丁应章 华 苗 徐 强 王 飞 熊超逸 孙玉叶

中建三局集团有限公司（沪） 上海 200129

随着我国城市化进程的不断加快，超高层建筑以及大型多层地下室工程逐渐增多，超大超深的基坑也随之增多。在此情形下，逆作法施工凭借对环境影响小、施工工期短、基坑变形小、节约工程造价等显著优势，在众多基坑工程施工方法中脱颖而出[1-5]。

但目前逆作法仍存在以下施工难点：因顶板洞口开设限制，逆作法比顺作法的出土效率更低；逆作法土方开挖与地下结构同时施工，大量投入的机械设备及材料堆场致使场内交通环境恶劣[6-10]。

本文创新性地提出了“双层栈桥”逆作法施工技术，将B0板作为材料堆场，主供材料运输车辆、泵车等通行，将B2板作为土方开挖作业层，主供挖机、土方运输车通行，合理规划双层栈桥的使用功能，减小了交通流线的交叉，解决了逆作区出土效率低、材料堆放密集等问题。

1 工程概况

杭州萧山国际机场三期项目Ⅱ标段位于杭州萧山国际机场内，主要包括新建综合交通中心、旅客过夜用房、配套业务用房，地下4层，地上4栋9～10层塔楼和裙房，总建筑面积640 000 m2。地下建筑面积390 000 m2，基坑面积达110 000 m2，地下4层结构，共分为A区、B1区、B2区、C1区、C2区和C3区这6个基坑（图1）。其中，C1区东侧及南侧紧邻现有航站楼，采用半逆作法施工，基坑面积41 000m2，开挖深度18.9 m，东侧及南侧采用“两墙合一”地下连续墙，地下连续墙外侧采用厚700 mm的TRD水泥土地下墙进行槽壁加固，坑内侧采用三轴搅拌桩进行槽壁加固。

图1 基坑平面示意

2 重、难点分析

2.1 基坑出土受限

本工程总土方量约1 800 000 m3，土方运输量大，需多坑同时施工，对土方车数量要求高。而本工程与Ⅰ标段共用交通线路，土方运输受限，难以满足出土量需求。

2.2 交通组织复杂

本工程场内可利用的工作平面狭小，分包单位数量多，材料进场量大，不具备在楼边堆放大量材料的条件。因而需合理进行交通组织管理，实现材料快速进场、转场和清退。

2.3 基坑周边环境复杂

本工程东西侧分别与T1、T2、T3老航站楼和T4新航站楼相连，南北侧分别与高铁、地铁站厅层相连，按照规定，需满足“不停航、不停运”的施工要求。

2.4 基坑支护要求高

本工程地处砂土区，周边紧邻航站楼和地铁区，需要实现围护结构基本不变形、受力均匀、对周边建筑物影响低等目标。这对基坑支护安全性、围护结构承载力设计与加固提出了较高的要求。

3 施工工艺流程

半逆作法施工中的双层栈桥体系形成分为3个阶段，分别是方案设计阶段、单层栈桥阶段、双层栈桥阶段，如图2所示。

图2 半逆作法施工中的双层栈桥体系形成流程

4 平面优化设计

4.1 取土洞口布置

B0、B2板取土洞口开设时遵循“小且密”的原则，以分散布置的多个小尺寸洞口取代一个大尺寸洞口（图3、图4），洞口开设的间距不宜超过30 m。如此布置，可有效减少暗挖过程中土方短驳的次数，提高出土效率。

图3 B0板平面示意

图4 B2板平面示意

4.2 层间斜坡道设计

为联系上下施工作业层交通，在适当的位置设置B0板下B2板的斜坡道。坡道宽度满足双向双车道的最小宽度要求，同时符合结构柱网间距的模数要求。坡道斜率设置为1∶8，坡道表面需做防滑构造，坡道两侧需设置50 cm高混凝土防撞护栏（图5）。

图5 栈桥剖面示意

4.3 B2板取土码头设计

在B2板洞口范围内增设取土码头，供下层土方开挖时长臂挖机、土方车停靠。通过BIM技术模拟土方装车作业过程，确保长臂挖机在回转过程中能够避开格构柱，且土方车的转弯半径满足要求。

5 总平面布置

5.1 机械设备布置

1）塔吊布置。逆作法施工阶段，主要垂直运输设备为塔式起重机（塔机）。塔机主要负责施工材料和小型机械设备的运输。塔机位置选择时主要考虑使用工效、出土洞口覆盖情况等。

