法進行施工，首先施工3區B0層板結構，作為3區基坑開挖過程中重要的場地以及通道。

考慮到基坑中隔墻拆除對施工進度的影響，開挖時先開挖中隔墻附近的土方，以便于先行鑿除中隔墻，而鄰近保護設施的區域邊坡留土壓載，控制基坑變形。待本層中隔墻基本鑿除到位后，再快速開挖邊坡留土。土方開挖過程中隨挖隨澆筑臨時墊層，分塊鋪設短排架并施工主體結構。

B1層水平結構完成后，繼續采用逆作法進行下一層土方的開挖，并拆除中隔墻。B1至B4層逆作法土方開挖以及水平結構施工類似。

3 逆作法施工特點

3.1 有限空間場布

大中里項目整體施工過程中，在3區基坑開挖施工階段，周圍其他分塊均已經進入上部結構施工階段，因此如果采用常規的順作法進行基坑開挖，那么在施工過程中必然面臨周邊場地難以布置堆場、道路等問題。故采用逆作法對該3區狹長基坑進行施工，利用逆作法施工中首先施工完成的B0層結構樓板作為水平支撐進行施工布置，使結構樓板作為支撐體系的同時，兼作挖土施工、機械行車路線場布堆場。

大中里項目3區狹長基坑施工過程中采用了逆作法，因此也必須在該區域的頂板上設置相應的出土口，用于逆作法基坑開挖過程中的出土通道。具體出土口位置的確定需要根據每個分區出土口留設及挖土順序加以細化分塊。

由于采用了逆作法進行施工，首層結構樓板在兼作施工通道的同時還需設置出土口。因此需要對首層的結構樓板進行復核，判斷其能否滿足頂板行車的工況。根據頂板結構設計荷載，本工程頂板可以滿足重載車輛的行車荷載，無需額外采用下撐排架或者結構加強等方法進行加固。但是需要對臨邊洞口區域進行結構加固，大中里項目采取了在洞口區域加設邊梁的結構加固形式。

3.2 新舊水平結構連接節點

在大中里項目3區狹長基坑逆作法施工過程中，由于除3區外，大中里項目其他分塊區域地下室結構已經施工完成，因此需要在3區地下室逆作過程中，將新施工的結構與原先已施工完成的結構進行連接。結構連接過程中，主要需要進行新舊結構連接的構件為梁、板。考慮結構后澆帶的存在，結構連接施工分為2種方法。

1）非后澆帶區域結構連接施工主要采用舊結構預留接駁器或者后期植筋的方法，使舊結構與逆作法施工過程中新施工的梁板結構進行連接。

2）后澆帶區域的結構連接施工相較于前者較為復雜。由于后澆帶區域的水平結構需要根據設計要求在后期方可進行封堵，因此在逆作法施工過程中，新施工的結構梁板不能直接與舊結構進行連接。大中里項目采取了在后澆帶兩側設置臨時柱作為后澆帶支撐體系的方法。于與3區相鄰區域邊界設置一定數量的臨時柱，臨時柱樓板部位設置牛腿或鋼支撐；3區的梁板搭接在臨時柱的牛腿或鋼支撐上，達到傳遞豎向荷載和水平荷載的目的。

通過臨時支撐體系對新施工的結構梁板進行支撐，并在后期進行后澆帶封堵。大中里項目所采用的臨時支撐體系見圖2。

圖2 后澆帶區域結構連接臨時支撐體系

3.3 豎向墻柱結構回作節點

在大中里項目3區狹長基坑逆作法施工至最底層底板后，需要進行豎向結構回作。回作結構主要包括豎向構件內的墻與柱。

大中里項目3區地下室墻柱施工前，已經在基坑逆作法水平結構施工過程中，采用上下留置插筋的方式預留了墻柱的鋼筋（圖3）。為了確保上下結構柱位置的準確性，在每層結構開挖到相應標高且澆筑墊層后均會對該區域內的豎向構件鋼筋留設進行復核校對，確保在后期豎向構件回作過程中，豎向構件定位的準確性。

圖3 逆作過程中墻柱預留鋼筋示意

本工程混凝土柱、剪力墻等墻柱結構均為逆作結構，梁板框架結構由上至下施工，因此必須在梁板結構內預留澆搗孔，以方便墻柱結構的混凝土澆搗施工。

4 保護建筑側基坑變形控制

大中里項目3區基坑位于上海市靜安區40號地塊東部，基坑西鄰T1、T2分區，北鄰4區基坑，南鄰威海路，東鄰青海路，地處鬧市中心區。周邊地下管線復雜，威海路、青海路有煤氣、上水等重要管線。同時，在基坑開挖過程中，本基坑開挖影響范圍內東側鄰近云海苑、醫學交流中心，南側鄰近民立中學等重要保護建筑。

參考規范，依據設計要求確定本基坑工程監測等級為特級。因此，為了確保在分區基坑開挖過程中的基坑變形控制并對周邊保護建筑、道路管線等保護對象的影響進行評估，本項目在基坑開挖過程中，針對基坑圍護體側向位移、基坑水平位移、垂直位移、支撐體系內力、地面沉降等一系列指標進行了實時動態監測。

在整個3區狹長基坑開挖過程中的動態實時監測結果表明，鄰近保護建筑側的基坑變形可控，與變形預期結果接近。

以基坑變形監測數據中較有代表性的基坑測斜C45點位結果為例，地下4層處監測限值為每24小時2 mm，實際監測結果為1.3 mm（平均）；累計變化量限值為30 mm，實際監測結果為26.1 mm。地下4層基坑中隔墻處監測限值為每24小時3 mm，實際監測結果為2.4 mm；累計變化量限值為50 mm，實際監測結果為44.5 mm。

以圍護體頂部水平位移S45點位結果為例，地下4層處監測限值為每24小時2 mm，實際監測結果為1.5 mm；累計變化量限值為20 mm，實際監測結果為18.7 mm。地下4層基坑中隔墻處監測限值為每24小時2 mm，實際監測結果為1.7 mm；累計變化量限值為30 mm，實際監測結果為26.8 mm。

由此可見，大中里項目3區狹長基坑由于采用了合理的逆作法分區施工方法，在基坑變形控制以及基坑安全穩定性方面都得到了預期的結果。

5 結語

本項目在實施過程中，利用逆作法的特點，為有限空間內基坑施工提供了施工場地、道路，解決了施工場布問題。同時，根據合理的分塊基坑開挖原則，確保了開挖過程中基坑整體的穩定性，進而對基坑變形進行了嚴格控制，保證了狹長基坑不發生嚴重變形，有效確保了周圍保護建筑的安全。項目實施過程中達到了高效、環保、安全的綠色施工要求，經驗可供同類型狹長基坑逆作法施工工程參考。