复杂环境下深基坑内旧地下室的拆除设计与施工

聂文高

上海建工五建集团有限公司 上海 200063

由于特殊原因，上海市核心地段存在施工中途停建的工程项目，而应城市总体规划要求，烂尾停建项目需重新复建开发。以龙华街道N11-08、N15-01、N15-05地块项目为例，深入探讨在周边复杂环境条件下，深基坑内旧地下室拆除设计与施工的要点，以及选择合适的围护加固设计形式与施工方法，控制深基坑变形[1-8]。

1 工程概况

1.1 工程建设及拆改概况

龙华街道N11-08、N15-01、N15-05地块项目是集商业、办公于一体的大型建筑群，用地面积约4.91万 m2，总建筑面积约22.3万 m2，其中地上建筑面积约9.96万 m2，地下建筑面积约12.34万 m2。本项目地下共3层，地上包括北区5幢高层塔楼（T1—T5，带1层商业裙房）及1幢2层商业（C7），南区6幢2～3层商业。工程采用大直径钻孔灌注桩＋筏板基础；桩基采用直径700～800 mm的钻孔灌注桩和直径350 mm的钢管桩；地下结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构，“两墙合一”地下连续墙外墙，考虑设置施工后浇带措施；主楼地上结构：北区T1—T2、C7号楼拟采用钢结构体系，压型钢板组合楼盖；南区商业C1—C6拟采用框架结构体系，钢筋混凝土楼盖，局部采用PC预制构件，PC率为20%。

本工程于2011年正式开始施工，后因开发商原因施工中途停建，2020年重建开发，深基坑场地现状（图1）主要为：1a#、1b#、2#基坑结构已完成至±0 m；3#基坑完成地下连续墙、桩基、加固施工，待开挖。4a#、4b#、6#、11a#、11b#基坑结构已完成至±0 m；5#、7#、10#基坑地下连续墙和桩基完成，待地基加固及开挖；9#基坑已完成至B1层结构楼板。重建施工前对原有部分地下室进行拆除：6#基坑P轴以北自地下室顶板至基础顶梁、板、柱、内部剪力墙、楼梯、坡道全部拆除；9#基坑自B1层底板至基础顶梁、板、柱、内部剪力墙、楼梯、坡道全部拆除。然后按现有结构设计施工图新建地下室梁、板、柱 、内部剪力墙、楼梯、坡道。

图1 重建开发时场地现状

1.2 周边环境概况

场地北侧为盛大花园小学和盛大花园小区，基坑边与小学最近距离为11.9 m。场地东侧为龙华港河道，基坑边与龙华港最近距离为5 m（图2）。

图2 场地周边环境

场地西侧为龙华路，双向6车道；沿红线自北向南共4个轨道交通（简称轨交）出入口，分别为3号口、4号口、5号口和2号口；龙华路西侧为上海龙华古寺（在国家文物保护范围线内）。场地中部为后马路，后马路（已完工状态）横穿本项目，将项目分为南北2个地块，后马路下方为本项目已建成地下室结构。轨交11号线穿越本项目地块南侧，轨交12号线紧邻本项目地块西侧，且两站体均与本项目地下室连通。

2 工程特点与难点

1）基地红线内存在已运营的轨交11号线及轨交12号线龙华路站及相关附属结构和换乘通道。待拆除的旧地下室边与轨交12号线最近距离64.7 m，与轨交11号线最近距离85.2 m，与盛大花园小区住宅楼最近距离43 m，与盛大花园小学最近距离36.4 m，与国家历史保护建筑龙华塔最近距离152.8 m。周边环境复杂，拆除施工难度高，深基坑内地下室的拆除需严格控制基坑变形，落实文明施工措施。

2）6#、9#基坑区域内待拆除地下室原有围护支撑体系，因露天暴露时间太长，混凝土强度有所折减，钢筋存在一定程度的锈蚀，原有地下连续墙及9#基坑所保留的第1道支撑栈桥满足不了变形控制要求，需先进行围护加固设计。此外，旧地下室拆除范围大，拆除后混凝土体量大，需结合场地狭小、交通不便、工期紧等特点，科学考虑拆除施工总体流程及相关材料运输。

3 围护加固设计要点

6#、9#基坑邻近龙华港一侧围护结构为深32 m、厚1 000 mm的地下连续墙；其中6#基坑已回筑至地面，9#基坑已回筑至地下1层，第1道混凝土支撑未拆除。6#基坑与4#基坑中隔墙为深31 m、厚800 mm的地下连续墙，已拆除；6#、9#基坑与5#、7#、10#基坑之间的中隔墙为深30 m、厚800 mm的地下连续墙。围护结构地下连续墙接头为锁扣管接头，地下连续墙标准幅宽度为6 m。已建底板厚度均为1 m，基础形式为桩筏基础。地下1层板、地下2层板为梁板结构体系，板厚120 mm，地面层（B0板）为梁板结构体系，板厚180/250 mm。6#、9#基坑东侧邻近龙华港一侧为预留管沟，底板板面绝对高程为－0.6 m，板厚1.0 m。地下2层层间高为3.75～3.85 m，地下1层层高为4.040～4.905 m。外侧墙的内衬墙厚度为400 mm，与地下连续墙组成叠合结构。9#基坑东侧局部区域未设置内衬墙，需新做内衬墙。

