赵兴波

上海建工一建集团有限公司 上海 200120

在保护建筑下方进行基坑开挖时，桩基的施工是重点亦是难点。目前桩基的施工有2种方法，一种是直接在保护建筑下方进行桩基施工[1-3]，另一种则是把保护建筑移位[4-6]，再在保护建筑下方施工桩基。

在保护建筑下方直接施工桩基，不可避免地会对上部保护建筑产生影响，桩基施工工艺要求高，成本和代价也昂贵。如果把上方保护建筑暂时移位后再施工桩基，做好首层结构，然后及时把保护建筑回位，这样不仅使桩基施工更方便，价格可观，还可减少基坑施工对保护建筑的影响。

在传统的深基坑工程施工中，土方一般采用挖机进行清理运输，临时混凝土支撑、分期墙则采用吊车清理运输，这种方法适合于施工操作面开阔的工况。然而目前城市中心区的基坑工程开发规模越来越大，为控制基坑变形往往采取分坑施工的方式，通常操作面比较狭小，特别是在盖挖法施工中，还会面临的一个问题是临时支撑、分期墙的拆除，会带来大量的固体废弃物，另外土方外运的速度也较慢，将直接影响敏感环境下基坑施工的成败。

本文从施工工艺的角度，详细阐述了保护建筑下方基坑盖挖式施工的流程，配套提出了辅助盖挖式出土、拆除的分期墙等废弃物的快速清运技术，并成功地应用于上海民立中学项目，取得了良好的工程实施效果。

1 工程概况

上海市静安区大中里地块地下室基坑分为13个分坑开挖（图1）。其中，3区包含4个基坑并采用逆作法施工，3-1区上方即是优秀历史建筑民立中学移位区。

图1 基坑分区示意

原民立中学4号楼（威海路412号）于1999年9月23日被列为上海市“优秀历史建筑”。保护建筑于2009—2010年进行了整体移位施工，向东南方向平移57 m。新址下方建厚1.8 m、长40 m、宽45 m，面积约为1 367 m2的基础板以承托保护建筑。基础板下由49根450 mm×450 mm×20 mm方管柱支撑，底板以下为φ850 mm钻孔灌注桩，部分兼作工程桩。保护建筑下方建4层地下室（图2），开挖深度20.2 m，待结构回作结束后将多余钢立柱割除。

新基础工程已经施工完成，基础板与保护建筑下方基坑支护体系的首道钢筋混凝土支撑水平相连，与基坑围护地下连续墙通过间隔布置的钢筋混凝土传力带水平相连。保护建筑现采用桩基础，整个受力体系稳定可靠，结构各构件满足承载力要求，基础稳固，能够满足基坑开挖和地下室施工的要求。

图2 民立中学立面示意

2 基坑盖挖式快速开挖

保护建筑下方基坑盖挖式开挖，通常是指在基坑施工前先将保护建筑从原址移离到平整场地上，待基坑桩基施工完毕，地面首层结构浇筑且强度达到要求后，及时将保护建筑移到其首层结构上，再进行保护建筑地下室施工。

2.1 工艺流程

本工程基坑即3区开挖阶段，相邻1-a区、1-b区、1-d区、2-a区和2-b区已完成地下结构。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，以控制基坑变形。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。具体施工流程为：

1）工况1：施工完成基坑立柱和立柱桩（图3）。待桩基成型达到强度后，根据施工方案，大开挖首层土，挖土完成后施做首层结构（图4）。本工程工况1前期已完成。

图3 施工完成基坑立柱和立柱桩

图4 施做首层结构

2）工况2：首层结构强度达到要求后，把保护建筑移回到首层结构上，并与首层结构连接完毕后，即可开挖基坑第2层土（图5）。土方开挖过程中，挖到设计标高后，随即施工垫层并及时完成地下1层结构的施工（图6）。

图5 保护建筑下方土方开挖

图6 施做地下1层结构

3）工况3：地下1层结构强度达到设计要求后开挖基坑第3层土，土方开挖过程中，挖到设计标高后，施工垫层并及时完成地下2层结构。

4）工况4：地下2层结构强度达到设计要求后开挖基坑第4层土，土方开挖过程中，挖到设计标高后，施工垫层并及时完成地下3层结构。

5）工况5：地下3层结构强度达到设计要求后开挖基坑第5层土，土方开挖过程中，挖到设计标高后，施工垫层并及时完成底板的施工（图7）。

图7 地下结构施工完成

2.2 废弃物快速清运技术

盖挖法开挖时，暗挖的出土速度和效率直接决定了盖挖法施工的成败。如果暗挖的速度快，主体结构的跟进也就快，时空效应引起的基坑变形就小。除了常规的预先留设通风口、安装大功率涡流风机、设置专用的防水照明线路等措施，使照明和通风设施得到改善，创造有利的暗挖施工作业条件；根据现场情况和施工组织在首层结构梁板上合理布置车辆运行路线，并对在基坑内部进行暗挖施工的挖土机和驳运工具进行合理的安排外，为了加快出土的速度，专门研制了盖挖法施工中的快速清运技术。本废弃物快速清运技术还有利于拆除的分期墙、支撑等废弃物的外运施工。

废弃物清理运输技术（图8）包括门架式吊车、运输箱、电动平板车等。基坑覆盖式开挖时，在各层结构楼板的同一位置设置预留洞，在预留洞上方安装门架式吊车。开挖出的土方，拆除的临时混凝土支撑、分期墙破碎后，用运输箱装满，运送到预留洞处。预留洞口处通过门架式吊车上的电动葫芦将满载的运输箱吊出地面并放置在电动平板车上。

图8 废弃物清理运输装置立面示意

电动平板车有专门的导轨供其运行，通过导轨把满载的运输箱运至既定的装车点（图9）。

图9 废弃物水平运输示意

在装车点处，利用吊车将运输箱上的废弃物装车，运离现场（图10）。

基坑地下室施工时，废弃物清理运输的流程如下：地下结构施工时，楼板同一位置预留洞口→地面层楼板强度达到要求，洞口上方安装吊车和水平运输装置→用运输箱装废弃物，吊车把装满的运输箱从洞口吊出地面，移至水平运输装置处并把该处空的运输箱吊回洞口处→水平运输装置把满载的运输箱送至装车点，并把空的运输箱运回→集中满载的运输箱，用运输车辆运走。

图10 废弃物吊运装车示意

废弃物清理运输技术的要点是：每台门架导轨吊车配备2个运输箱，一个运输箱将废弃物外运至指定装车点并由其他吊车装车，然后空载返回；同期另一个运输箱在地下室装载废弃物并由门架导轨吊车吊运至地面，2个运输箱按照先到先停原则停放于卸车点，后到的运输箱停放于卸车点附近。根据废弃物的总方量，在预算工期时计算出每天的清理运输量，单层面积划分为若干清理运输区，每个区设立一套独立的用于地下工程的废弃物清理运输装置。

3 工程应用效果

经实践，保护建筑下方基坑覆盖式快速开挖技术成功地应用于上海市静安区40号大中里地块民立中学项目中，完成了地下空间开发并很好地控制了保护建筑的不均匀沉降。

4 结语

随着国家经济建设的发展，城镇化的快速推进，众多优秀的保护建筑不仅需要修缮和加固，还面临再次开发和迁移的问题。可喜的是经过众多工程实践，建筑迁移技术已经相当成熟。本文着重阐述保护建筑下方地下空间开发的成套技术，通过利用地下主体结构作为支撑结构，先把保护建筑移位再移回，实现了下方基坑的顺利施工，具有很好的推广和应用前景。