赵文杰

上海城建市政工程（集团）有限公司 上海 200032

1 工程概况

本工程位于上海市徐汇区漕河泾，占地面积约2.5万m2，总建筑面积约9.5万m2，内含6幢研发办公楼。地铁3号线横穿项目，将其划分为南、北两个地块，在工程建设中，需要充分考虑到建筑自身和周边地铁两部分的要求，予以有效地防护[1]。

2 基坑周边环境及轻轨3号线的保护

建筑基坑周边环境相对复杂，不利于基坑施业的顺利开展，工作具体如图1所示。北地块局部临近在建铁路保障房高层住宅小区，小区建筑及地下室两部分均含有桩筏基础，地下室与基坑最近约16.8m，可能会产生扰动性影响。此外，东南侧临近地铁3号线，基坑距离地铁轨道约40m，在工程施工中，需要切实考虑到该地铁地面段轨道，予以有效地保护。

图1 基坑周边环境平面图

南地块西南侧周边建设220kV龙泉变电站，设置桩筏基础，电站地上设置框架建筑结构，与基坑保持相对紧凑的空间关系（最近处约10.8m）。除此之外，西北侧也临近已经处于运营状态的地铁3号线，基坑已进入地铁30m保护范围内，在工程施工中，必须充分考虑到地面轨道的防护要求，不可造成不良影响。

总体来看，基坑工程施工环境复杂，除了考虑到基坑施工现场地质、水文等的干扰外，还需要密切关注临近的轻轨轨道保护要求，不可因基坑工程的施工而影响到地铁的正常运行。为此，基坑施工期间需要采取全方位的保护措施，切实保证周边轻轨3号线的正常运营[2]。

3 基坑围护及支撑体系设计

围护结构设置的是地下连续墙，墙体内外侧分别设置φ850@600三轴搅拌桩，通过此桩体的应用，实现对槽壁的有效加固处理，此方案应用于北地块基坑东南侧临近既有地铁的地面段；而对于基坑东南侧临近轻轨的区域，则设置φ1000@1200三轴搅拌桩。

钻孔灌注桩长度22.65m，于桩外侧设长度为17.2m的φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕；基坑其他剩余各边均设置的是长度为22.65m的φ900@1100钻孔灌注桩，并在外侧增设同规格的三轴搅拌桩止水帷幕。如前文所述，施工采取的是分区有序推进的方法，为了保证各区的稳定性，A、B两区间设长度为22.65m的φ800@1000钻孔灌注桩，通过此类结构的设置，发挥出围护的作用。此外，还对B区一侧做针对性地止水处理，即设置φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕。

南地块基坑西北侧临近既有地铁部位的围护集多类结构于一体，以1000mm厚地下连续墙为主体结构，在墙内外侧设φ850@600三轴搅拌桩，实现对槽壁的有效加固处理。基坑西南侧周边建设有变电站，在对其采取防护措施时，设置φ1000@1200钻孔灌注桩，同时外侧配套φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕。对于基坑的南侧和东侧，两部分的围护结构保持一致，即均设置的是φ900@1100钻孔灌注桩，为了增强围护效果，在外侧设φ850@600三轴搅拌桩止水帷幕。

南、北地块基坑施工中，分别设置两道混凝土支撑，在施工此类结构时，尽可能规避主体结构立柱、核心筒体两个部位。沿着与地铁垂直的方向，按照9m的间距有序设置支撑；此外在与之平行的方向也设置支撑，此处将间距增加至12m。第一道支撑压顶梁截面1100mm×800mm，施工采用的是C30混凝土；第二道支撑围檩截面1200mm×800mm，施工采用的是C45混凝土；同时，设置栈桥板配合施工，采用强度为C30混凝土，板厚250mm。

4 基坑分坑开挖措施及流程

4.1 分坑开挖原则

采取先开挖离保护对象远、保护等级相对低的大基坑，依靠小基坑和道围护墙的屏蔽作用，有效减小大基坑施工对保护对象产生的变形；待大基坑部分结构完成后，逐个快速开挖邻近保护对象的小基坑，利用时空效应的理论，充分发挥小基坑施工降水量小、土方量小、形成快、结构工程方便的特点，使基坑施工对保护对象的影响降低到安全可控范围内。

4.2 各坑分块分阶段施工，限时形成支撑

土方开挖时必须利用时空效应原理，严格遵循“分层、分块、留土护壁、对称、限时开挖支撑”原则，减少基坑无支撑的暴露时间，尽可能减少基坑变形。靠近围护侧均采用抽条开挖，24h内完成分区内土方开挖并完成与中部支撑对接，其中靠近地铁侧抽条宽度不大于6m，12h内形成支撑；最后一层土从开挖至垫层浇筑完成控制在24h内。

4.3 压顶圈梁需分段施工

分段长度20m左右。在凿除地下连续墙翻浆及内侧导墙时亦分段进行，并抽槽挖土至圈梁底标高，再分段绑扎圈梁钢筋，分段形成圈梁，以控制基坑初始变形[3]。

4.4 为了减小较长混凝土支撑的收缩和徐变

将支撑分段施工，每次施工长度不大于30m。

4.5 针对电梯深坑开挖

必须在大垫层形成后进行，开挖采取放坡开挖，并采取钢筋网片进行护坡。

5 针对地铁保护的基坑开挖措施

鉴于周边环境的复杂性，在基坑开挖、支撑拆除等对周边环境影响较大的施工阶段时，对地铁的保护尤为重要。主要通过编制科学、合理的施工组织，选用可行的技术措施，制订一系列紧急预案，积极协调周边相关单位关系等来保证周边环境不受到较大影响。

