盆式開挖法在軟土地區超大深基坑應用案例分析

周能兵（上海卓平資產管理有限公司，上海 200032）

盆式開挖法作為土方開挖的經典方法之一，有著工期短，費用小，變形小的優點。眾多專家學者對軟土地區超大深基坑變形、監測、降水等方面進行了研究，但是對盆式開挖法在軟土地區超大深基坑中的應用還不足，本文通過項目實例介紹實際施工經驗和變形處理方法，對同類型工程具有一定的借鑒作用。

1 工程概況

中國平安集團全國后援管理中心 3 號樓項目位于上海市浦東新區張江銀行卡產業園，本項目基坑工程分為 2 個區域，其中東區（先開挖區）基坑面積約 2 3763 m2，大面開挖深度約18.1 m，局部深坑最大挖深為約 21.65 m。西區（后開挖區）基坑面積約 6 958 m2，大面開挖深度約 18.1 m，局部深坑最大挖深約 21.35 m。各區坑內均設置 3 道鋼筋混凝土支撐。本項目均采用采用 1 000 mm 厚地下連續墻作為圍護結構。

2 水文地質條件

本工程地質特征見表 1 和圖 1，從中可以看出擬建場地內填土局部區域填土較厚，其最大厚度達到 4.0 m，其分布無明顯規律。

圖1 水文地質條件剖面圖

表1 土層分布及其具體特征

3 監測點位布置

為了及時收集和反饋圍護結構和周圍土體變形等情況，設置監測點如圖 2 所示（篇幅原因，圖中僅展示圍護體測斜監測點和立柱垂直位移監測點）。

圖2 監測點位布置圖

本工程監測內容主要有：圍護頂位移、圍護體測斜、坑外潛水水位、支撐軸力、立柱垂直位移、地表垂直位移、河堤變形、管線變形、周邊建構筑物變形。

4 盆式開挖實例分析

由于本工程基坑分東區（先開挖區）和西區（后開挖區）兩個部分，且東區基坑面積遠大于西區，所以本文主要以東區（先開挖區）為例進行研究分析。

4 .1 東區首層土方

首層土方開挖深度為 2.025 m，開挖順序結合場地主要出入大門位置，自北向南退挖，隨后形成首道支撐和棧橋。

4 .2 東區第二、三層土方

4 .2 .1 開挖流程

二層、三層土方采用盆式開挖，先開挖基坑內側大區土方，并由中間向南北兩側開挖；再限時開盆邊土方形成對撐，最后開挖角部土方。開挖流程如圖 3 所示（其中開挖順序依次為1→2→3→4→5→6）。

圖3 第二、三層土方開挖流程圖

盆邊留 土≥10 m，坡間放坡平臺寬度 ≥5 m，每級邊坡坡度 ≤1∶1.5，每層開挖高度 ≤3 m；。二級放坡剖面示意圖如圖 4。

圖4 二級放坡剖面示意圖

4 .2 .2 數據分析

為了及時收集和反饋圍護結構和周圍土體變形情況。監測單位每日對監測內容進行監測，數據每日固定時間上報。若發現報警值，第一時間通知總包項目部，采取相應措施。

以測點 CX-10 為例，該測點在項目東側，按深度每間隔0.5 m 布置，檢測其水平位移。將該測點各深度位移按每五天變化情況整理為圖 5。

圖5 CX-10 測點不同深度處水平位移變化

從圖 5 可以看出整體位移分布成梭形，頂部位移量較小，且在坑底處達到最大值。第二和第三道支撐成型后，支撐處后續位移增量穩定，無較大增幅，說明混凝土內支撐對土體約束起關鍵作用。

基坑在開挖二層土方時，該測點出現報警，報警值出現第一時間項目部采取了應急措施：

（1）召開緊急會議，對原因進行分析并討論后續相應措施。

（2）加強監測頻率，監測數據實時上傳、立即報告。

（3）調整開挖方向，優先形成東西方向內支撐。

（4）加大人員投入，采取24小時輪班制作業，加快內支撐成型。

（5）提高內支撐混凝土標號，盡快達到設計標號。

在 2020 年 8 月 30 日形成東西對撐后，位移增量恢復到正常區間內，說明應急措施取得顯著成效。

4 .3 第四層土方開挖

4 .3 .1 開挖流程

開挖第四層土方時，考慮到底板施工周期較長，且吸取了開挖第三道支撐時對于東邊土體位移報警的經驗，為保護東邊道路管線，四層土方開挖優先從東邊開始，向西推進，優先形成東西方向基礎底板，形成對撐，再貫通南北方向基礎底板，最后開挖四個角部土方，流程詳見圖 6（其中開挖順序為1→2→3→4→5→6→7）

圖6 第四層土方開挖流程

從圍護墻水平位移變形圖可以看出，該策略取得良好成效，四層土方開挖時間段內，東側土體未見報警值出現。

4 .3 .2 數據分析

該階段施工時發現，基坑周圍地面有裂縫產生，通過分析墻頂位移以尋找裂縫產生原因。以測點 W 7 為例，該測點位于項目東側，從開挖到底板完成，以每十天位移變化情況作出圖 7。

圖7 W7 墻頂豎向位移曲線

從圖 7 可以看出，墻頂豎向位移先向上逐漸增大，在開挖完成時到達最大值，后隨著大底板和主體結構完成而逐步下降。因此在開挖過程中需時刻關注基坑周邊裂縫產生情況，必要時需采取相應措施。

5 結 語

通過對中國平安集團全國后援管理中心 3 號樓項目的盆式開挖實例分析，可以得出以下結論。

（1）圍護結構水平位移隨深度變化情況具有規律性，總體分布成梭形，最大位移在開挖面處，混凝土內支撐對土體位移具有強約束作用，盆式開挖法對減少坑邊土體變形有明顯作用。

（2）圍護結構豎向位移隨時間變化呈先增大后減小的趨勢，在基坑開挖完成時達到最大值，需關注基坑周圍裂縫產生情況，必要時采取灌漿等措施。

（3）在開挖過程中，需要實時關注變形監測數據，面對數據報警和數據異常，需要采取相應的應急措施，調整后續施工順序，必要時增加臨時支護結構。