2）固定泵布置。为了保证B0板交通畅通，混凝土泵送设备采用固定泵，泵管垂直方向沿出土洞口边缘布置，水平方向根据施工需求灵活布置。

5.2 材料堆场布置

本工程拟将B0板和B2板作为施工作业层，平面布置时需统筹考虑。

施工过程中主要涉及的堆场包括钢筋材料堆场及加工车间、模板堆场及加工车间、盘扣架堆场。堆场优先布置在塔吊覆盖范围内且靠近场内道路和出土洞口的位置，便于材料的装卸及垂直转运（图6）。

图6 场平布置BIM模拟

结合B0板围护设计活荷载合理划分材料堆场区域，根据每一区域规定堆放材料的种类及最大堆放数量，严格控制B0板面的荷载，保障围护体系的安全。

5.3 施工道路布置

B0、B2板重车道分为主路和辅路，主路设计为单向双车道，辅路设计为单向单车道，车道宽度需符合结构柱网间距的模数要求。为保障车辆通行安全，对转弯处重车道进行优化，即扩大转弯处重车道平台，使得转弯半径满足要求。

6 交通平面组织

B0板结构施工阶段，施工车辆在原状土上通行，根据跳仓法施工部署，调整道路的走向，保证场内形成环通。B2板结构施工阶段，施工车辆在B0板上通行。B2板完成后，施工车辆在B0、B2板上双层通行（图7）。

图7 完成后的双层栈桥体系

6.1 主干道车辆通行能力复核

按最高峰出土量12 000 m3/d计算，每台土方车装载20 m3，共需600车次；同阶段混凝土车按高峰运输量1 664 m3/d计算，一车8 m3，共需208车次；材料运输车、渣土运输车等其他车辆预计日高峰时共需55车次。按此计算，主干道车辆通行总量为（600＋208＋55）/24＝36车次/h。

双层栈桥通行能力计算：双层栈桥没有挖机等机械占道，大部分时间双车道均可通行。双车道一侧折减系数为0.8，则通行总量为30×（1＋0.8）＝54车次/h，大于36车次/h，符合需求。

6.2 交通流线设计

交通流线设计遵循“单流向、多环线”的原则。施工车辆交会使得通行效率降低，且存在交通安全隐患，因而规定所有施工车辆在栈桥板上均沿单向行驶（图8）。采用多环线的设计思路，使得单向行驶的车流线仅出现同向重叠的情况，避免出现相向重叠和交叉重叠的情况。

图8 交通流线设计示意

6.3 平面交通管控措施

本工程采取3项措施，对栈桥板上施工车辆进行管控。首先，实行人车分流制度，人行道与车行道之间设置定型化的硬质隔离网，人行道横跨道路位置设置斑马线，并设警示牌提醒车辆注意行人、减速慢行。其次，行车道绘制交通导向线，路口设置交通导向牌，指导车辆通行。最后，在路口处设置岗亭，安排交通管理专员进行24 h的监督管控。

6.4 层间交通管控措施

围护设计规定B0层和B2层施工行车通道的施工荷载均为35 kPa，该2层行车通道施工荷载在相同范围内不可同时发生。为满足设计要求，采取了2项措施：第一，对施工部署进行调整，避免上下两层在相同位置同时进行施工作业；第二，在重车道下方格构柱上安装应力监测系统，实时监测格构柱应力数据，当局部荷载超限值时应及时报警（图9）。

图9 层间交通管控示意

7 智慧工地整合管理

利用5G技术，结合各类智慧化软件及硬件，建立了基于5G技术的智慧工地管理平台（图10）。通过智慧化应用系统以及5G数据传输，将现场的各类平面组织相关数据实时反馈至智慧工地系统。系统结合BIM模型，将现场的实时数据在管理平台上进行可视化处理。由管理人员在平台端对整个现场的平面组织进行统一监管。

图10 智慧工地管理平台

8 结语

半逆作法施工中的双层栈桥平面组织技术对于3层以上地下室的超大超深基坑工程具有良好的应用前景。这一技术手段的应用，实现了车辆的合理分流，缓解了交通组织压力，减小了取土深度，提高了基坑稳定性与土方开挖的工作效率，保障了工程进度的稳步推进，具有明显的社会效益及经济效益。