盆式开挖法在软土地区超大深基坑应用案例分析

周能兵（上海卓平资产管理有限公司，上海 200032）

盆式开挖法作为土方开挖的经典方法之一，有着工期短，费用小，变形小的优点。众多专家学者对软土地区超大深基坑变形、监测、降水等方面进行了研究，但是对盆式开挖法在软土地区超大深基坑中的应用还不足，本文通过项目实例介绍实际施工经验和变形处理方法，对同类型工程具有一定的借鉴作用。

1 工程概况

中国平安集团全国后援管理中心 3 号楼项目位于上海市浦东新区张江银行卡产业园，本项目基坑工程分为 2 个区域，其中东区（先开挖区）基坑面积约 2 3763 m²，大面开挖深度约18.1 m，局部深坑最大挖深为约 21.65 m。西区（后开挖区）基坑面积约 6 958 m2，大面开挖深度约 18.1 m，局部深坑最大挖深约 21.35 m。各区坑内均设置 3 道钢筋混凝土支撑。本项目均采用采用 1 000 mm 厚地下连续墙作为围护结构。

2 水文地质条件

本工程地质特征见表 1 和图 1，从中可以看出拟建场地内填土局部区域填土较厚，其最大厚度达到 4.0 m，其分布无明显规律。

图1 水文地质条件剖面图

表1 土层分布及其具体特征

3 监测点位布置

为了及时收集和反馈围护结构和周围土体变形等情况，设置监测点如图 2 所示（篇幅原因，图中仅展示围护体测斜监测点和立柱垂直位移监测点）。

图2 监测点位布置图

本工程监测内容主要有：围护顶位移、围护体测斜、坑外潜水水位、支撑轴力、立柱垂直位移、地表垂直位移、河堤变形、管线变形、周边建构筑物变形。

4 盆式开挖实例分析

由于本工程基坑分东区（先开挖区）和西区（后开挖区）两个部分，且东区基坑面积远大于西区，所以本文主要以东区（先开挖区）为例进行研究分析。

4 .1 东区首层土方

首层土方开挖深度为 2.025 m，开挖顺序结合场地主要出入大门位置，自北向南退挖，随后形成首道支撑和栈桥。

4 .2 东区第二、三层土方

4 .2 .1 开挖流程

二层、三层土方采用盆式开挖，先开挖基坑内侧大区土方，并由中间向南北两侧开挖；再限时开盆边土方形成对撑，最后开挖角部土方。开挖流程如图 3 所示（其中开挖顺序依次为1→2→3→4→5→6）。

图3 第二、三层土方开挖流程图

盆边留 土≥10 m，坡间放坡平台宽度 ≥5 m，每级边坡坡度 ≤1∶1.5，每层开挖高度 ≤3 m；。二级放坡剖面示意图如图 4。

图4 二级放坡剖面示意图

4 .2 .2 数据分析

为了及时收集和反馈围护结构和周围土体变形情况。监测单位每日对监测内容进行监测，数据每日固定时间上报。若发现报警值，第一时间通知总包项目部，采取相应措施。

以测点 CX-10 为例，该测点在项目东侧，按深度每间隔0.5 m 布置，检测其水平位移。将该测点各深度位移按每五天变化情况整理为图 5。

图5 CX-10 测点不同深度处水平位移变化

从图 5 可以看出整体位移分布成梭形，顶部位移量较小，且在坑底处达到最大值。第二和第三道支撑成型后，支撑处后续位移增量稳定，无较大增幅，说明混凝土内支撑对土体约束起关键作用。

基坑在开挖二层土方时，该测点出现报警，报警值出现第一时间项目部采取了应急措施：

（1）召开紧急会议，对原因进行分析并讨论后续相应措施。

（2）加强监测频率，监测数据实时上传、立即报告。

（3）调整开挖方向，优先形成东西方向内支撑。

（4）加大人员投入，采取24小时轮班制作业，加快内支撑成型。

（5）提高内支撑混凝土标号，尽快达到设计标号。

在 2020 年 8 月 30 日形成东西对撑后，位移增量恢复到正常区间内，说明应急措施取得显著成效。

4 .3 第四层土方开挖

4 .3 .1 开挖流程

开挖第四层土方时，考虑到底板施工周期较长，且吸取了开挖第三道支撑时对于东边土体位移报警的经验，为保护东边道路管线，四层土方开挖优先从东边开始，向西推进，优先形成东西方向基础底板，形成对撑，再贯通南北方向基础底板，最后开挖四个角部土方，流程详见图 6（其中开挖顺序为1→2→3→4→5→6→7）

图6 第四层土方开挖流程

从围护墙水平位移变形图可以看出，该策略取得良好成效，四层土方开挖时间段内，东侧土体未见报警值出现。

4 .3 .2 数据分析

该阶段施工时发现，基坑周围地面有裂缝产生，通过分析墙顶位移以寻找裂缝产生原因。以测点 W 7 为例，该测点位于项目东侧，从开挖到底板完成，以每十天位移变化情况作出图 7。

图7 W7 墙顶竖向位移曲线

从图 7 可以看出，墙顶竖向位移先向上逐渐增大，在开挖完成时到达最大值，后随着大底板和主体结构完成而逐步下降。因此在开挖过程中需时刻关注基坑周边裂缝产生情况，必要时需采取相应措施。

5 结 语

通过对中国平安集团全国后援管理中心 3 号楼项目的盆式开挖实例分析，可以得出以下结论。

（1）围护结构水平位移随深度变化情况具有规律性，总体分布成梭形，最大位移在开挖面处，混凝土内支撑对土体位移具有强约束作用，盆式开挖法对减少坑边土体变形有明显作用。

（2）围护结构竖向位移随时间变化呈先增大后减小的趋势，在基坑开挖完成时达到最大值，需关注基坑周围裂缝产生情况，必要时采取灌浆等措施。

（3）在开挖过程中，需要实时关注变形监测数据，面对数据报警和数据异常，需要采取相应的应急措施，调整后续施工顺序，必要时增加临时支护结构。