紹興國際會展中心與地鐵車站毗鄰深基坑同步施工技術*

葉 翔，李正青，史松波，童小波

(1.浙江精工鋼結構集團有限公司，浙江 紹興 312030； 2.北京城建中南土木集團有限公司，北京 100000)

1 工程概況

紹興國際會展中心一期B區工程為浙江省重點工程，總投資27億元，項目位于柯橋中紡CBD東側，占地面積12.38萬m2，總建筑面積約17.35萬m2，共設展位2 500個，主要由1號展廳、2號多功能展廳、會議中心、35kV變電站及綠化公園、河上連橋5部分構成，是1座國際標準的集展覽、會議、餐飲等多功能于一體的現代化展覽中心。其中2號多功能展廳(以下簡稱會展2號館)地下建筑面積約3.2萬m2，布置車庫、下沉庭院、設備用房、商業用房、廚房等，地上建筑面積約6.4萬m2，包括會展廊與多功能展廳。同期建設的紹興地鐵1號線支線沿河上連橋、會展2號館南側穿越而過，在會展2號館地下室西南角設柯橋客運站。

會展2號館地下室采用樁筏基礎，工程樁為鉆孔灌柱樁，車庫底板標高-6.700m，底板厚550mm，地鐵接駁口底板標高-11.400m，厚1 000mm。地下室主體為混凝土框架結構，標準柱距9m×9m，外墻厚度500mm，頂板厚200～250mm，梁、板、墻、柱混凝土強度等級主要為C40。

柯橋客運站為紹興地鐵1號線支線起點站，位于柯橋客運中心南側，沿綢緞路東西向布置，車站主體結構長473.2m，為地下2層單柱雙跨(局部雙柱3跨)11m島式站臺車站，站前設置雙停車線，標準段寬19.7m，深16.4～18.75m。

2 基坑圍護概況

會展2號館基坑圍護采用排樁-內支撐體系，排樁采用鉆孔灌注樁及SMW工法樁，西南角與東北角設2道混凝土支撐，其余部位均為1道混凝土支撐。地鐵基坑采用明挖法施工，圍護結構采用800mm厚地下連續墻；東端盾構井段設置5道內支撐加1道換撐(第1，3道為混凝土支撐，其余為鋼支撐)，余段設置5道內支撐(第1道為混凝土支撐，其余為鋼支撐)。

圖1 會展2號館基坑與地鐵基坑平面關系(單位：m)

3 工程特點

1)兩個基坑均位于流塑狀的淤泥質土中，該地層自穩性差，敏感易變形，基坑自身安全穩定風險大。

2)會展2號館基坑施工受疫情影響，在全面復工后，兩個基坑建設工期出現了重疊，會展2號館基坑開始開挖時，地鐵基坑開始地下連續墻施工；會展2號館混凝土支撐施工完成、開始地下室底板工作面開挖及施工時，地鐵基坑同步具備土方開挖條件，兩個毗鄰深基坑形成同步施工狀態，存在較大技術難度及安全風險。

4 施工方案比選

4.1 先深后淺施工方案

地鐵深基坑先行施工，在地鐵深基坑施工期間，2號館南4～南6區底板停止施工，并在地鐵1.5倍開挖深度范圍內留土，待地鐵深基坑主體施工完成后，方可對留土范圍進行開挖(見圖2)。

圖2 先深后淺施工方案

該方案優點：①先深后淺的施工方式滿足臨近基坑開挖施工原則，1.5倍開挖深度范圍內留土后，地鐵基坑兩側土壓基本達到平衡，無需采取額外加固措施。②地鐵基坑施工完成后，2號館基坑周邊不穩定因素減少，施工安全風險大幅降低。③雙方無交叉作業，施工管理相對簡單。

該方案缺點：會展2號館4～6區底板無法貫通，4～6區拆撐、地下室主體施工受到影響，進一步影響地下、地上主體施工工期，項目整體完工時間將推延4.5個月，大幅突破工期節點目標，易造成不良社會影響。

4.2 同步錯位施工方案

地鐵基坑冠梁及首道混凝土支撐與2號館4～6區土方開挖同步進行，地鐵基坑首道混凝土支撐施工完成后，由15～17段開始由西向東施工，會展2號館基坑由南4區開始由東向西施工，在平面上形成同步錯位施工狀態，具體施工步驟如下。

