相邻基坑合并施工围护体系优化实践总结分析

陆鑫振（中交第三航务工程局有限公司， 上海 200030）

目前，随着城市化进程的加快，地下空间开发力度进一步加强。在既有道路、建筑物周边进行基坑开挖成为工程领域新常态。李成虎通过对两个基坑进行同步开挖互相影响分析中得出结论，即相邻基坑同步开挖，卸荷会对周围地面沉降、坑底隆起、支护桩水平位移产生影响[1]。基坑间距不同，基坑开挖性状亦不同，所以相邻基坑同步开挖存在较大隐患，一般相邻基坑采用“先浅后深”的原则。上海轨交12 号线国客中心站[2]项目遵守该原则，通过分析和实测，变形处于可控并呈现一定规律。

浙江省杭州市杭州南站西广场工程原设计图纸同样为相邻基坑，但不能简单从技术角度分析开挖方式，应考虑前期设计为征拆迁存在不确定性及工期受限的边界条件。西广场分为广场、酒店两个基坑，并分步实施开挖，但随着征拆迁顺利完成，双基坑成为非必须。通过对比工期及投资额，发现对两基坑合二为一进行施工的方案优于原方案。本文将对新旧方案进行阐述并分析，同时对实践效果进行总结。

1 工程概况

铁路杭州南站综合交通枢纽东西广场工程由东、西广场组成，占地总面积 13.6 万 m2，其中东广场 9.8 万 m2、西广场 3.8 万 m2。西广场围护结构设计期间考虑到酒店区尚存在旧建筑待征拆迁，且存在不确定性；广场区必须满足 2017 年6 月 30 日站房开通的要求（开工时间为 2016 年4 月 18日），为避免征拆迁影响该工期节点，设计方案将西广场基坑分为酒店区和广场区 2 个基坑（深度 8 m）。原设计边界条件概况图，见图 1。

图1 原设计边界条件概况图

2 两版方案对比分析

施工单位开工初期，酒店区征拆迁工作完成，此时围护图纸已出具完整并经图审。由于工期紧张，项目公司组织各方讨论两基坑合并为一的可行性及优缺点。原设计方案中，西广场基坑采用钻孔灌注桩+止水+盆式开挖+中心岛支撑（混凝土脚撑）形式。原方案西广场基坑支撑平面图，如图2 所示。

从图 2 可以看出，广场所有基坑阴角均采用钢筋混凝土板撑+水平支撑的方式进行支撑体系加强，而中心岛支撑采用 φ 609 16 型钢支撑，同时配合混凝土脚撑。根据该方案，土方开挖完毕后，将进行地下结构施工，并在结构侧墙上设置钢倒撑，如图 3 所示。

图2 西广场基坑支撑平面图

图3 西广场基坑钢倒撑平面图

钢倒撑设置完毕后，采用 2∶8 灰土进行基坑围护与结构外墙间的土方回填，压实度 ＞ 0.95，调整钢倒撑轴力，再进行地下室 1 层顶板施工；待强度达到设计要求，再将钢支撑拆除。基坑支撑剖面图，如图 4 所示。

图4 基坑支撑 1-1 剖面

酒店基坑采用钻孔灌注桩+止水+ 1 道混凝土内支撑的方案，如图 5 所示。

待酒店基坑上排水所拆除完成后，便可施工该区域内钻孔灌注桩、止水帷幕及支撑。当广场基坑施工至地下 1 层顶板，并完成换撑后，可进行酒店基坑的土方开挖。开挖至设计标高后，进行主体结构施工，并在结构墙上设置钢倒撑。随后进行基坑围护与结构外墙间的土方回填。当钢支撑满足轴力要求时，开始拆除第一道混凝土支撑，酒店基坑围护结构剖面图如图 6 所示。

