卞耀洪

上海建工集團股份有限公司 上海 200080

1 工程概況

宜家購物中心上海臨空項目（圖1）秉承“薈生活 聚精彩”的獨到理念，致力于打造集企業(yè)辦公、時尚購物、休閑美食、娛樂聚會、文化教育于一體的理想聚會場所，成為中國未來聚會體驗中心的引領(lǐng)者。

圖1 工程模型

項目總建筑面積逾43萬 m2，地下建筑面積逾26萬 m2，地上建筑面積逾17萬 m2，集商業(yè)購物中心、宜家家居賣場以及5棟辦公樓等于一體。地下4層，地上裙房5層、塔樓（A、B、C、D、E）8層，地下為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，上部均為鋼結(jié)構(gòu)形式。

本項目基坑?xùn)|西長約300 m，南北寬約290 m，面積約6.33萬 m2，開挖深度20.85～21.25 m（局部最大落深3.6 m），圍護結(jié)構(gòu)周長約1 110 m，內(nèi)分隔墻長約742 m，基坑安全等級一級，環(huán)境保護等級二級。基坑圍護采用地下連續(xù)墻結(jié)合5道支撐（局部4道支撐），外圈地下連續(xù)墻采用兩墻合一的形式，接頭采用H型鋼接頭，分隔墻采用地下連續(xù)墻結(jié)合鎖口管的接頭形式，深坑加固采用三軸攪拌樁＋高壓旋噴樁形式，基坑降水采用深井真空管。

2 基坑工程原施工方案簡介

基坑均采用明挖順作法施工，分兩期實施（圖2），一期（Ⅰ區(qū)）實施Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)、Ⅰ-3分區(qū)，二期（Ⅱ區(qū)）實施Ⅱ-1分區(qū)、Ⅱ-2分區(qū)，Ⅱ區(qū)基坑需在Ⅰ區(qū)相鄰基坑完成地下室B0樓板，且主體結(jié)構(gòu)樓板與中隔墻有效連接（采用底板后澆帶設(shè)置工字鋼臨時支撐、樓板先行跳倉施工窄板帶作為連接支撐）后，方可進行第2層土方的開挖。中隔墻需待兩側(cè)地下室完成后，從上至下逐層拆除并連通兩側(cè)地下室結(jié)構(gòu)。

圖2 基坑分區(qū)示意

在Ⅰ區(qū)基坑B2樓板完成之后，開挖Ⅱ區(qū)基坑的第1層土方，施工第1道鋼筋混凝土支撐、棧橋，Ⅱ區(qū)基坑降水在Ⅰ區(qū)基坑B1層結(jié)構(gòu)施工時同時進行。

Ⅰ區(qū)基坑自下而上逐層拆除鋼筋混凝土支撐，施工地下結(jié)構(gòu)至B1樓板，汽車坡道范圍設(shè)置工字鋼對撐換撐，基坑周邊局部設(shè)置工字鋼斜撐換撐，在拆除第1、2道鋼筋混凝土支撐及棧橋后，施工B0樓板。

Ⅱ區(qū)基坑自下而上逐層拆除鋼筋混凝土支撐，施工地下結(jié)構(gòu)至B1樓板，基坑周邊局部設(shè)置工字鋼斜撐換撐。

拆除Ⅱ區(qū)基坑第1（第2）道鋼筋混凝土支撐、棧橋、格構(gòu)柱，鑿除中隔墻至B1樓板，貫通主體結(jié)構(gòu)B0樓板，以同樣方法施工至底板結(jié)構(gòu)貫通。

3 各分基坑現(xiàn)場工況及方案優(yōu)化必要性分析

3.1各分基坑現(xiàn)場工況

在考慮Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)、Ⅱ-1分區(qū)三個相鄰分基坑提前同步施工方案優(yōu)化時，各分基坑現(xiàn)場工況如下：

Ⅰ-1分區(qū)：于2021年6月21日完成B2層結(jié)構(gòu)，正在施工B1層結(jié)構(gòu)（部分B1層夾層、樓梯完成），預(yù)計2021年10月上旬完成除暫時保留棧橋部分以外的B1層結(jié)構(gòu)。

Ⅰ-2分區(qū)：于2021年6月28日完成B2層結(jié)構(gòu)，正在施工B1層結(jié)構(gòu)（部分B1層夾層、樓梯完成），預(yù)計2021年10月上旬完成除暫時保留棧橋部分以外的B1層結(jié)構(gòu)。