4.2.1會展2號館基坑南6區與地鐵基坑14～16段施工步驟

1)第1步 會展2號館南6區底板施工與地鐵基坑14～16段3道支撐以上土方開挖同步進行(見圖3)。

圖3 會展2號館基坑南6區與地鐵基坑14～16段施工步驟1

2)第2步 會展2號館南6區底板施工完成后暫停施工，地鐵基坑14～16段繼續3道支撐以下土方開挖(見圖4)。

圖4 會展2號館基坑南6區與地鐵基坑14～16段施工步驟2

3)第3步 地鐵14～16段車站中板完成后，會展2號館南6區拆除混凝土支撐，南6區地下室頂板與14～16段車站頂板同步施工(見圖5)。

圖5 會展2號館基坑南6區與地鐵基坑14～16段施工步驟3

4.2.2會展2號館基坑南4、南5區與地鐵基坑17～20段施工步驟

1)第1步 地鐵基坑冠梁及首道混凝土撐施工完成后暫停施工，由會展2號館南4、南5區先行完成底板施工(見圖6)。

圖6 會展2號館基坑南4、南5區與地鐵基坑17～20段施工步驟1

2)第2步 會展2號館南4、南5區采取換撐加固措施，在底板達到設計要求的強度值后拆除南4、南5區混凝土支撐(見圖7)。

圖7 會展2號館基坑南4、南5區與地鐵基坑17～20段施工步驟2

3)第3步 會展2號館南4、南5區地下室主體與地鐵基坑17～20工段3道支撐以上土方開挖同步進行(見圖8)。

圖8 會展2號館基坑南4、南5區與地鐵基坑17～20段施工步驟3

4)第4步 會展2號館南4、南5區地下室主體施工完成、肥槽回填后，地鐵基坑17～20工段繼續完成3道支撐以下土方開挖及車站主體施工，地鐵車站主體完工后，會展2號館拆除新增拋撐(見圖9)。

圖9 會展2號館基坑南4、南5區與地鐵基坑17～20段施工步驟4

該方案優點：①2號館南6區上部為入口廣場，由地鐵基坑先行施工，不影響2號館上部主體鋼結構安裝，對項目整體工期影響較小。②2號館南4、南5區底板達到設計強度后，穩定了基底土方，為圍護排樁提供了有效支撐，增加換撐措施后，能夠有效平衡地鐵基坑3道支撐以上土方開挖及鋼支撐加載傳遞而來的水平推力，確保南4、南5區地下室主體施工的正常進行。③利用同步錯位施工形成的時間差，使得兩個基坑均能夠在相對安全條件下保持連續作業，避免出現工序等待，將相互工期影響降到最低限度。

該方案缺點：①2號館4～6區底板完成、基坑內土體清空后，導致地鐵基坑南北兩側土體荷載不均衡，形成偏壓，容易引起地鐵基坑開挖期間向北整體位移。②雙基坑施工互相掣肘，工序控制難度較大。③需額外增加換撐措施，增加投資。

經綜合比較，先深后淺方案技術上相對穩妥，安全風險較小，但是兩個基坑不能同步施工，會展2號館施工工期受到重大影響，方案綜合優勢不明顯。雙基坑同步錯位施工雖工序穿插配合較為復雜，需增加額外換撐措施，但是兩個基坑能夠同步開展施工，不存在較長時間的工藝等待，有利于保證雙方施工工期，且通過加強施工監控及協同，能夠將施工安全風險控制在合理可控的范圍。故本工程最終采取雙基坑同步錯位施工方案進行施工。

5 施工關鍵技術

5.1 會展2號館南4、南5區換撐措施設計

新增換撐措施包括4區、5區后澆帶對撐及南4、南5區冠梁新增鋼拋撐，平面布置如圖10所示。

圖10 換撐措施平面布置

后澆帶對撐采用└160×14角鋼錨入后澆帶兩側底板，做法如圖11所示。

圖11 后澆帶對撐做法

冠梁新增鋼拋撐采用H400×400×13×21熱軋H型鋼，支撐角度25°，上口破口與冠梁頂緊，下口設預埋鋼板焊接連接，具體如法如圖12,13所示。

圖12 冠梁新增斜拋撐做法

圖13 冠梁新增斜拋撐下口節點做法

5.2 地鐵基坑施工措施

1)地鐵基坑開挖時，為減小圍護結構墻頂位移，采用了短開挖、早支撐、早封閉的方案。即將開挖段由24m縮短為8m，底板每次見底長度8m，并在見底后立刻施工墊層，底板結構澆筑完成后再開挖下一段，墊層加厚至25mm，并采用C30早強混凝土。

2)針對同步施工狀態下地鐵基坑上部土體偏壓，3道支撐以下土方開挖時可能出現基坑變形速率快、變形大、鋼支撐被動卸載等情況，對原有設計方案進行調整，將第4道支撐由φ609鋼管增大為φ800鋼管，同時，將第3，4，5道鋼支撐的預加軸力由軸力設計值的40%增加至80%。

3)地鐵基坑開挖放坡采用短平臺、陡放坡的形式，盡量利用土體反壓減緩圍護結構變形。

定向醫學生的學習動機及其各維度在性別上不具有統計學意義(P>0.05)，且男女生在物質追求維度上得分最高。(見表2)

