紧邻保护建筑侧狭长基坑逆作法分区开挖技术

徐一博

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

随着我国城市社会经济的高速发展，城市化进程加快，建筑行业急速发展，特别是在城市核心区，各类标志性的超高层建筑层出不穷。因此，也必然导致了核心区超高层建筑在深基坑施工过程中紧邻老旧建筑、地铁车站等需要重点保护的对象，对深基坑施工过程中的基坑变形控制提出了很高的要求。同时，城市核心区也必然导致了施工过程中场地狭小的困难。因此针对该类深基坑，通常采用逆作法进行施工，通过逆作法合理优化分配施工场地，并且进行基坑变形控制[1-8]。本文以大中里综合发展项目3区基坑为例，研究紧邻保护建筑侧狭长基坑逆作法分区开挖技术，以期为今后类似工程提供借鉴。

1 工程概况

上海市静安区40号、46号地块大中里综合发展项目（后简称大中里项目）位于上海市静安区的核心区。由于项目地块较为庞大，因此大中里项目分为多个区块进行施工。主要分为第一阶段进行施工的1区、西侧紧邻在建的轨道交通13号线南京西路站的2区、北侧靠吴江路并有轨道交通2号线穿越的4区以及场地内由于道路翻交最后施工的3区（图1）。

图1 3区基坑周边环境示意

3区基坑是一个典型的狭长形基坑，其东侧存在一保护建筑，对基坑开挖存在严格的变形控制要求；3区其余侧地块已经进入地上结构施工阶段，因此3区基坑开挖过程中，场地受限，无法利用周边地块作为施工布置场地；同时，按照建设单位进度计划要求，常规的顺作法基坑开挖难以满足3区基坑开挖的进度要求。因此大中里项目3区基坑开挖采用了逆作法分区开挖的形式，从而解决基坑开挖过程中进度要求、基坑安全以及场布需求的各项难题。

2 狭长基坑分块开挖原则

3区的狭长基坑分为4个小基坑，分别为3-1区—3-4区。各分块基坑以及3区与其他基坑之间采用中隔墙进行隔离。根据施工进度计划，在3区基坑开挖过程中，首先施工3-1、3-2两个分区，根据计划工期完成后立即施工3-3、3-4分区。

通过将整体狭长的基坑划分为若干个小基坑的方法，控制基坑开挖过程中的长宽比，从而严格控制基坑变形，减小基坑开挖对周围保护建筑的影响。

3区基坑采用逆作法进行施工，首先施工3区B0层板结构，作为3区基坑开挖过程中重要的场地以及通道。

考虑到基坑中隔墙拆除对施工进度的影响，开挖时先开挖中隔墙附近的土方，以便于先行凿除中隔墙，而邻近保护设施的区域边坡留土压载，控制基坑变形。待本层中隔墙基本凿除到位后，再快速开挖边坡留土。土方开挖过程中随挖随浇筑临时垫层，分块铺设短排架并施工主体结构。

B1层水平结构完成后，继续采用逆作法进行下一层土方的开挖，并拆除中隔墙。B1至B4层逆作法土方开挖以及水平结构施工类似。

3 逆作法施工特点

3.1 有限空间场布

大中里项目整体施工过程中，在3区基坑开挖施工阶段，周围其他分块均已经进入上部结构施工阶段，因此如果采用常规的顺作法进行基坑开挖，那么在施工过程中必然面临周边场地难以布置堆场、道路等问题。故采用逆作法对该3区狭长基坑进行施工，利用逆作法施工中首先施工完成的B0层结构楼板作为水平支撑进行施工布置，使结构楼板作为支撑体系的同时，兼作挖土施工、机械行车路线场布堆场。

大中里项目3区狭长基坑施工过程中采用了逆作法，因此也必须在该区域的顶板上设置相应的出土口，用于逆作法基坑开挖过程中的出土通道。具体出土口位置的确定需要根据每个分区出土口留设及挖土顺序加以细化分块。

由于采用了逆作法进行施工，首层结构楼板在兼作施工通道的同时还需设置出土口。因此需要对首层的结构楼板进行复核，判断其能否满足顶板行车的工况。根据顶板结构设计荷载，本工程顶板可以满足重载车辆的行车荷载，无需额外采用下撑排架或者结构加强等方法进行加固。但是需要对临边洞口区域进行结构加固，大中里项目采取了在洞口区域加设边梁的结构加固形式。