Ⅰ-3分區(qū)：因不受污染土影響，已于2021年5月6日完成地下結(jié)構(gòu)，于2021年7月31日地上鋼結(jié)構(gòu)封頂，正在進行各地上樓層內(nèi)零星鋼結(jié)構(gòu)吊裝、樓層板混凝土等施工。

Ⅱ-1分區(qū)：除東北側(cè)分塊以外區(qū)域的第1道鋼筋混凝土支撐、棧橋完成。

Ⅱ-2分區(qū)：除南端頭、北端頭分塊以外區(qū)域的第1道鋼筋混凝土支撐、棧橋完成。

3.2分基坑提前同步施工方案優(yōu)化的必要性分析

根據(jù)工程總進度計劃，Ⅰ-1分區(qū)是Ⅰ區(qū)基坑施工的關(guān)鍵路線，Ⅱ-1分區(qū)是Ⅱ區(qū)基坑施工的關(guān)鍵路線（服務(wù)整個項目的35 kVA開關(guān)站在Ⅱ-1分區(qū)地下室內(nèi)），Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)B1層結(jié)構(gòu)的施工，需要在汽車坡道范圍設(shè)置工字鋼對撐換撐，基坑周邊局部設(shè)置工字鋼斜撐換撐后，拆除第2道鋼筋混凝土支撐及第1道鋼筋混凝土支撐、棧橋，棧橋下B1層結(jié)構(gòu)施工與棧橋拆除分塊交替進行（為滿足清運拆除下來的支撐、棧橋碎混凝土及B1層勁性鋼柱吊裝的要求）。在局部區(qū)域具備條件后即需開始地上鋼結(jié)構(gòu)的吊裝作業(yè)，因場地非常狹小，必將致使場內(nèi)交通組織難度極大，鋼筋加工場及材料堆場需不斷地進行位置更換，勢必嚴重制約B1層結(jié)構(gòu)的施工進程。為確保工程整體進度計劃大節(jié)點目標的實現(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)場場布要求及Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)、Ⅱ-1分區(qū)這三個分基坑同步施工的工況條件，進行施工方案的技術(shù)優(yōu)化，提前滿足Ⅰ區(qū)基坑與Ⅱ區(qū)基坑的同步施工條件，使工程總進度計劃中的兩分段關(guān)鍵路線變“串聯(lián)”為部分“并聯(lián)”，縮短工程整個關(guān)鍵路線的時間，以加快工程整體施工進度。

4 分基坑提前同步施工方案的優(yōu)化及實施

經(jīng)過仔細深入分析，咨詢專家意見，嚴格計算驗證，編制、完善優(yōu)化方案，組織召開方案專家論證會給予論證，以及提交基坑圍護設(shè)計確認，并反饋專家意見作最終確認，形成切實可行的優(yōu)化方案，主要采取和實施的優(yōu)化措施有以下6條[1-3]。

1）以不額外加大基坑圍護體變形為前提進行分析驗算，確定在Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)沿B1層地下室周邊，在B1樓板以上增加設(shè)置H350 mm×350 mm×12 mm×19 mm工字鋼或φ609 mm鋼管斜撐換撐加固措施（Q345），以控制圍護地下連續(xù)墻懸臂變形（Ⅰ-3分區(qū)已進行地上鋼結(jié)構(gòu)吊裝），斜撐換撐增加設(shè)置情況為：在Ⅰ-1分區(qū)東側(cè)棧橋下及東側(cè)棧橋的北側(cè)增加設(shè)置3根工字鋼斜撐換撐，在Ⅰ-2分區(qū)東側(cè)棧橋下及東側(cè)棧橋的南、北兩側(cè)增加設(shè)置6根工字鋼斜撐換撐，在Ⅰ-2分區(qū)東南側(cè)基坑轉(zhuǎn)角的北側(cè)增加設(shè)置3根鋼管斜撐換撐，在Ⅰ-2分區(qū)南側(cè)棧橋下及南側(cè)棧橋的東、西兩側(cè)增加設(shè)置4根工字鋼斜撐換撐。在鋼筋混凝土支撐或棧橋格構(gòu)柱位置的B1樓板板面做鋼筋混凝土矮柱，矮柱內(nèi)設(shè)置鋼板預(yù)埋件，作為斜撐換撐腳部支撐點，對應(yīng)位置剝除圍護地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)鋼筋保護層至露出主筋，在圍護地下連續(xù)墻主筋上焊接后置鋼板埋件，鋼板與圍護地下連續(xù)墻之間的空隙用灌漿料填實，作為斜撐換撐頂部支撐點。增加設(shè)置的斜撐換撐安裝到位后，再開始拆除第1、2道鋼筋混凝土支撐及棧橋（圖3、圖4）。

