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1 工程概況

上海浦東國際機場T1航站樓為主樓—連接廊—長廊的前列式國內(nèi)、國際綜合型航站樓。為了滿足客流量增大后的運營要求，在位于T1航站樓主樓和長廊內(nèi)，以及主樓與長廊之間的中庭區(qū)域進行改擴建施工，同時要求施工時保證既有航站樓運營。整個改造工程分為新建和改建2 個部分，總建筑面積116 070 m2。其中改建區(qū)域主要位于既有航站樓主樓和候機長廊內(nèi)部，建筑面積48 300 m2；新建區(qū)域位于既有主樓、長廊和連接廊之間的中庭區(qū)域，建筑面積67 770 m2。整個區(qū)域分為A區(qū)、B區(qū)、CD區(qū)、E區(qū)、F區(qū)，其中地下結(jié)構(gòu)主要位于CD區(qū)、E區(qū)和F區(qū)（圖1）。

圖1 T1航站樓改造新建區(qū)域平面示意

E區(qū)位于CD區(qū)和F區(qū)中間，為運營中的既有3 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)T1航站樓改造要求，需在既有3 層框架結(jié)構(gòu)上部加建3 層鋼結(jié)構(gòu)，同時在地下軸網(wǎng)之間開挖2 條深為8.7～9 m的地下通道。根據(jù)設(shè)計要求，為滿足上部加建結(jié)構(gòu)的新增荷載，在上部鋼結(jié)構(gòu)施工前，需對位于通道兩側(cè)軸網(wǎng)上的既有承臺結(jié)構(gòu)全部加固完畢（圖2、圖3）。

圖2 E區(qū)與既有結(jié)構(gòu)關(guān)系示意

圖3 E區(qū)通道與待加固既有承臺結(jié)構(gòu)關(guān)系示意

2 工程水文地質(zhì)概況

擬建場地淺部地下水屬潛水類型，受大氣降水及地表徑流補給。根據(jù)本工程基坑開挖深度，承壓水對本工程的設(shè)計和施工沒有影響。

擬建場地位于古河道地層沉積區(qū)，第⑥層暗綠色硬土層缺失，第⑦層層頂埋深有一定起伏。本場地自地表以下90.45 m深度范圍內(nèi)屬第四系河口、濱海、淺海、沼澤、溺谷相沉積層，主要由飽和黏性土、粉性土以及砂土組成，一般具有成層分布特點。

3 圍護及結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

根據(jù)本工程基坑特點，圍護結(jié)構(gòu)采用φ800 mm＠950 mm鉆孔灌注樁（20 m）+雙排φ800 mm＠500 mm旋噴樁止水帷幕（15 m）的形式（圖4）。

圖4 E區(qū)圍護典型剖面示意

為使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力滿足上部3 層鋼結(jié)構(gòu)加建荷載，設(shè)計要求在鋼結(jié)構(gòu)加建施工開始前必須首先完成E區(qū)0 m層承臺、地梁的加固及新建。待加固的承臺分別位于G軸、2/G軸至3/G軸以及H軸，其中G軸和H軸承臺需在既有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行加高、加勁，2/G軸至3/G軸承臺需在既有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行截面整體擴大。

4 地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)初步施工方案

0 m層結(jié)構(gòu)加固內(nèi)容為：對既有承臺、地梁進行加固和新建，待承臺和地梁施工完成后，上鋪厚120 mm預(yù)制板+厚80 mm后澆層的疊合板形式。2/G軸和3/G軸之間為淺基礎(chǔ)承臺，其東、西兩側(cè)均為南北方向的新建連廊段通道結(jié)構(gòu)，淺基礎(chǔ)承臺與兩側(cè)深基坑之間設(shè)計有φ800 mm＠950 mm鉆孔灌注樁（20 m），而鉆孔灌注樁頂部的壓頂梁結(jié)構(gòu)與待加固承臺的空間位置部分重疊，0 m層地梁結(jié)構(gòu)底部與壓頂梁頂面的凈距離僅有200 mm。根據(jù)設(shè)計要求，該緊鄰深基坑均為一級環(huán)境保護等級，要求圍護樁頂變形不超過13.1 mm，圍護側(cè)向最大位移不超過15.7 mm，地面最大沉降不超過13.5 mm。

由于受到現(xiàn)場場地以及環(huán)境條件的制約，為確?；邮┕ぐ踩?，同時滿足不停航施工的要求，一側(cè)基坑需待另一側(cè)基坑的鋼支撐拆除后才能開挖。據(jù)此，E區(qū)地下結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)的初步施工方案為：壓頂梁及第1道圍檁施工→一側(cè)通道施工至拆撐完成→另一側(cè)通道施工至拆撐完成→拆除壓頂梁及第1道支撐→承臺加固→上部3 層結(jié)構(gòu)加建。

在初步施工方案中，E區(qū)地下結(jié)構(gòu)與上部加建結(jié)構(gòu)施工之間存在非常明確的先后順序關(guān)系，即在完成地下結(jié)構(gòu)施工后才能進行0 m層結(jié)構(gòu)加固，進而進行上部鋼結(jié)構(gòu)加建施工。

