两相邻深基坑同步施工关键技术*

上海建工七建集团有限公司 上海 200050

1 工程概况

外滩国际金融服务中心项目位于上海市黄浦区外滩8-1地块，东至中山东二路，南至东门路，西至人民路，北至龙潭路的合围之处，规划中的枫泾路将基地分隔为南、北2 个地块（图1）。总用地面积为45 471.9 m2，建筑总面积约426 073 m2，地上总建筑面积约269 968 m2，地下建筑面积约156 105 m2。北地块和南地块地下室均为4 层，南、北地块通过规划枫泾路下的3 条地下通道，将2 个地块地下室相互连通。

图1 南北基坑同步施工场景

本工程周边环境较为复杂，变形控制及保护要求较高。基地四面由中山东二路、东门路、人民路、龙潭路4 条市政道路合围，位于基坑四周的十六铺交通枢纽、外滩通道与地下空间、老城厢居民区以及基地四侧的市政道路和市政管线均为本基坑工程的重点保护对象。

本工程基坑开挖深度为20.4～21.9 m，南北区基坑之间距离为26 m，与基坑深度相当，属于典型的软土地基两相邻深基坑同步施工问题，如何确保相邻基坑的施工安全，将是本工程基坑围护设计和土方开挖的主要施工难题。

场地地下水类型有浅部土层中的潜水和深部土层中的承压水。因本工程基坑开挖深度约为20.4～21.9 m，故浅部的潜水和承压水均与本工程建设密切相关。根据地质勘探报告，本工程拟建场地在130.45 m深度范围内的地基土大部分区域为正常地层沉积区，主要由饱和黏性土、粉性土及砂土组成。

2 基坑围护方案

由于本工程基坑工程开工前尚处于建筑方案设计阶段，无法确定地下室是否存在劲性结构、结构梁板大面积缺失等不利逆作施工的因素，同时如采用逆作法实施方案，支护结构的设计必须待主体地下结构设计资料基本完整之后方可开展，势必与主体设计进度产生较大的矛盾，将较大程度地推迟开工日期，延缓整个工程的开发进度。顺作法相对于逆作法虽然存在着大量的支撑需要施工和拆除[1,2]，但结合本工程的实际情况，由于顺作法的基坑支护结构设计与主体设计关联性较低，受主体设计进度的制约小，基坑工程有条件尽早开工，因此本工程采用顺作法设计方案。

考虑到基坑开挖深度超过 20.4 m及周边需保护对象众多，根据上海软土地区已实施的大量基坑工程的成功实践经验，本工程基坑采用“两墙合一”的地下连续墙+5道钢筋混凝土支撑的支护体系，如图2所示。

图2 基坑支撑剖面

3 相邻深基坑同步施工影响分析

根据围护设计方案，本工程单个基坑施工流程为：深井降水（水位降至开挖面下1 m）→第1层土方分块开挖、第1道支撑及栈桥混凝土结构施工和养护→第2层土方分块开挖→第2道支撑混凝土结构施工和养护→第3层土方分块开挖→第3道支撑混凝土结构施工和养护→第4层土方分块开挖→第4道支撑混凝土结构施工和养护→第5层土方分块开挖→第5道支撑混凝土结构施工和养护→第6层土方分块开挖→垫层施工。

为了较准确地预测南北基坑开挖的相互影响，采用大型有限元分析软件对南北基坑同步开挖、北区基坑先于南区开挖2 皮土的2 种工况分别进行三维有限元分析，为本工程最终采用较为合理的施工工况提供参考。

1）工况一：南北区基坑同步开挖施工。理论计算结果表明：本工程基坑普遍区域挖深为20.4 m，南北坑同步开挖至基底时，南区地下连续墙邻近连通道侧最大水平位移为32.9 mm，北区地下连续墙邻近连通道侧最大水平位移为38.1 mm，连通道区域土体最大沉降为35.8 m（图3、图4）。

图3 工况一围护体侧向变形云图

图4 工况一土体竖向位移云图

2）工况二：北区基坑先于南区基坑2 皮土方进行开挖施工。理论计算结果表明：本工程基坑普遍区域挖深度为20.4 m，南北基坑开挖至基底时，南区地下连续墙邻近连通道侧最大水平位移为32.4 mm，北区地下连续墙邻近连通道侧最大水平位移为39.1 mm，连通道区域土体最大沉降为35.7 m（图5、图6）。

图5 工况二围护体侧向变形云图

图6 工况二土体竖向位移云图

综上所述，根据变形计算结果，南北基坑的开挖对中间土体的影响较大，在最不利工况下土体沉降达35.8 mm，建议本工程正式施工之前，将该区域地下管线全部搬迁，并在基坑开挖过程中对此区域进行限载，以保证此区域的安全性。另外，在南北基坑同步开挖、南区基坑先于北区基坑开挖2 皮土的2 个工况下，南北基坑中间土体的沉降值介于35.7～35.8 mm之间，变形几乎相同。

由此可见，南北基坑的先后施工工况对中间土体的变形、支撑轴力的影响不大。因此，从工期角度考虑，选择南北基坑同步开挖的施工工况，可大大缩短工期。同时根据有限元分析，在南北基坑先后开挖条件下，南北基坑中间土体均处于稳定状态。

4 相邻深基坑同步施工技术

考虑到本工程整个项目分为南北2 个地块，南北地块之间相隔宽26 m的枫泾路，且北地块工程与南地块工程需同步进行基坑施工，待南北基坑地下结构完成后，再施工枫泾路中间人行和车行通道。南北区挖土流程工况依照先开挖北区基坑土方，后开挖南区基坑土方，南北基坑土方开挖以相互不超过1 层为限定条件，同时南北两区基坑不同时挖至基坑底部。为加强基坑的整体强度，在南北基坑第1道支撑施工的，同时施工枫泾路3 个连通道的第1道混凝土支撑，与南北基坑形成有效连接。待南北基坑地下结构完成后，再施工枫泾路地下连通道的基坑及结构。

5 实施效果

通过前期对两相邻深基坑同步施工工况的研究分析，确定了相邻深基坑相互之间开挖不超过一皮土高差的原则，使得相邻基坑同步开挖的安全风险得到了有效控制，在整个基坑施工过程中，未发生一起安全、质量事故，且提前完成了业主的进度要求。周边保护建筑物及地下管线的变形均在控制范围内，取得了良好的社会效益。