图5 酒店基坑支撑围护结构平面图

图6 酒店基坑围护结构剖面图

原方案 2 个基坑先后施工，施工周期较长，现酒店基坑具备施工条件，项目公司提出将 2 个基坑合并为 1 个基坑施工的提议。经过设计院的优化及各参建方的协调沟通，并组织了专家评审，最后针对西广场 2 个基坑合二为一的方案进行了变更设计，如图 7 所示。

图7 西广场基坑支撑平面图（变更后）

从变更后的方案中，可以看出，广场基坑栈桥采用1200 mm× 1000 mm 主梁、600 mm× 600 mm 联系梁进行支撑，酒店基坑主撑采用 1000 mm × 1000 mm 主梁、600 mm× 600 mm 联系梁进行支撑，跨度小的区域采用 800 mm × 800 mm 的主梁、600 mm× 600 mm的联系梁进行支撑。施工栈桥主要作为零星材料堆场及施工人员通行，所以只设计了 200 mm 的板厚，以节省投资。对比原方案，围护结构中主要取消了广场基坑与酒店基坑 1 排 93 m 的1000@1200 钻孔灌注桩，取消了广场区域的斜抛钢支撑，并改成 1 道混凝土栈桥+混凝土支撑的支护结构。酒店基坑的支护结构并未发生变化。广场区域基坑剖面图，如图 8 所示。

图8 西广场围护结构剖面图（变更后）

由图 8 中结构可以看出，广场基坑区域的施工顺序为：支撑结构的施工→分区域进行土方开挖至底标高→底板及内部结构施工→施工至顶板后再进行换撑→凿除第一道混凝土支撑。该方案不仅实现了与酒店基坑同时开挖的目的，而且西广场支撑的标高高于地下一层顶板的标高，使得地下结构可以连贯施工，减少了基坑暴露的时间，降低了风险。

3 方案实施控制点

（1）基坑开挖需有序开展。虽然基坑深度不深（约8 m），但要一次性开挖到底部，依然存在风险，所以在开挖过程中做好监测工作，并制定应急措施。土方开挖遵循“收底一块、及时封底”的原则。

（2）控制好广场区域第一道支撑的标高， 确保支撑标高高于顶板标高。此外，支撑的拆除采用切割工艺，必须吊离顶板后，才能进行凿除。

（3）广场区栈桥板由于只能承受 0.4 kPa 的压力，所以不得上重车，主要作为零星材料的堆放及作业人员行走通道。

（4）围护结构与地下室外墙结构间的回填应严格按照设计方案实施，支撑的拆除一定要在换撑后进行。

4 变更后方案实施效果

施工工序上，由于原方案要先行实施西广场基坑，再实施酒店基坑，属于相邻基坑的施工，存在先后顺序。变更后方案中，采用合并为一个基坑的方式进行施工。由于基坑较大，采用多点开挖的方式进行，所以在西广场区域布局 3 个开挖点，在酒店基坑布局 2 个开挖点。在底板施工上，亦遵循“收底一块、及时封底”的原则，确保最短基坑暴露时间。由于在广场区域采用了支撑标高高于顶板的设计方案，让地下结构一气呵成，节约了工期。当地下室顶板完成后，采用静力切割方式拆除支撑，进一步加快进度。

经测算，变更后方案较原设计方案节约工期约 3 个月，也减少了工程投资额。经第三方审计，新版方案最终节约488 万元。

5 结 语

虽然该工程“两坑变一坑”的设计变更方案本身无太大的施工难度，但针对原方案设计图纸完成，现场桩基施工开始的情况进行变更，存在设计时间紧迫、各方协调难度大、图纸再审批流程烦琐等困难；在技术方面，也必须尽可能地考虑安全和工期的因素，所以并不能简单将 2 个基坑视为 1个基坑考虑，还需在 1 个大基坑体系下考虑局部受力的平衡性，如增加混凝土板撑。最终该设计方案实现了在缩短了工期的情况下，还节约了投资，为项目取得双重效益。因此，该工程在原本工况改变的情况下，“两坑变一坑”的理念及设计方案对于同类型项目存在一定的借鉴意义。