5 初步施工方案存在的問題

1）2 條通道凈距離僅為9.75 m，和基坑挖深基本相同，即使一側(cè)基坑在另一側(cè)基坑的鋼支撐拆除后才進行土方開挖，軟土地基相鄰基坑開挖時仍會產(chǎn)生非常多的相互影響，進而造成對既有運營中航站樓結(jié)構(gòu)安全的影響。

2）通道所處部位周邊環(huán)境復(fù)雜，E區(qū)地下通道基坑與既有承臺零距離，若采用相鄰基坑先后開挖的方式進行施工，對既有承臺尤其是位于2 條通道中間既有承臺的變形和位移的控制要求非常高，且承臺的變形和位移將直接影響到上部運營中的3 層既有連廊的結(jié)構(gòu)安全，進而可能影響機場航站樓不停航運營，因此存在著一定的安全隱患。

3）根據(jù)現(xiàn)場情況，初步方案中2 條通道先后進行施工，且后施工通道需待先施工通道第2道鋼支撐拆除后方可進行。地下連廊結(jié)構(gòu)施工、0 m層承臺加固及上部鋼結(jié)構(gòu)加層施工全部處于關(guān)鍵線路上，將嚴重影響工程總體進度。

鑒于以上幾點，采用該施工方案將嚴重影響工程總體進度，同時可能會影響機場運營安全。因此，需對初步施工方案進行優(yōu)化。

6 施工方案的優(yōu)化

經(jīng)過對圍護結(jié)構(gòu)和0 m層待加固結(jié)構(gòu)的分析，φ800 mm＠950 mm的圍護鉆孔灌注樁通過壓頂梁與截面擴大后的0 m層承臺可以連成整體，即使2/G軸和3/G軸之間的承臺不通過東西方向的0 m層結(jié)構(gòu)梁分別與G軸和H軸的承臺進行連接，該范圍內(nèi)的淺基礎(chǔ)承臺與圍護鉆孔灌注樁也可以形成完整、獨立的受力體系，使兩側(cè)深基坑之間的壩體結(jié)構(gòu)形成互拉。在東西兩側(cè)深基坑土方開挖施工前，如果能先行完成2/G軸和3/G軸之間淺基礎(chǔ)承臺加固與壓頂梁施工，并將淺基礎(chǔ)與壓頂梁之間通過可靠方式連接成整體，即可將緊鄰深基坑之間的坑間壩體通過0 m層結(jié)構(gòu)互拉形成一個穩(wěn)定的整體（圖5）。有了2 排鉆孔灌注樁及之間形成的整體性壩體的共同保護，在彼此緊鄰的工況下，即使分別進行深基坑施工，其相互間由于環(huán)境保護要求高而產(chǎn)生的制約將極大減小，緊鄰深基坑可以根據(jù)進度需要進行施工，不受相互影響。再進一步，0 m層淺基礎(chǔ)承臺加固施工正是上部3 層鋼結(jié)構(gòu)加建的必要條件。在完成0 m層承臺加固后，初步施工方案中各項施工內(nèi)容之間的相互牽制將被完全打破，這使得上部鋼結(jié)構(gòu)加建的最早開始時間不再被動受制于深基坑地下結(jié)構(gòu)施工的完成時間。

因此，在形成2/G軸和3/G軸坑間壩體結(jié)構(gòu)互拉的情況下，壩體兩側(cè)的地下連廊結(jié)構(gòu)深基坑施工和上部3 層的鋼結(jié)構(gòu)加建施工，將從原先必須嚴格遵循的先后施工順序中解放出來，相互獨立，彼此間互不干擾。同時也使施工方案中關(guān)鍵路線的選擇變得非常靈活，為在現(xiàn)場復(fù)雜條件下進行施工部署提供了非常有利的條件，同時也能更好地對位于坑間壩體上的既有承臺進行更好的保護。

圖5 基坑開挖前形成坑間壩體結(jié)構(gòu)互拉

7 實施效果

通過采用坑間壩體結(jié)構(gòu)互拉技術(shù)，率先完成了中部2/G軸和3/G軸之間淺基礎(chǔ)承臺加固與壓頂梁施工，使相鄰基坑之間相互影響結(jié)構(gòu)安全的因素基本消除，使得相鄰基坑施工的安全風(fēng)險降到最低，甚至實現(xiàn)了同步施工。E區(qū)地下通道基坑工程施工完畢后，圍護最大變形僅為15.5 mm，滿足了設(shè)計對基坑變形的要求。整個基坑開挖期間承臺側(cè)向變形一直為0.0 mm，確保了上部結(jié)構(gòu)安全，滿足了運營安全的要求。由于承臺加固先于基坑開挖進行，上部鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工的前提條件在基坑開挖前就已滿足，將原本矛盾突出的總體進度大幅度提前，極大地加快了總體施工進度[1-6]，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。