卞耀洪

上海建工集团股份有限公司 上海 200080

1 工程概况

宜家购物中心上海临空项目（图1）秉承“荟生活 聚精彩”的独到理念，致力于打造集企业办公、时尚购物、休闲美食、娱乐聚会、文化教育于一体的理想聚会场所，成为中国未来聚会体验中心的引领者。

图1 工程模型

项目总建筑面积逾43万 m2，地下建筑面积逾26万 m2，地上建筑面积逾17万 m2，集商业购物中心、宜家家居卖场以及5栋办公楼等于一体。地下4层，地上裙房5层、塔楼（A、B、C、D、E）8层，地下为钢筋混凝土结构形式，上部均为钢结构形式。

本项目基坑东西长约300 m，南北宽约290 m，面积约6.33万 m2，开挖深度20.85～21.25 m（局部最大落深3.6 m），围护结构周长约1 110 m，内分隔墙长约742 m，基坑安全等级一级，环境保护等级二级。基坑围护采用地下连续墙结合5道支撑（局部4道支撑），外圈地下连续墙采用两墙合一的形式，接头采用H型钢接头，分隔墙采用地下连续墙结合锁口管的接头形式，深坑加固采用三轴搅拌桩＋高压旋喷桩形式，基坑降水采用深井真空管。

2 基坑工程原施工方案简介

基坑均采用明挖顺作法施工，分两期实施（图2），一期（Ⅰ区）实施Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区、Ⅰ-3分区，二期（Ⅱ区）实施Ⅱ-1分区、Ⅱ-2分区，Ⅱ区基坑需在Ⅰ区相邻基坑完成地下室B0楼板，且主体结构楼板与中隔墙有效连接（采用底板后浇带设置工字钢临时支撑、楼板先行跳仓施工窄板带作为连接支撑）后，方可进行第2层土方的开挖。中隔墙需待两侧地下室完成后，从上至下逐层拆除并连通两侧地下室结构。

图2 基坑分区示意

在Ⅰ区基坑B2楼板完成之后，开挖Ⅱ区基坑的第1层土方，施工第1道钢筋混凝土支撑、栈桥，Ⅱ区基坑降水在Ⅰ区基坑B1层结构施工时同时进行。

Ⅰ区基坑自下而上逐层拆除钢筋混凝土支撑，施工地下结构至B1楼板，汽车坡道范围设置工字钢对撑换撑，基坑周边局部设置工字钢斜撑换撑，在拆除第1、2道钢筋混凝土支撑及栈桥后，施工B0楼板。

Ⅱ区基坑自下而上逐层拆除钢筋混凝土支撑，施工地下结构至B1楼板，基坑周边局部设置工字钢斜撑换撑。

拆除Ⅱ区基坑第1（第2）道钢筋混凝土支撑、栈桥、格构柱，凿除中隔墙至B1楼板，贯通主体结构B0楼板，以同样方法施工至底板结构贯通。

3 各分基坑现场工况及方案优化必要性分析

3.1各分基坑现场工况

在考虑Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区、Ⅱ-1分区三个相邻分基坑提前同步施工方案优化时，各分基坑现场工况如下：

Ⅰ-1分区：于2021年6月21日完成B2层结构，正在施工B1层结构（部分B1层夹层、楼梯完成），预计2021年10月上旬完成除暂时保留栈桥部分以外的B1层结构。

Ⅰ-2分区：于2021年6月28日完成B2层结构，正在施工B1层结构（部分B1层夹层、楼梯完成），预计2021年10月上旬完成除暂时保留栈桥部分以外的B1层结构。

Ⅰ-3分区：因不受污染土影响，已于2021年5月6日完成地下结构，于2021年7月31日地上钢结构封顶，正在进行各地上楼层内零星钢结构吊装、楼层板混凝土等施工。

Ⅱ-1分区：除东北侧分块以外区域的第1道钢筋混凝土支撑、栈桥完成。

Ⅱ-2分区：除南端头、北端头分块以外区域的第1道钢筋混凝土支撑、栈桥完成。

3.2分基坑提前同步施工方案优化的必要性分析

根据工程总进度计划，Ⅰ-1分区是Ⅰ区基坑施工的关键路线，Ⅱ-1分区是Ⅱ区基坑施工的关键路线（服务整个项目的35 kVA开关站在Ⅱ-1分区地下室内），Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区B1层结构的施工，需要在汽车坡道范围设置工字钢对撑换撑，基坑周边局部设置工字钢斜撑换撑后，拆除第2道钢筋混凝土支撑及第1道钢筋混凝土支撑、栈桥，栈桥下B1层结构施工与栈桥拆除分块交替进行（为满足清运拆除下来的支撑、栈桥碎混凝土及B1层劲性钢柱吊装的要求）。在局部区域具备条件后即需开始地上钢结构的吊装作业，因场地非常狭小，必将致使场内交通组织难度极大，钢筋加工场及材料堆场需不断地进行位置更换，势必严重制约B1层结构的施工进程。为确保工程整体进度计划大节点目标的实现，结合现场场布要求及Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区、Ⅱ-1分区这三个分基坑同步施工的工况条件，进行施工方案的技术优化，提前满足Ⅰ区基坑与Ⅱ区基坑的同步施工条件，使工程总进度计划中的两分段关键路线变“串联”为部分“并联”，缩短工程整个关键路线的时间，以加快工程整体施工进度。