深基坑开挖对周围土体产生的变形和扰动较大，加之扰动土体在列车运行振动下更易发生地铁地面段轨道的沉降及开裂，同时为了控制卸载加载量，分区进行基坑开挖。

基坑施工时，应考虑相关因素影响：①基坑围护体系规律，其变形可以分为两个阶段，一是开挖到设计标高时的变形，二是到底板结束时的位移。而第二阶段的变形与基坑暴露时间有关，暴露时间越长，风险性越大。②基坑工程的受力特点是大面积卸载，坑周围和坑底应力场从原始条件逐渐降低。基坑暴露后，及时铺设混凝土垫层对保护坑底土体不受施工扰动、土体应力松弛具有重要作用；③基坑周边超载，增加墙后土体压力及滑动力矩，降低围护体系的安全度；④由于大量卸荷，坑周围应力场变化，地面或多或少会产生许多裂纹，降雨或施工用水进入土体会降低土体的强度，并增加土压力。施工中设法减少土体中有效应力的变化，提高土的抗剪强度和刚度，为此必须：①在基坑周开挖过程中和开挖后，应保证井点降水的正常进行；②尽量减少基坑坑底的暴露时间，尽快浇筑垫层和底板混凝土；③必要时，在开挖前对坑底土体进行局部加固处理。

信息化监测贯穿整个施工过程，以科学、严谨的实测数据作为施工指导依据，必要时启动紧急预案。保证连续2d地铁隧道的沉降量不超过0.5mm，整个工程施工期间的总沉降量不超过10mm，以满足地铁保护技术标准的规定。

6 基坑监测数据分析

对于北地块A区基坑的施工，设置在该处的围护结构存在较为明显的水平位移现象，即相比于设计要求而言，实测结果偏大，临近地铁侧围护墙体的最大值约到35mm。相比之下，北地块B区和南地块两部分的基坑施工状态相对较好，即围护墙体深层水平位移在许可范围内。

之所以出现前述情况，与如下原因有关：

在围护设计工作中，围绕基坑的第二层开挖及二道支撑均做出明确的规定，首先需要控制好开挖的位置，尽可能远离地铁3号线；其次则是合理协调工序，尽可能在短时间内完成支撑结构的混凝土浇筑施工；最后则是组织临近地铁处的开挖作业，并依然根据实际进度及时施作支撑。而对于第三层土方而言，其主要的施工范围为开挖至底板处，但并未对围护设计做出确切的规定，可能有施工随意化的情况。北地块A区基坑施工环节，以设置的后浇带为基准，对底板结构做划分处理，即形成三块，而后按照顺序有序完成各块的施工。在第二层土方开挖和二道支撑施工环节，可以实现对围护墙深层水平位移的有效控制，因此实测结果显示其并未超出设计警报值；但与之有所不同的是，在第三层土方开挖环节，则存在实测结果超限的情况。针对部分区域监测结果超限的问题，项目建设单位、监理单位等多方予以高度的重视，组织安全基坑风险分析会，立足于项目施工现场的实际情况，探寻导致异常的原因，经过推断后，认为基坑底板施工分块过大（单块面积约1800m2）是关键的原因，在此分块方式下，底板难以发挥出对撑作用。在探明具体的原因后，及时调整工作方法，即在北地块A区剩余部分的施工中，在原有基础上增加基坑监测频率；除此之外，在既有基坑分块方法的基础上做进一步的细分处理，此时可提高控制水平，除此之外还可以提高底板的施工效率。

从北地块A区的施工中汲取经验，为剩余基坑的施工提供清晰的引导，以实现对基坑变形现象的有效控制。在南地块及北地块B区的施工中，着重采取如下技术措施。

对第三层土方做细化分块处理（如图2所示），单块面积约500m2，首先施工的是远离地铁层，而后转向临近地铁侧。

图2 土方开挖分块示意图

垫层施工中，遵循“随挖随浇筑”的原则，尽可能缩短基坑无支撑暴露时间。

在原有垫层厚度的基础上适当增加，同时对垫层结构形式加以优化，即增设适量钢筋。

垫层施工后，及时协调现场资源，尽快组织底板施工。

7 监测结论分析

南北地块间有地铁轨道，分别对应P06（北地块A区）、P28（南地块）展开监测分析，具体结果如图3所示。对于北地块A区基坑的施工，设置在该处的围护结构存在较为明显的水平位移现象，即相比于设计要求而言，实测结果偏大，临近轻轨侧围护墙体的最大值约35mm。相比之下，南地块的基坑施工状态相对较好，即围护墙体深层水平位移在许可范围内。

图3 轻轨侧基坑围护结构水平位移曲线图

8 结束语

综上所述，在本文所提的项目中，充分考虑到基坑施工对临近地铁3号线的影响，按照一级环境保护等级开展工作。从现场情况出发，加强方案论证，确定合适的施工方案，包含基坑分区方式、围护结构形式、基坑开挖顺序等方面。以比选后的优质施工方案为指导，由专员规范作业。实际情况表明，基坑的各项工作可有效落实到位，地铁3号线得到有效地防护，总体来看施工效果良好，由此也意味着该项目采取的基坑分坑分块开挖技术具有可行性，可供参考。