在本项目早期施工阶段，因地下结构回筑需要，部分支撑已拆除，基坑围护应力已释放，若拆除施工采用边拆除旧地下室边还原设计支撑方式，新还原支撑受力工况与原新建设计工况不符，原围护支撑需大面积加固补强方能达到基坑变形设计要求，总体不具有经济性。综合考虑经济效益及变形控制效果，采用以下方式进行加固设计处理：在旧地下室正式拆除施工作业前，在围护结构（地下连续墙）边施工短肢剪力墙，提高围护结构抗侧力刚度。拆除前需对9#基坑第1道支撑下格构柱进行斜向剪刀撑加固，拆除过程中，9#基坑第1道混凝土支撑和支撑下格构柱必须保留，直至地下2层改造结构浇筑完成，并达到设计强度后方可有序拆除。

6#、9#基坑围护结构加固区域共分为8个区域，短肢剪力墙水平间距约6 m，对应短肢剪力墙有8种做法：断面1，地面至底板深度为15.045 m，剪力墙厚400 mm，上至沟槽底板底；断面2，地面至底板深度为14.345 m，剪力墙厚400 mm，上至沟槽底板底；断面3，地面至底板深度为14.345 m，剪力墙厚400 mm，墙高7.0 m；断面4，地面至底板深度为14.345 m，剪力墙厚400 mm，墙高7.0 m；断面5，地面至底板深度为14.345 m，剪力墙厚400 mm，墙高7.0 m；断面6，地面至底板深度为14.845 m，剪力墙厚400 mm，墙高7.5 m；断面7，地面至底板深度为15.045 m，剪力墙厚400 mm，墙高9.7 m；断面8，地面至底板深度为14.345 m，剪力墙厚400 mm，墙高9.0 m。

经建模计算，地下连续墙墙顶侧向位移最大值为13.1 mm，满足一级环境保护等级的要求。

4 旧地下室拆除关键施工技术

4.1 施工总体流程

拆除施工前需完成的工作包括：基坑围护结构（短肢剪力墙）加固、支撑栈桥加固、降水井和集水井施工及土体加固、桩基施工（图3）。

图3 旧地下室拆除施工总体流程

4.2 分区分块拆除与地下结构回筑相结合

6#基坑（C区）分为4个区，9#基坑分为A、B区，A区和B区拆改分为6个区（图7），分区分块拆除流程如下：

图7 6#、9#基坑旧地下室分区示意

第1阶段：6#、9#基坑短肢剪力墙、9#基坑格构柱支撑栈桥加固施工。

第2阶段：6#基坑地下1层板、梁、柱拆除施工；9#基坑A区地下2层和地下3层逐层分块拆除。

第3阶段：9#基坑A区地下3层结构回筑，与此同时，分块拆除9#基坑B区、6#基坑C区地下2层。

第4阶段：B区、C区地下3层结构分块全部拆除，9#基坑A区地下2层结构回筑完成。

第5阶段：B区、C区地下3层结构、地下2层结构逐层回筑。

第6阶段：拆除9#基坑首道支撑，回筑A区、B区、C区地下1层结构。

第7阶段：拆除加固短肢剪力墙。

通过分区分块拆除与地下结构回筑相结合，6#、9#基坑长边方向在拆除施工阶段的任意时间点，除短肢剪力墙加固以外，部分围护结构或由旧地下室中楼板传力带支撑，或由回筑的地下结构中楼板传力带支撑，避免了旧地下室全区域同时拆除时基坑变形过大的问题，有利于围护结构的变形控制。

4.3 拆除施工工艺

旧地下室拆除采用静力切割拆除的施工方法，对原结构无损伤、定位准确、扬尘少、噪声低、速度快、效率高；拆除施工顺序为：清理结构面→放出拆除位置线及钻孔→吊机抬吊→切割拆除→混凝土吊装及转运→吊装至地面→装运→堆放场地破碎→清理并外运垃圾。切割放线作业前应验算被切割构件的质量，原则上分块切割构件最大质量不超过3 t，起吊楼板、梁柱采用钢丝索将梁板兜底捆绑的方式，并用胶皮包好以防滑动。考虑到拆除施工工作量大，吊装机械是1台80 t汽车吊和3台25 t 汽车吊，另外增加1台TC7035B（臂长65 m）及1台TC7035B（臂长60 m）塔吊配合吊装。由于待拆除的旧地下室不具备安装组合格构柱式塔吊基础的条件，经结构设计复核，于地下室底板上侧施工塔吊基础，安装塔吊，以满足拆除吊装的需求。在地下结构拆除过程中，考虑到因受支撑、栈桥影响，塔吊及汽车吊覆盖不到的区域，现场施工时使用叉车转移废料。

5 结语

本项目地下室拆除面积大，周边环境复杂且保护要求高，设计上通过围护结构增设短肢剪力墙及格构柱间增设剪刀撑等加固手段，施工上通过采用分区分块拆除与地下结构回筑相结合的方式，达到减小基坑变形的效果。根据现场实际监测结果，围护结构及周边房屋管线变形累计值均较小，达到预期效果。

复杂环境下深基坑内旧地下室拆除工程是一个系统工程，需同时通过设计手段和施工策划等尽可能地减小基坑变形，减少对周边环境的影响，确保基坑围护结构的安全。