4 分基坑提前同步施工方案的优化及实施

经过仔细深入分析，咨询专家意见，严格计算验证，编制、完善优化方案，组织召开方案专家论证会给予论证，以及提交基坑围护设计确认，并反馈专家意见作最终确认，形成切实可行的优化方案，主要采取和实施的优化措施有以下6条[1-3]。

1）以不额外加大基坑围护体变形为前提进行分析验算，确定在Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区沿B1层地下室周边，在B1楼板以上增加设置H350 mm×350 mm×12 mm×19 mm工字钢或φ609 mm钢管斜撑换撑加固措施（Q345），以控制围护地下连续墙悬臂变形（Ⅰ-3分区已进行地上钢结构吊装），斜撑换撑增加设置情况为：在Ⅰ-1分区东侧栈桥下及东侧栈桥的北侧增加设置3根工字钢斜撑换撑，在Ⅰ-2分区东侧栈桥下及东侧栈桥的南、北两侧增加设置6根工字钢斜撑换撑，在Ⅰ-2分区东南侧基坑转角的北侧增加设置3根钢管斜撑换撑，在Ⅰ-2分区南侧栈桥下及南侧栈桥的东、西两侧增加设置4根工字钢斜撑换撑。在钢筋混凝土支撑或栈桥格构柱位置的B1楼板板面做钢筋混凝土矮柱，矮柱内设置钢板预埋件，作为斜撑换撑脚部支撑点，对应位置剥除围护地下连续墙内侧钢筋保护层至露出主筋，在围护地下连续墙主筋上焊接后置钢板埋件，钢板与围护地下连续墙之间的空隙用灌浆料填实，作为斜撑换撑顶部支撑点。增加设置的斜撑换撑安装到位后，再开始拆除第1、2道钢筋混凝土支撑及栈桥（图3、图4）。

图3 增加设置斜撑换撑

图4 Ⅰ-2分区东南侧增加斜撑

2）Ⅱ-1分区第1道钢筋混凝土支撑以下的土方开挖时，Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区对应区域的第1道钢筋混凝土支撑先不拆除（Ⅰ-3分区B0楼板以及楼板与中隔墙之间的换撑已完成），待Ⅱ-1分区该区域的第2道钢筋混凝土支撑施工完成、达到设计强度后再进行拆除，以避免Ⅱ-1分区因“谷仓土压力”而使钢筋混凝土支撑受拉。现场实施情况为：Ⅱ-1分区先行开挖西北侧的1-1分块、1-2分块、2-1分块、2-2分块，对应Ⅰ-1分区西南角与Ⅰ-2分区西北角的第1道钢筋混凝土角撑暂时先不拆除（因场地狭小，之前按照经围护设计确认的临时板方案，对钢筋混凝土角撑进行了工字钢加固及在钢筋混凝土角撑面上浇筑了钢筋混凝土板，作为临时钢筋加工场地，暂缓拆除也延长了该两块场地的使用时间，一定程度上缓解了短时间内的场地紧张状况），该两部分角撑及临时板直至Ⅱ-1分区对应区域的第2道钢筋混凝土支撑施工完成后才进行拆除（图5）。

图5 Ⅰ-1分区西南角第1道钢筋混凝土角撑暂时保留

3）Ⅱ-1分区三处端头区域（1-1分块、4-1分块、4-2分块）采取有效措施保证钢筋混凝土角撑轴力传递至中隔墙。现场实施情况为：Ⅱ-1分区西北侧（1-1分块）和东北侧（4-1分块）的钢筋混凝土角撑面上，按照补充围护设计图纸增加设置钢筋混凝土板带，待板带混凝土达到设计强度后，再拆除Ⅰ-1分区对应区域的钢筋混凝土角撑，因场地狭小，Ⅱ-1分区的污染水处理设备及蓄水设施布置在该两块板带上，待Ⅱ-1分区的污染水处理完成后，该两块场地作为临时轻型材料堆场，一定程度上缓解了短时间内的场地紧张状况；Ⅱ-1分区东南侧（4-2分块）背靠Ⅰ-2分区的对应区域，暂时保留一根钢筋混凝土角撑以承受侧向荷载，该钢筋混凝土角撑所在区域块的B0楼板暂缓施工，待Ⅱ-1分区东南侧（4-2分块）的第2道钢筋混凝土支撑施工完成、达到强度要求后，再拆除此根暂时保留的钢筋混凝土角撑，以及补缺该区域块的B0楼板（图6～图8）。