圖3 增加設(shè)置斜撐換撐

圖4 Ⅰ-2分區(qū)東南側(cè)增加斜撐

2）Ⅱ-1分區(qū)第1道鋼筋混凝土支撐以下的土方開挖時，Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)對應(yīng)區(qū)域的第1道鋼筋混凝土支撐先不拆除（Ⅰ-3分區(qū)B0樓板以及樓板與中隔墻之間的換撐已完成），待Ⅱ-1分區(qū)該區(qū)域的第2道鋼筋混凝土支撐施工完成、達到設(shè)計強度后再進行拆除，以避免Ⅱ-1分區(qū)因“谷倉土壓力”而使鋼筋混凝土支撐受拉?，F(xiàn)場實施情況為：Ⅱ-1分區(qū)先行開挖西北側(cè)的1-1分塊、1-2分塊、2-1分塊、2-2分塊，對應(yīng)Ⅰ-1分區(qū)西南角與Ⅰ-2分區(qū)西北角的第1道鋼筋混凝土角撐暫時先不拆除（因場地狹小，之前按照經(jīng)圍護設(shè)計確認的臨時板方案，對鋼筋混凝土角撐進行了工字鋼加固及在鋼筋混凝土角撐面上澆筑了鋼筋混凝土板，作為臨時鋼筋加工場地，暫緩拆除也延長了該兩塊場地的使用時間，一定程度上緩解了短時間內(nèi)的場地緊張狀況），該兩部分角撐及臨時板直至Ⅱ-1分區(qū)對應(yīng)區(qū)域的第2道鋼筋混凝土支撐施工完成后才進行拆除（圖5）。

圖5 Ⅰ-1分區(qū)西南角第1道鋼筋混凝土角撐暫時保留

3）Ⅱ-1分區(qū)三處端頭區(qū)域（1-1分塊、4-1分塊、4-2分塊）采取有效措施保證鋼筋混凝土角撐軸力傳遞至中隔墻?，F(xiàn)場實施情況為：Ⅱ-1分區(qū)西北側(cè)（1-1分塊）和東北側(cè)（4-1分塊）的鋼筋混凝土角撐面上，按照補充圍護設(shè)計圖紙增加設(shè)置鋼筋混凝土板帶，待板帶混凝土達到設(shè)計強度后，再拆除Ⅰ-1分區(qū)對應(yīng)區(qū)域的鋼筋混凝土角撐，因場地狹小，Ⅱ-1分區(qū)的污染水處理設(shè)備及蓄水設(shè)施布置在該兩塊板帶上，待Ⅱ-1分區(qū)的污染水處理完成后，該兩塊場地作為臨時輕型材料堆場，一定程度上緩解了短時間內(nèi)的場地緊張狀況；Ⅱ-1分區(qū)東南側(cè)（4-2分塊）背靠Ⅰ-2分區(qū)的對應(yīng)區(qū)域，暫時保留一根鋼筋混凝土角撐以承受側(cè)向荷載，該鋼筋混凝土角撐所在區(qū)域塊的B0樓板暫緩施工，待Ⅱ-1分區(qū)東南側(cè)（4-2分塊）的第2道鋼筋混凝土支撐施工完成、達到強度要求后，再拆除此根暫時保留的鋼筋混凝土角撐，以及補缺該區(qū)域塊的B0樓板（圖6～圖8）。

圖6 新增角撐板帶及保留角撐

圖7 Ⅱ-1分區(qū)1-1分塊新增板帶

圖8 對應(yīng)區(qū)域暫時保留的一根角撐

4）根據(jù)現(xiàn)場實際工況，通過計算整體復(fù)核Ⅱ-1分區(qū)圍護地下連續(xù)墻、鋼筋混凝土支撐與棧橋，以及Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)的汽車坡道范圍工字鋼對撐換撐、基坑周邊局部工字鋼斜撐換撐、基坑周邊局部增加設(shè)置的工字鋼或鋼管斜撐換撐結(jié)構(gòu)后，確定調(diào)整Ⅰ-1分區(qū)和Ⅰ-2分區(qū)的B1樓板與中隔墻之間的回頂范圍，即增加B1層水平結(jié)構(gòu)的回頂截面，把B1樓板先行跳倉施工窄板帶作為連接支撐回頂截面改為B1層水平結(jié)構(gòu)（所有B1樓板及梁結(jié)構(gòu)）全截面施工至中隔墻邊，以實現(xiàn)滿頂（Ⅰ-3分區(qū)B1樓板、B0樓板以及B1樓板、B0樓板與中隔墻之間的換撐已完成），確保滿足受力要求，從而嚴格控制基坑圍護體的變形。