3.2 新旧水平结构连接节点

在大中里项目3区狭长基坑逆作法施工过程中，由于除3区外，大中里项目其他分块区域地下室结构已经施工完成，因此需要在3区地下室逆作过程中，将新施工的结构与原先已施工完成的结构进行连接。结构连接过程中，主要需要进行新旧结构连接的构件为梁、板。考虑结构后浇带的存在，结构连接施工分为2种方法。

1）非后浇带区域结构连接施工主要采用旧结构预留接驳器或者后期植筋的方法，使旧结构与逆作法施工过程中新施工的梁板结构进行连接。

2）后浇带区域的结构连接施工相较于前者较为复杂。由于后浇带区域的水平结构需要根据设计要求在后期方可进行封堵，因此在逆作法施工过程中，新施工的结构梁板不能直接与旧结构进行连接。大中里项目采取了在后浇带两侧设置临时柱作为后浇带支撑体系的方法。于与3区相邻区域边界设置一定数量的临时柱，临时柱楼板部位设置牛腿或钢支撑；3区的梁板搭接在临时柱的牛腿或钢支撑上，达到传递竖向荷载和水平荷载的目的。

通过临时支撑体系对新施工的结构梁板进行支撑，并在后期进行后浇带封堵。大中里项目所采用的临时支撑体系见图2。

图2 后浇带区域结构连接临时支撑体系

3.3 竖向墙柱结构回作节点

在大中里项目3区狭长基坑逆作法施工至最底层底板后，需要进行竖向结构回作。回作结构主要包括竖向构件内的墙与柱。

大中里项目3区地下室墙柱施工前，已经在基坑逆作法水平结构施工过程中，采用上下留置插筋的方式预留了墙柱的钢筋（图3）。为了确保上下结构柱位置的准确性，在每层结构开挖到相应标高且浇筑垫层后均会对该区域内的竖向构件钢筋留设进行复核校对，确保在后期竖向构件回作过程中，竖向构件定位的准确性。

图3 逆作过程中墙柱预留钢筋示意

本工程混凝土柱、剪力墙等墙柱结构均为逆作结构，梁板框架结构由上至下施工，因此必须在梁板结构内预留浇捣孔，以方便墙柱结构的混凝土浇捣施工。

4 保护建筑侧基坑变形控制

大中里项目3区基坑位于上海市静安区40号地块东部，基坑西邻T1、T2分区，北邻4区基坑，南邻威海路，东邻青海路，地处闹市中心区。周边地下管线复杂，威海路、青海路有煤气、上水等重要管线。同时，在基坑开挖过程中，本基坑开挖影响范围内东侧邻近云海苑、医学交流中心，南侧邻近民立中学等重要保护建筑。

参考规范，依据设计要求确定本基坑工程监测等级为特级。因此，为了确保在分区基坑开挖过程中的基坑变形控制并对周边保护建筑、道路管线等保护对象的影响进行评估，本项目在基坑开挖过程中，针对基坑围护体侧向位移、基坑水平位移、垂直位移、支撑体系内力、地面沉降等一系列指标进行了实时动态监测。

在整个3区狭长基坑开挖过程中的动态实时监测结果表明，邻近保护建筑侧的基坑变形可控，与变形预期结果接近。

以基坑变形监测数据中较有代表性的基坑测斜C45点位结果为例，地下4层处监测限值为每24小时2 mm，实际监测结果为1.3 mm（平均）；累计变化量限值为30 mm，实际监测结果为26.1 mm。地下4层基坑中隔墙处监测限值为每24小时3 mm，实际监测结果为2.4 mm；累计变化量限值为50 mm，实际监测结果为44.5 mm。

以围护体顶部水平位移S45点位结果为例，地下4层处监测限值为每24小时2 mm，实际监测结果为1.5 mm；累计变化量限值为20 mm，实际监测结果为18.7 mm。地下4层基坑中隔墙处监测限值为每24小时2 mm，实际监测结果为1.7 mm；累计变化量限值为30 mm，实际监测结果为26.8 mm。

由此可见，大中里项目3区狭长基坑由于采用了合理的逆作法分区施工方法，在基坑变形控制以及基坑安全稳定性方面都得到了预期的结果。

5 结语

本项目在实施过程中，利用逆作法的特点，为有限空间内基坑施工提供了施工场地、道路，解决了施工场布问题。同时，根据合理的分块基坑开挖原则，确保了开挖过程中基坑整体的稳定性，进而对基坑变形进行了严格控制，保证了狭长基坑不发生严重变形，有效确保了周围保护建筑的安全。项目实施过程中达到了高效、环保、安全的绿色施工要求，经验可供同类型狭长基坑逆作法施工工程参考。