图6 新增角撑板带及保留角撑

图7 Ⅱ-1分区1-1分块新增板带

图8 对应区域暂时保留的一根角撑

4）根据现场实际工况，通过计算整体复核Ⅱ-1分区围护地下连续墙、钢筋混凝土支撑与栈桥，以及Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区的汽车坡道范围工字钢对撑换撑、基坑周边局部工字钢斜撑换撑、基坑周边局部增加设置的工字钢或钢管斜撑换撑结构后，确定调整Ⅰ-1分区和Ⅰ-2分区的B1楼板与中隔墙之间的回顶范围，即增加B1层水平结构的回顶截面，把B1楼板先行跳仓施工窄板带作为连接支撑回顶截面改为B1层水平结构（所有B1楼板及梁结构）全截面施工至中隔墙边，以实现满顶（Ⅰ-3分区B1楼板、B0楼板以及B1楼板、B0楼板与中隔墙之间的换撑已完成），确保满足受力要求，从而严格控制基坑围护体的变形。

5）Ⅱ-1分区第1道钢筋混凝土支撑以下的土方自西北侧向东南侧及东北侧台阶式分层放坡开挖，台阶式逐层施工第2、3、4道钢筋混凝土支撑，分层开挖的每层厚度不超过3 m、纵向动态放坡坡度不大于1∶1.5，分层开挖的相邻台阶之间的净间距确保大于一个分块长度，每层土方开挖分块与钢筋混凝土支撑施工布置块相互对应，钢筋混凝土支撑施工紧跟挖土进度，尽可能缩短每层土方开挖完成后到钢筋混凝土支撑形成之间的基坑暴露时间，在第5层土方开挖时，进一步细分小块，随挖土随浇筑混凝土垫层，如果有因如污染土等不确定因素影响而导致基坑围护体变形过大情况的发生，则采取双层双向加筋垫层等措施及时形成“对撑”结构，并尽快完成每个分块底板的混凝土浇筑，以严格控制基坑变形速率，确保基坑安全（图9）。

图9 土方放坡开挖纵向示意

6）针对可能因污染土影响而致使基坑施工周期延长，从而导致基坑围护体变形过大等情况，进一步编制基坑施工紧急预案，全面深入分析可能会发生的风险，细化引起风险的各项因素。针对各项因素，制定有针对性的应急措施，其中针对降水井的管理、保护、保养、维修，安排专人负责，要求每天对所有降水井进行一遍地毯式排查，如发现有被损坏的情况，立即进行修复，尤其从开挖第3层土方开始，着重关注减压井是否有被损坏的情况，若有，则第一时间进行修复，严格控制好承压水对基坑的影响，以及每天审查、核对降水情况，确保地下水位随时满足开挖条件要求，并在现场做好常规应急设备和应急材料方面的准备，以便风险发生时能第一时间启动应急措施，高效控制突发事态的发展。

5 结语

按照经各方确认的Ⅰ-1分区、Ⅰ-2分区、Ⅱ-1分区三个相邻分基坑同步施工的优化方案，认真落实以上各项措施后，现场实施效果为：Ⅰ-1分区除暂时保留栈桥区域以外的B0楼板于2021年10月5日完成，上部钢结构于2021年9月17日开始东北侧E塔楼的局部吊装，Ⅰ-2分区除暂时保留栈桥区域以外的B0楼板于2021年10月4日完成（西南角暂时保留一根钢筋混凝土角撑区域块的B0楼板于2021年9月29日完成），上部钢结构于2021年9月26日开始西南侧C塔楼的局部吊装。

如果按照原施工方案实施的话，Ⅱ-1分区第2层土方开挖最早需从2021年10月6日开始，而实施三个相邻分基坑提前同步施工优化方案后，Ⅱ-1分区实际于2021年8月4日开始第2层土方开挖，比原施工方案提前了63 d，即工程整体进度计划的关键路线工期提前了63 d。

在确保基坑安全的前提下，通过严格计算验证，因地制宜地制定满足“时空效应”要求的优化施工方案，尽可能地缩短非必要的时间，大大加快了施工进度，从而给本项目后续的施工提供了较大的弹性进度空间，为实现整体工程的进度目标打下了坚实的基础，对当前类似基坑工程的方案优化具有一定的参考价值。随着超深、超大基坑工程数量越来越多，该项优化技术具有广泛的借鉴应用前景。