5）Ⅱ-1分區(qū)第1道鋼筋混凝土支撐以下的土方自西北側(cè)向東南側(cè)及東北側(cè)臺階式分層放坡開挖，臺階式逐層施工第2、3、4道鋼筋混凝土支撐，分層開挖的每層厚度不超過3 m、縱向動態(tài)放坡坡度不大于1∶1.5，分層開挖的相鄰臺階之間的凈間距確保大于一個分塊長度，每層土方開挖分塊與鋼筋混凝土支撐施工布置塊相互對應(yīng)，鋼筋混凝土支撐施工緊跟挖土進度，盡可能縮短每層土方開挖完成后到鋼筋混凝土支撐形成之間的基坑暴露時間，在第5層土方開挖時，進一步細分小塊，隨挖土隨澆筑混凝土墊層，如果有因如污染土等不確定因素影響而導(dǎo)致基坑圍護體變形過大情況的發(fā)生，則采取雙層雙向加筋墊層等措施及時形成“對撐”結(jié)構(gòu)，并盡快完成每個分塊底板的混凝土澆筑，以嚴格控制基坑變形速率，確?；影踩▓D9）。

圖9 土方放坡開挖縱向示意

6）針對可能因污染土影響而致使基坑施工周期延長，從而導(dǎo)致基坑圍護體變形過大等情況，進一步編制基坑施工緊急預(yù)案，全面深入分析可能會發(fā)生的風險，細化引起風險的各項因素。針對各項因素，制定有針對性的應(yīng)急措施，其中針對降水井的管理、保護、保養(yǎng)、維修，安排專人負責，要求每天對所有降水井進行一遍地毯式排查，如發(fā)現(xiàn)有被損壞的情況，立即進行修復(fù)，尤其從開挖第3層土方開始，著重關(guān)注減壓井是否有被損壞的情況，若有，則第一時間進行修復(fù)，嚴格控制好承壓水對基坑的影響，以及每天審查、核對降水情況，確保地下水位隨時滿足開挖條件要求，并在現(xiàn)場做好常規(guī)應(yīng)急設(shè)備和應(yīng)急材料方面的準備，以便風險發(fā)生時能第一時間啟動應(yīng)急措施，高效控制突發(fā)事態(tài)的發(fā)展。

5 結(jié)語

按照經(jīng)各方確認的Ⅰ-1分區(qū)、Ⅰ-2分區(qū)、Ⅱ-1分區(qū)三個相鄰分基坑同步施工的優(yōu)化方案，認真落實以上各項措施后，現(xiàn)場實施效果為：Ⅰ-1分區(qū)除暫時保留棧橋區(qū)域以外的B0樓板于2021年10月5日完成，上部鋼結(jié)構(gòu)于2021年9月17日開始東北側(cè)E塔樓的局部吊裝，Ⅰ-2分區(qū)除暫時保留棧橋區(qū)域以外的B0樓板于2021年10月4日完成（西南角暫時保留一根鋼筋混凝土角撐區(qū)域塊的B0樓板于2021年9月29日完成），上部鋼結(jié)構(gòu)于2021年9月26日開始西南側(cè)C塔樓的局部吊裝。

如果按照原施工方案實施的話，Ⅱ-1分區(qū)第2層土方開挖最早需從2021年10月6日開始，而實施三個相鄰分基坑提前同步施工優(yōu)化方案后，Ⅱ-1分區(qū)實際于2021年8月4日開始第2層土方開挖，比原施工方案提前了63 d，即工程整體進度計劃的關(guān)鍵路線工期提前了63 d。

在確?；影踩那疤嵯拢ㄟ^嚴格計算驗證，因地制宜地制定滿足“時空效應(yīng)”要求的優(yōu)化施工方案，盡可能地縮短非必要的時間，大大加快了施工進度，從而給本項目后續(xù)的施工提供了較大的彈性進度空間，為實現(xiàn)整體工程的進度目標打下了堅實的基礎(chǔ)，對當前類似基坑工程的方案優(yōu)化具有一定的參考價值。隨著超深、超大基坑工程數(shù)量越來越多，該項優(yōu)化技術(shù)具有廣泛的借鑒應(yīng)用前景。