4)兩個基坑之間的場地撤除所有地面荷載，減少擾動。

5.3 施工監控方案

在會展2號館與地鐵站毗鄰基坑同步施工過程中，基坑之間的相互影響、基坑間有限土體的性質、計算假定與原設計存在較大差異，加之施工過程中，存在著時間和空間的延遲過程，以及降雨、地面附加荷載等偶然因素的作用，使得圍護結構內力以及土體變形的預估與工程實際情況有較大差異。因此，在會展2號館與地鐵站毗鄰基坑同步施工過程中，需建立聯合監測機制，對毗鄰基坑圍護結構和周邊土體進行全面、系統的監測，確定異常情況的處置預案，方能確保工程順利進行。

5.3.1聯合監測機制

1)建立聯合監測小組，確定溝通、協調機制。

2)制訂聯合監測方案，在會展2號館與地鐵基坑原設計監測方案的基礎上，對毗鄰部位監測點位、監測周期、監測頻率進行加密、微調，使之適應毗鄰基坑的平面布置情況及實際施工情況。

5.3.2聯合監測內容

聯合監測內容主要為基坑毗鄰范圍圍護結構內力、變形監測及土體變形監測(見表1)，主要監測點位平面布置如圖14所示。

表1 聯合監測內容

圖14 聯合監測主要點位平面布置

5.3.3聯合監測頻率

根據聯合監測內容確定監測分工，按表2頻率實施監測，由雙方項目技術負責人每日互通監測日報，及時上報異常情況并牽頭制定處置方案。

表2 聯合監測頻率

5.3.4監測結果

當地鐵基坑14～16段由西向東逐段見底開始底板澆筑、17～20段完成3道支撐以上土方開挖時，地鐵圍護墻測斜開始達到峰值，此時主要點位ZQT35(底板澆筑)、ZQT32(5道支撐開挖)、ZQT29(3道支撐以上土方開挖完成)的水平位移曲線如圖15所示。

圖15 地鐵圍護墻典型部位測斜水平位移曲線

根據監測結果，隨著開挖深度不同，地鐵圍護墻深層位移向南發展，最大位移值146mm，地鐵圍護墻上部發生不同程度北向位移，最大位移值36mm。

據現場實地觀察，因地鐵基坑只能南側單邊開挖，導致基坑南側機械、堆載較多，而雙基坑中間邊坡土體略有隆起現象，可見地鐵基坑上部北向位移原因為基坑上部懸臂、南北側偏壓、坡頂缺少水平約束，導致基坑間有限土體壓縮上擠產生，但由于北向位移絕對值較小，經判斷處于正常狀態，實際施工時未加干預。而基坑底部最大位移值及變化速率較大，由于預先加大了第4道支撐規格及第3～5道支撐預加軸力，并且采取了短開挖、早封閉施工方案，整塊底板在監測數據指導下及時完成封閉，各道支撐工作狀態正常。

會展2號館圍護結構因南6區混凝土支撐保留，南4、南5區拆撐后增加了換撐措施，圍護冠梁監測結果顯示與地鐵基坑同步施工過程中基本未發生水平位移，南6區保留的混凝土支撐內力監測結果顯示，在地鐵施工周期內，支撐軸力隨地鐵開挖、加撐過程逐步增大，隨封底、拆撐過程逐步減小，支撐最大軸力值5 830kN，未超過6 500kN的設計值，基坑整體穩定性未因地鐵同步施工產生不利影響。

6 結語

經精心策劃與嚴密監測，會展2號館與地鐵車站按預定步驟順利完成了毗鄰深基坑同步施工，為兩項重點工程按計劃竣工創造了良好的前提，社會效益顯著，其施工技術與實施經驗可為類似工程提供有益借鑒。

1)實踐結果表明，地鐵基坑與房建基坑毗鄰時，可利用地鐵基坑工作面狹長的有利條件組織同步錯位施工，避免生搬硬套“先深后淺”原則大幅增加施工等待時間。

2)由于工程建設的不確定性，房建與地鐵基坑毗鄰且計劃建設工期相近(相距6個月內)時，兩個基坑在設計階段就宜考慮同步施工影響，宜將兩個基坑的冠梁支撐設到同一水平面上，避免某一基坑上部出現懸臂情況，也方便在出現同步施工時采取加固措施。

3)監測結果表明，地鐵基坑鋼支撐預壓力施加引起房建基坑支撐軸力顯著增大，是毗鄰雙基坑同步施工技術措施設計的重點，有條件情況下宜采取有限元法定量分析。

4)地鐵與房建毗鄰深基坑同步施工應根據基坑平面布置、施工周期、施工方案針對性設計聯合監測方案。